申请日2017.11.02
公开(公告)日2018.01.16
IPC分类号C02F3/32; C02F3/34; C02F3/04
摘要
本发明公开一种污水生态处理装置、处理方法及处理系统，属于污水生态处理技术领域，污水生态处理装置包括容置体、隔板和植物净化柱，隔板将容置体分隔成上部开口的围堰区和下部的封闭区，容置体上开设有进水口和出水口，围堰区铺设有滤料层和土壤层，土壤层种植有草本植物，封闭区填充有渗滤填料;植物净化柱包括水生植物和用于承载并种植水生植物的管体，管体贯穿隔板并连通封闭区和围堰区;污水经由封闭区初级净化、植物净化柱中级净化、围堰区末级净化三个区段，并先后完成以厌氧、兼氧、好氧为主的反应流程，在土壤渗滤与植物根系的协同作用下，处理效果大为加强;污水生态处理系统由污水生态处理装置构成具有额定处理量的一体化设施。
摘要附图
权利要求书
1.一种污水生态处理装置，其特征在于，包括：
容置体(11)，其内部为上端开口的容置空间;
隔板(12)，其位于所述容置空间内并将所述容置体(11)分隔成位于上部的围堰区(13)和位于下部的封闭区(14)，所述容置体(11)上开设有与所述封闭区(14)连通的进水口和与所述围堰区(13)连通的出水口，所述围堰区(13)铺设有滤料层(131)和位于所述滤料层(131)上的土壤层(132)，所述土壤层(132)种植有草本植物(133)，所述封闭区(14)填充有渗滤填料(141);
植物净化柱(15)，若干个所述植物净化柱(15)分布于所述隔板(12)上，所述植物净化柱(15)包括水生植物(151)和用于承载并种植所述水生植物(151)的管体(152)，所述管体(152)贯穿所述隔板(12)并连通所述封闭区(14)和所述围堰区(13)。
2.根据权利要求1所述的污水生态处理装置，其特征在于，所述管体(152)可拆卸安装于所述隔板(12)上，所述管体(152)的上端口不低于所述土壤层(132)，所述管体(152)的下端口位于所述渗滤填料(141)中，多个所述水生植物(151)组成集束根系柱芯(153)，所述集束根系柱芯(153)充满所述管体(152)的内腔。
3.根据权利要求2所述的污水生态处理装置，其特征在于，所述管体(152)上开设有与所述封闭区(14)连通的进水孔(1521)和与所述围堰区(13)连通的出水孔(1522)。
4.根据权利要求3所述的污水生态处理装置，其特征在于，所述管体(152)的上部转动套设有出水换向环(154)，所述出水换向环(154)上开设有与所述出水孔(1522)对应的通孔(1541)，通过旋转所述出水换向环(154)能够控制所述出水孔(1522)的开闭。
5.根据权利要求2所述的污水生态处理装置，其特征在于，所述管体(152)的内部设有柔性曝气管(155)，所述柔性曝气管(155)的下端插入所述集束根系柱芯(153)，所述柔性曝气管(155)的上端与气泵连接。
6.根据权利要求1所述的污水生态处理装置，其特征在于，所述滤料层(131)和所述土壤层(132)之间设置有透水网材(134)。
7.根据权利要求1所述的污水生态处理装置，其特征在于，所述封闭区(14)内于所述进水口处连接有布水管(16)，所述布水管(16)位于所述封闭区(14)的底部，所述布水管(16)为由主管和支管组成的分支结构，所述支管上开设有若干个透水孔。
8.根据权利要求1所述的污水生态处理装置，其特征在于，所述围堰区(13)内于所述出水口处连接有集水管(17)，所述集水管(17)位于所述围堰区(13)的底部，所述集水管(17)为由主管和支管组成的分支结构，且所述支管上开设有若干个透水孔。
9.一种污水生态处理方法，采用如权利要求1-8任一项所述的污水生态处理装置，其特征在于，包括：
经预处理的污水经进水口进入封闭区(14)，封闭区(14)为兼氧及厌氧反应条件，在渗滤填料(141)及附着微生物作用下，实现污水的初级净化;
初级净化后的水流在动力或压差作用下上升进入植物净化柱(15)，植物净化柱(15)通过植物根区环境及微生物作用，实现污水的中级净化;
植物净化柱(15)的中级净化出水流入围堰区(13)，在滤料层(131)、土壤层(132)、草本植物(133)根区环境作用以及好氧反应条件下，实现污水的末级净化，经末级净化的水由出水口流出。
10.一种污水生态处理系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的污水生态处理装置(1)。
11.根据权利要求10所述的污水生态处理系统，其特征在于，至少两个所述污水生态处理装置(1)通过管道(2)串联和/或并联连接。
说明书
一种污水生态处理装置、处理方法及处理系统
技术领域
本发明涉及利用土壤渗滤与植物根系的复合作用处理生活污水，属于污水生态处理技术领域。
背景技术
作为一种小规模生活污水处理方法，土壤渗滤法近年来得到越来越普遍的应用。其为基于自然生态净化原理，结合常规的厌氧、好氧污水处理工艺而形成的原位污水生态处理技术。即将生活污水在化粪池中沉淀、厌氧预处理后，再经布水管分配到土壤渗滤沟槽中，在毛细管浸润和土壤渗滤作用下污水向各处扩散，通过物理截留、化学沉淀与吸附、微生物降解等作用，使水中的污染物得以去除。
但是，土壤渗滤法也存在一些制约性的问题，其中占地面积较大、氮磷去除效果较差就是其突出的不足之处。此外，土壤渗滤污水处理设施尽管在表层配置了土壤层并种植植物，但因设施结构、植物品种所限，植物根系特有的污染物去除作用微乎其微，故难以达到人工湿地植物产生的生态处理效果，仅仅只限于对处理设施的外观绿化。
另外，土壤渗滤池体多结合地面的地势而设计，因此固定在地面上，不便于移动，且土壤渗滤池体的大小不能根据污水的处理量进行调节，在很大程度上限制了土壤渗滤法在污水生态处理领域的普及应用。多年来，针对土壤渗滤法的不足之处尽管不断有众多的改善、优化对策出现，但均未能从经济性、适用性、有效性兼顾的角度予以解决。
发明内容
本发明的目的在于针对现有土壤渗滤法存在占地面积较大、植物根系的生态作用有限和氮磷去除效果较差的突出问题，提供一种污水生态处理装置及处理方法，在保持土壤渗滤法技术优势基础上，扬长避短，进一步提高其处理效果和综合性价比。
如上构思，本发明所采用的技术方案是：
一种污水生态处理装置，包括：
容置体，其内部为上端开口的容置空间;
隔板，其位于所述容置空间内并将所述容置体分隔成位于上部的围堰区和位于下部的封闭区，所述容置体上开设有与所述封闭区连通的进水口和与所述围堰区连通的出水口，所述围堰区铺设有滤料层和位于所述滤料层上的土壤层，所述土壤层种植有草本植物，所述封闭区填充有渗滤填料;
植物净化柱，若干个所述植物净化柱分布于所述隔板上，所述植物净化柱包括水生植物和用于承载并种植所述水生植物的管体，所述管体贯穿所述隔板并连通所述封闭区和所述围堰区。
其中，所述管体可拆卸安装于所述隔板上，所述管体的上端口不低于所述土壤层，所述管体的下端口位于所述渗滤填料中，多个所述水生植物组成集束根系柱芯，所述集束根系柱芯充满所述管体的内腔。
其中，所述管体上开设有与所述封闭区连通的进水孔和与所述围堰区连通的出水孔。
其中，所述管体的上部转动套设有出水换向环，所述出水换向环上开设有与所述出水孔对应的通孔，通过旋转所述出水换向环能够控制所述出水孔的开闭。
其中，所述管体的内部设有柔性曝气管，所述柔性曝气管的下端插入所述集束根系柱芯，所述柔性曝气管的上端与气泵连接。
其中，所述滤料层和所述土壤层之间设置有透水网材。
其中，所述封闭区内于所述进水口处连接有布水管，所述布水管位于所述封闭区的底部，所述布水管为由主管和支管组成的分支结构，所述支管上开设有若干个透水孔。
其中，所述围堰区内于所述出水口处连接有集水管，所述集水管位于所述围堰区的底部，所述集水管为由主管和支管组成的分支结构，所述支管上开设有若干个透水孔。
一种污水生态处理方法，采用如上所述的污水生态处理装置，包括：
经预处理的污水经进水口进入封闭区，封闭区为兼氧及厌氧反应条件，在渗滤填料及附着微生物作用下，实现污水的初级净化;
初级净化后的水流在动力或压差作用下上升进入植物净化柱，植物净化柱通过植物根区环境及微生物作用，实现污水的中级净化;
植物净化柱的中级净化出水流入围堰区，在滤料层、土壤层、草本植物根区环境作用以及好氧反应条件下，实现污水的末级净化，经末级净化的水由出水口流出。
本发明的另一目的在于提供一种污水生态处理系统，以解决现有技术中土壤渗滤池体存在的不利于调节、使用不便和普及应用受到限制的技术问题。
如上构思，本发明所采用的技术方案是：
一种污水生态处理系统，包括如上所述的污水生态处理装置。
其中，至少两个所述污水生态处理装置通过管道串联和/或并联连接。
本发明的有益效果：
本发明提出的污水生态处理装置，将容置体设置为双层结构，将污水经由封闭区初级净化、植物净化柱中级净化、围堰区末级净化三个区段，并先后完成以厌氧、兼氧、好氧为主的反应流程，其中植物净化柱构成的活性水生植物根区环境，使土壤渗滤法污水处理设施建立了完整的“土壤-植物-微生物”生态净化系统，在土壤渗滤与植物根系的协同作用下，可使土壤渗滤法污水处理效果大为加强，从而能够缩减单位处理量所需的设施占地面积，同时脱氮除磷的效果也得以明显改善，由此可提高污水土壤渗滤处理技术的经济性、适用性和有效性。
本发明提出的污水生态处理系统，包括上述污水生态处理装置，污水生态处理系统的规模可根据污水处理量进行设置，既可调节每个污水生态处理装置的植物净化柱的数量，也可调节污水生态处理装置的数量;污水生态处理装置可串联也可并联，构成具有额定处理量的一体化设施。此外，根据污水处理特殊需求，还可与其他不同的处理工艺组合，构成复合型污水处理设施。