申请日2015.06.17
公开(公告)日2015.09.23
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种用于农村污水处理的生物生态复合处理装置，包括相互分隔、依次串联的厌氧强化预处理池、曝气池和生态塘，厌氧强化预处理池包括三个相互连通的预处理池，与曝气池相连通;曝气池中设有组合填料，三通导流管贯穿至组合填料底部与鼓风曝气器相对布置，曝气池连通生态塘;生态塘包括两个相互串联连通的子塘，每个子塘均包括浅水湿地区和深水湿地区，上游子塘的深水湿地区设置浮床斜板沉淀组合装置，末端子塘深水湿地区配置水生植物和鱼类;生态塘内设置污泥回流泵装置，四周岸边种植有树冠茂密的树木。本发明优化了传统工艺，延长了污水停留时间，提高了污水与活性污泥的混合程度;具有成本造价低、运行成本低、高效、易推广等特点。
摘要附图
权利要求书
1.一种用于农村污水处理的生物生态复合处理装置，包括相互分隔、依次 串联设置的厌氧强化预处理池、曝气池和生态塘三个单元，其特征在于：所述 厌氧强化预处理池包括三个相互连通的预处理池，所述厌氧强化预处理池上连 接有进水管，厌氧强化预处理池与曝气池之间通过三通导流管相连通;所述曝 气池中设有组合填料，三通导流管贯穿至组合填料底部与鼓风曝气器相对布置， 曝气池侧壁设有连通生态塘的导流管;所述生态塘包括两个相互串联连通的上 游子塘和末端子塘，每个子塘均包括浅水湿地区和深水湿地区，上游子塘的深 水湿地区设置浮床斜板沉淀组合装置，末端子塘深水湿地区配置水生植物和鱼 类;生态塘内设置污泥回流泵装置，四周岸边种植有树冠茂密的树木。
2.根据权利要求1所述的用于农村污水处理的生物生态复合处理装置，其 特征在于：所述三个相互连通的厌氧强化预处理池为第一预处理池、第二预处 理池和第三预处理池;所述第二预处理池中设有折流板将其分隔为两个区，两 个区下部贯通，与第三预处理池相邻的池体中设有组合填料;所述第三预处理 池中设有由三通导流管贯穿至其底部的组合填料;三个相互连通的厌氧强化预 处理池池体侧壁上设有溢流通气通道。
3.根据权利要求1所述的用于农村污水处理的生物生态复合处理装置，其 特征在于：所述厌氧强化预处理池与曝气池连通的三通导流管进水口设在厌氧 强化预处理池液面下20cm-30cm处;所述三通导流管出水口距曝气池池底 40cm-60cm。
4.根据权利要求1所述的用于农村污水处理的生物生态复合处理装置，其 特征在于：所述曝气池池底设置鼓风曝气器，鼓风曝气器之上的组合填料距池 底48cm-53cm，距液面38cm-42cm。
5.根据权利要求1所述的用于农村污水处理的生物生态复合处理装置，其 特征在于：所述生态塘为矩形，由折流墙分隔成个串联的上游子塘和末端子塘， 每个子塘均是进水端窄、出水端宽的纺锤形;每个子塘出水端宽度为生态塘长 度的1/3，进水端宽度为出水端宽度的1/3-1/2。
6.根据权利要求5所述的用于农村污水处理的生物生态复合处理装置，其 特征在于：所述上游子塘进水端为平面呈矩形的深水湿地区，区内设置浮床斜 板沉淀组合装置，出水端为浅水湿地区;末端子塘进水端为浅水湿地区，出水 端为平面呈矩形的深水湿地区;两个子塘深水湿地区长度均为生态塘长度的 1/3-1/2。
7.根据权利要求6所述的用于农村污水处理的生物生态复合处理装置，其 特征在于：所述浅水湿地区与深水湿地区池底设有厚35cm的3层基底材料， 自下至上分别为粒径Φ2mm-8mm、砂层厚20cm的河砂层;厚度为5cm的当 地泥土层;厚度为10cm、直径为5cm-2cm的碎石层;所述浅水湿地区与深水 湿地区15相邻端设置挡土墙，浅水湿地区基底上配置水生植物，深水湿地区中 配置水生植物，并放养生活在水的中上层的鱼类。
8.根据权利要求6所述的用于农村污水处理的生物生态复合处理装置，其 特征在于：所述浮床斜板沉淀组合装置由若干沿矩形框体与水平面呈60°角分 布的斜板构成，斜板上设有栽植植物的无土栽培浮床;浮床斜板沉淀组合装置 设在上游子塘进水端与折流墙相邻处，浮床斜板沉淀组合装置距离上游子塘底 部0.6m。
9.根据权利要求5所述的用于农村污水处理的生物生态复合处理装置，其 特征在于：所述上游子塘进水端设置一折流墙，折流墙高出水面28cm-32cm， 折流墙下部距塘底28cm-32cm处设有若干水平导流孔，导流孔直径为10cm -15cm。
10.根据权利要求5所述的用于农村污水处理的生物生态复合处理装置， 其特征在于：所述上游子塘底部为废水分布区和污泥区，池底设有通过污泥回 流管连通至厌氧强化预处理池和曝气池中的污泥泵。
说明书
一种用于农村污水处理的生物生态复合处理装置
技术领域
本发明涉及环保工程领域可生化处理污水的生物生态处理系统，具体涉及 用于农村污水(包括生活污水和养殖废水等)处理的生物生态复合处理装置。
背景技术
随着我国经济社会的不断发展和人民生活水平的提高，农村污水治理越来 越迫切，已经成为一项国家需求。关于印发《2013年全国自然生态和农村环境 保护工作要点》的通知(环办[2013]5号)明确要求，加快解决农村突出环境问 题，扩大农村环境连片整治范围，在各省(区、市)全面推行连片整治。但是 总体而言，支撑我国农村污水治理的技术能力较低，缺乏适用的低成本、易维 护管理农村污水处理装置。处理设施建设质量低下、技术装置应用不当导致一 大批农村污水处理工程难以持续发挥环保效益，被迫进行二次改造。陕西省 2012-2014年农村环境连片治理，多数采用处理装置投资少、运行费用低的水 解酸化-人工湿地复合处理工艺，但运行实践显示，相当一部分工程存在处理效 果不稳定、易堵塞、不易达标排放等问题。此外，活性污泥法、生物膜法和MBR 等技术装置存在所需资金大、成本高、技术和管理跟不上等问题，同样不适用 于农村地区。
厌氧技术由于在节能、物质和能源回收方面具有显著优势，目前废水的厌 氧生物处理技术已成为可持续发展的核心技术。但是如果只进行厌氧处理，出 水效果较差，多数情况下难以满足排放要求。一种农村社区污水泥液无动力混 合、抗低温生化处理装置(专利号：ZL201420237601.X)的工程应用实践显示， 该装置具有成本造价低、运行成本低、易维护等特点，提高了污水与活性污泥 的混合程度，具有较好的COD去除效果(水力停留时间2-3天的条件下，平均 去除率约60%)。但是，其脱氮除磷效果较差，在进水COD较高的情况下，不 易达标排放。湖北省环保局对全省52套无动力生活污水处理装置效果的典型检 测显示，处理效果一般优于普通化粪池，COD去除率29.31%-79.99%，平均去 除率为53.73%，但是对氨氮、磷酸盐的处理效果很差。
发明内容
本发明的目的是解决当前农村污水处理工程普遍存在的处理效果不稳定、 易堵塞、不易达标排放、成本高等问题，提供一种结构简单，建造方便，维护 费用及运行管理费用低，处理效率高的用于农村污水(包括生活污水和养殖废 水等)处理的生物生态复合处理装置。
为了克服现有技术的不足，本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于农村污水处理的生物生态复合处理装置，包括相互分隔、依次串 联设置的厌氧强化预处理池、曝气池和生态塘三个单元，所述厌氧强化预处理 池包括三个相互连通的预处理池，所述厌氧强化预处理池上连接有进水管，厌 氧强化预处理池与曝气池之间通过三通导流管相连通;所述曝气池中设有组合 填料，三通导流管贯穿至组合填料底部与鼓风曝气器相对布置，曝气池侧壁设 有连通生态塘的导流管;所述生态塘包括两个相互串联连通的上游子塘和末端 子塘，每个子塘均包括浅水湿地区和深水湿地区，上游子塘的深水湿地区设置 浮床斜板沉淀组合装置，末端子塘深水湿地区配置水生植物和鱼类;生态塘内 设置污泥回流泵装置，四周岸边种植有树冠茂密的树木。
进一步地，所述三个相互连通的厌氧强化预处理池为第一预处理池、第二 预处理池和第三预处理池;所述第二预处理池中设有折流板将其分隔为两个区， 两个区下部贯通，与第三预处理池相邻的池体中设有组合填料;所述第三预处 理池中设有由三通导流管贯穿至其底部的组合填料;三个相互连通的厌氧强化 预处理池池体侧壁上设有溢流通气通道。
进一步地，所述厌氧强化预处理池与曝气池连通的三通导流管进水口设在 厌氧强化预处理池液面下20cm-30cm处;所述三通导流管出水口距曝气池池底 40cm-60cm。
进一步地，所述曝气池池底设置鼓风曝气器，鼓风曝气器之上的组合填料 距池底48cm-53cm，距液面38cm-42cm。
进一步地，所述生态塘为矩形，由折流墙分隔成个串联的上游子塘和末端 子塘，每个子塘均是进水端窄、出水端宽的纺锤形;每个子塘出水端宽度为生 态塘长度的1/3，进水端宽度为出水端宽度的1/3-1/2。
进一步地，所述上游子塘进水端为平面呈矩形的深水湿地区，区内设置浮 床斜板沉淀组合装置，出水端为浅水湿地区;末端子塘进水端为浅水湿地区， 出水端为平面呈矩形的深水湿地区;两个子塘深水湿地区长度均为生态塘长度 的1/3-1/2。
进一步地，所述浅水湿地区与深水湿地区池底设有厚35cm的3层基底材 料，自下至上分别为粒径Φ2mm-8mm、砂层厚20cm的河砂层;厚度为5cm 的当地泥土层;厚度为10cm、直径为5cm-2cm的碎石层;所述浅水湿地区与 深水湿地区相邻端设置挡土墙，浅水湿地区基底上配置水生植物，深水湿地区 中配置水生植物，并放养生活在水的中上层的鱼类。
进一步地，所述浮床斜板沉淀组合装置由若干沿矩形框体与水平面呈60° 角分布的斜板构成，斜板上设有栽植植物的无土栽培浮床;浮床斜板沉淀组合 装置设在上游子塘进水端与折流墙相邻处，浮床斜板沉淀组合装置距离上游子 塘底部0.6m。
进一步地，所述上游子塘进水端设置一折流墙，折流墙高出水面 28cm-32cm，折流墙下部距塘底28cm-32cm处设有若干水平导流孔，导流孔 直径为10cm-15cm。
进一步地，所述上游子塘底部为废水分布区和污泥区，池底设有通过污泥 回流管连通至厌氧强化预处理池和曝气池中的污泥泵。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果:
1、本处理装置充分发挥厌氧生物处理、好氧生物处理、生态塘三种技术的 优势，将三种技术组合，解决了当前农村污水处理工程普遍存在的处理效果不 稳定、易堵塞、不易达标排放、成本高等问题。
2、本处理装置在生态塘内设置浮床斜板沉淀组合装置和污泥泵，将曝气好 氧生物处理生成的污泥全部回流至厌氧强化预处理池和曝气池，提高了活性污 泥的浓度和与污水的混合程度，延长了污泥停留时间，有利于脱氮和去除COD。 同时通过对污泥进行厌氧处理，大大减少了污泥的体积，解决了污泥处理的难 题。
3、本处理装置在曝气池内设置组合填料，在为生化反应微生物提供载体的 同时，具有减少死区百分率，促进污泥沉淀，减少污泥流失功能，提高活性污 泥的浓度。
4、本处理装置在生态塘内设置浮床斜板沉淀组合装置，浮床和斜板沉淀装 置的组合，在利于斜板沉淀的同时，促进了浮床植物根区水的流动性，有利于 浮床对污水的净化。
5、本处理装置设置折流墙，将生态塘分隔成2个串联的子塘，每个子塘为 进水端窄、出水端变宽近似纺锤形，设置三通导流管使曝气池由上部进水转变 为底部进水，通过改变水流路径延长了污水在处理装置内的停留反应时间，减 少了死区百分率。
6、本处理装置在生态塘四周岸边种植树冠宽大的树木，夏季在水面上形成 浓浓的树荫，可抑制浮游植物的大量生长，防止出水水质恶化。生态塘内同时 设计深水区和浅水区，配置水生植物，放养特定品种的鱼类，有利于保障生态 系统的健康稳定。
7、本处理装置除进水和出水管外，均采用液面下进出水，可有效防止表层 漂浮物流入下一个处理单元。
8、本处理装置厌氧强化预处理池、曝气池内悬挂宜于生物挂膜的组合填料， 可进一步改善生化处理效果，组合填料距液面约30cm-40cm可防止脱落生物膜 排出，影响水质，距池底约50cm可为深度处理预留空间。
9、该装置结构简单，安装方便，装置内无复杂设备。整套装置只有一个污 泥泵和一台曝气泵需要外加能源，节能效果明显。日常维护主要是对这两台泵 的维护，这两台泵可以整体拆卸，更换速度快，且不影响设备的运行。装置全 自动运行，日常无人值守，只需定期检查。因此具有显著的经济和社会效益。
本发明优化了传统厌氧、好氧组合处理工艺，延长了污水停留时间，提高 了污水与活性污泥的混合程度，特别是构建了一种新型生态塘，并将曝气后沉 淀于塘底的污泥全部回流至厌氧强化预处理池，解决了传统农村污水处理污泥 产生量大、难处理的问题，具有成本造价低、运行成本低、高效、易推广等特 点。