申请日2017.12.05
公开(公告)日2018.02.23
IPC分类号C02F9/14; C02F101/30
摘要
一种微动力污水一体化处理设备，包括用管道依次连通的对污水进行预处理以提高污水可生化性的预处理单元、对污水进行微曝气处理的微曝气毛细渗滤处理单元、人工湿地处理单元，其中预处理单元与生活污水进水管连接，微曝气毛细渗滤处理单元设有微曝气装置，人工湿地处理单元与出水管连通。通过将毛细渗滤系统和潜流湿地进行优化组合，不仅提高处理效率，还减少占地面积。预处理、毛细渗滤系统和潜流湿地组合一体化设备解决了单一人工湿地占地面积较大，分散布置时构造物数量多，建造和运营成本增加的问题。
摘要附图
权利要求书
1.一种微动力污水一体化处理设备，其特征在于：包括用管道依次连通的对污水进行预处理以提高污水可生化性的预处理单元(1)、对污水进行微曝气处理的微曝气毛细渗滤处理单元(2)、人工湿地处理单元(3)，其中预处理单元(1)与污水进水管(4)连接，微曝气毛细渗滤处理单元(2)设有微曝气装置(21)，人工湿地处理单元(3)与出水管(45)连通。
2.如权利要求1所示的微动力污水一体化处理设备，其特征在于：预处理单元(1)与微曝气毛细渗滤处理单元(2)之间通过布水弯管(42)相连通，布水弯管(42)的入水口位于预处理单元(1)、出水口位于微曝气毛细渗滤处理单元，预处理单元(1)的出水利用高差通过布水弯管(42)将污水均匀输送到微曝气毛细渗滤处理单元(2)的下部分;微曝气毛细渗滤处理单元(2)与人工湿地处理单元(3)之间通过虹吸管(43)相连通，虹吸管(43)的入水口位于微曝气毛细渗滤处理单元(2)的底端处、出水口位于人工湿地处理单元(3)。
3.如权利要求2所示的微动力污水一体化处理设备，其特征在于：人工湿地处理单元(3)包括在入水侧设置的进水缓冲槽(32)、在出水侧设置的出水过滤槽(33)和中间的处理单元主体部分(34)，进水缓冲槽(32)与处理单元主体部分(34)之间用隔板一(36)隔开，出水过滤槽(33)和处理单元主体部分(34)之间用隔板二(37)隔开，虹吸管(43)的出水口位于进水缓冲槽(32)中，进水缓冲槽(32)和出水过滤槽(33)内均填充有卵石;
进水缓冲槽(32)和出水过滤槽(33)内填充的卵石直径为10-30mm。
4.如权利要求3所示的微动力污水一体化处理设备，其特征在于：人工湿地处理单元(3)为潜流湿地处理单元，潜流湿地处理单元的隔板一(36)和隔板二(37)上均有滤水孔;
或者人工湿地处理单元(3)为垂直流湿地处理单元，垂直流湿地处理单元的进水缓冲槽(32)高度高于处理单元主体部分(34)的高度，且隔板二(37)上设有滤水孔，隔板一(36)为隔水板，在隔板一(36)上设有垂直流进水管(35)，垂直流进水管(35)的高度位于虹吸管(43)出水口的上方。
5.如权利要求3所示的微动力污水一体化处理设备，其特征在于：出水过滤槽(33)的底端处设有与出水管(45)连通的上弯排水管(44)，上弯排水管(44)的入水口距离人工湿地处理单元(3)底部45-55mm，出水高度为300-500mm之间。
6.如权利要求2所示的微动力污水一体化处理设备，其特征在于：预处理单元(1)内安装有固定填料(13)，底部处设有多孔布水管(41)与进水管(4)连接;
多孔布水管(41)设在距离预处理单元底部0.08-0.12m的位置;
多孔布水管(41)沿预处理单元底部处布置一圈;
多孔布水管(41)管径为50mm，孔径为5-8mm，孔距为10-20mm。
7.如权利要求2所示的微动力污水一体化处理设备，其特征在于：人工湿地处理单元(3)包括植被和碎石层(31)，其中碎石层(31)厚度为800-1100mm，填充有直径为5-15mm的碎石;
微曝气毛细渗滤处理单元(2)从上到下依次为植被、砂石层(25)、卵石层(26);
砂石层(25)厚度为300-400mm，填充直径1-5mm的碎石;
卵石层(26)厚度为500-700mm，填充直径10-30mm的石头。
8.如权利要求7所示的微动力污水一体化处理设备，其特征在于：布水弯管(42)的高处位于微曝气毛细渗滤处理单元(2)的砂石层(25)以上，出水口位于微曝气毛细渗滤处理单元(2)的植被的根部以下，且出水口处为均匀铺设的穿孔管(420)。
9.如权利要求1所示的微动力污水一体化处理设备，其特征在于：微曝气装置(21)包括曝气管(22)、鼓风机(23)和供电设备(24)，供电设备(24)与鼓风机(23)连接并为鼓风机(23)提供动力，鼓风机(23)与曝气管(22)连通并为曝气管(22)输送氧气，曝气管(22)布置在微曝气毛细渗滤处理单元(2)底端处;
曝气管(22)在微曝气毛细渗滤处理单元(2)底端处均匀布置有多条;
供电设备(24)为太阳能供电设备或者为风力供电设备。
10.如权利要求7所示的微动力污水一体化处理设备，其特征在于：虹吸管(43)的入水口位于微曝气毛细渗滤处理单元(2)底端处、上弯最高点与微曝气毛细渗滤处理单元(2)的砂石层(25)表面高度齐平、出水口高度与卵石层(26)高度齐平;
虹吸管(43)的入水口离微曝气毛细渗滤处理单元(2)底部45-55mm;
虹吸管(43)在微曝气毛细渗滤处理单元(2)底端处均匀布置有多条。
说明书
一种微动力污水一体化处理设备
技术领域
本发明涉及一种污水处理设备，尤其涉及一种微动力污水一体化处理设备，属于水处理技术领域。
背景技术
为了建设美丽乡村，提高农村居民生活质量，农村生活环境污染治理不容忽视。然而农村地区居民居住分散，管网设施不齐全，对污水集中处理比较困难。且经济上较为落后，对于生活污水处理设施投资、运营费用成为首要的考虑的要素。
毛细渗滤系统、人工湿地作为一种常用的生物生态处理技术，常用于生活污水的处理，往往单一人工湿地或毛细渗滤系统难以满足生活污水处理排放要求。可针对场地、气候条件、水质参数及达标要求的不同，对不同类型的生物生态处理系统进行优化组合，设计出复合型生物生态处理系统，使其出水满足排放要求。目前常采用的组合工艺为厌氧/好氧生物技术与人工湿地组成的生物生态工艺。
如申请号CN201010147075.4，名称为“一种新农村生活污水处理技术”的发明专利公开了一种新农村生活污水处理技术，属于环保污水处理技术领域，生活污水进入曝气沉砂池兼调节池中，进行适当沉砂沉淀和调节后无机污染物被去除一部分，再通过提升水泵送入浓缩式二级厌氧反应池内，污水在通过浓缩滤层的过程中，水中悬浮物被过滤截留，浓缩式二级厌氧反应池中产生的CH4和H2S等污染气体通过气口排出，部分浓缩液可以定期通过打开阀门经浓缩底泥排污管排出系统，从浓缩式二级厌氧反应池出水口出来的上清液依次进入阶梯跌水型湿地、无介质湿地、经济收益型湿地、生物滤池、鱼池，水中的氮磷富营养化污染物被水生植物的根茎等过滤、截留、吸附、分解、吸收和沉淀，并通过定期收获，达到水净化的目的。
申请号CN201210164424.2，名称为“一种低能耗低碳排放经济节能型的城镇污水处理方法”的发明专利公开了一种低能耗低碳排放经济节能型的城镇污水处理方法，其步骤是：1、污水管网收集的待处理污水经过格栅过滤，通过泵提升进入新型高效折流式厌氧生化池(ABR)的脉冲布水罐;2、经步骤1处理的污水，流入循环流生物氧化池;3、经步骤2处理的出水，流入利用天然的沟渠、库塘水体改造的人工强化生物接触氧化塘;4、经步骤2或3处理的出水，流入人工湿地。污水经过上述步骤处理后，水中大部分的污染物能够有效去除，处理出水能够达到GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准，这种低成本、低能耗、低碳排放、低运行费用的节能型污水处理净化工艺，特别适用于小城镇或农村的污水处理。
上述文件虽然都涉及到污水的处理，但还是存在结构较复杂、占地面积较大、成本较高等问题，仍然需要改进。
发明内容
本发明针对当前农村生活环境污染治理欠缺、农村地区居民居住分散、管网设施不齐全、污水集中处理困难、设备投资运营维护费用过高等问题，提出了一种微动力污水一体化处理设备，利用设备紧凑方便、安装建造简单、容易维护的复合型生物生态处理系统对农村生活污水进行有效处理。
本发明为解决上述问题所采用的技术手段为：一种微动力污水一体化处理设备，包括用管道依次连通的对污水进行预处理以提高污水可生化性的预处理单元、对污水进行微曝气处理的微曝气毛细渗滤处理单元、人工湿地处理单元，其中预处理单元与污水进水管连接，微曝气毛细渗滤处理单元设有微曝气装置，人工湿地处理单元与出水管连通。
进一步地，预处理单元与微曝气毛细渗滤处理单元之间通过布水弯管相连通，布水弯管的入水口位于预处理单元、出水口位于微曝气毛细渗滤处理单元，预处理单元的出水利用高差通过布水弯管将污水均匀输送到微曝气毛细渗滤处理单元的下部分;微曝气毛细渗滤处理单元与人工湿地处理单元之间通过虹吸管相连通，虹吸管的入水口位于微曝气毛细渗滤处理单元的底端处、出水口位于人工湿地处理单元。
进一步地，人工湿地处理单元包括在入水侧设置的进水缓冲槽、在出水侧设置的出水过滤槽和中间的处理单元主体部分，进水缓冲槽与处理单元主体部分之间用隔板一隔开，出水过滤槽和处理单元主体部分之间用隔板二隔开，虹吸管的出水口位于进水缓冲槽中，进水缓冲槽和出水过滤槽内均填充有卵石。
进一步地，进水缓冲槽和出水过滤槽内填充的卵石直径为10-30mm。
进一步地，人工湿地处理单元为潜流湿地处理单元，潜流湿地处理单元的隔板一和隔板二上均有滤水孔。
进一步地，人工湿地处理单元为垂直流湿地处理单元，垂直流湿地处理单元的进水缓冲槽高度高于处理单元主体部分的高度，且隔板二上设有滤水孔，隔板一为隔水板，在隔板一上设有垂直流进水管，垂直流进水管的高度位于虹吸管出水口的上方。
进一步地，出水过滤槽的底端处设有与出水管连通的上弯排水管，上弯排水管的入水口距离人工湿地处理单元底部45-55mm，出水高度为300-500mm之间。
进一步地，上弯排水管的管径为25mm，出水管的管径为50mm。
进一步地，预处理单元内安装有固定填料，底部处设有多孔布水管与进水管连接。
进一步地，多孔布水管设在距离预处理单元底部0.08-0.12m的位置。
进一步地，多孔布水管沿预处理单元底部处布置一圈。
进一步地，多孔布水管管径为50mm，孔径为5-8mm，孔距为10-20mm，
进一步地，预处理单元顶部盖有密封板，密封板上开有用于日常维护检修的检查孔。
进一步地，微曝气毛细渗滤处理单元从上到下依次为植被、砂石层、卵石层。
进一步地，砂石层厚度为300-400mm，填充直径1-5mm的碎石。
进一步地，卵石层厚度为500-700mm，填充直径10-30mm的石头。
进一步地，布水弯管的高处位于微曝气毛细渗滤处理单元的砂石层以上，出水口位于微曝气毛细渗滤处理单元的植被的根部以下，且出水口处为均匀铺设的穿孔管。
进一步地，穿孔管管径为25mm，穿孔孔径为2-4mm，孔距为5-10mm。
进一步地，穿孔管上包裹有透水土工布。
进一步地，微曝气装置包括曝气管、鼓风机和供电设备，供电设备与鼓风机连接并为鼓风机提供动力，鼓风机与曝气管连通并为曝气管输送氧气，曝气管布置在微曝气毛细渗滤处理单元底端处。
进一步地，曝气管在微曝气毛细渗滤处理单元底端处均匀布置有多条。
进一步地，供电设备为太阳能供电设备或者为风力供电设备。
进一步地，太阳能供电设备为太阳能电池板和电能储存一体设备。
进一步地，风力供电设备为发电与电能储存一体设备。
进一步地，虹吸管的入水口位于微曝气毛细渗滤处理单元底端处、上弯最高点与微曝气毛细渗滤处理单元的砂石层表面高度齐平、出水口高度与卵石层高度齐平。
进一步地，虹吸管的入水口离微曝气毛细渗滤处理单元底部45-55mm。
进一步地，虹吸管在微曝气毛细渗滤处理单元底端处均匀布置有多条。
进一步地，虹吸管管径为25mm。
进一步地，人工湿地处理单元包括植被和碎石层，其中碎石层厚度为800-1100mm，填充有直径为5-15mm的碎石。
本发明的有益效果是：
1. 本发明将毛细渗滤系统和潜流湿地进行优化组合，不仅提高处理效率，还减少占地面积。预处理、毛细渗滤系统和潜流湿地组合一体化设备解决了单一人工湿地占地面积较大，分散布置时构造物数量多，建造和运营成本增加的问题。
2. 本发明采用厌氧氨氧化反应原理对污水进行处理，曝气量小，能耗低，处理效果好，出水稳定，维护管理简单，出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002》中一级A排放标准。
3. 本发明的设备可根据水质水量进行定制组装生产，占地面积小，拖运方便，安装建造简单。
4. 本发明的一体化处理设备可避免单一构筑物组合的建造成本，依靠太阳能电池板或风能对微曝气鼓风机提供动能，虹吸管可利用压差对设备内的污水进行流动和排放，其运行成本低，制造简单，无需消耗外来动力，适用于需要分散式的生活污水处理地区的应用。