申请日2014.07.31
公开(公告)日2014.11.19
IPC分类号C02F3/32; C02F3/30
摘要
本发明涉及污水处理领域，公开了分散式生活污水一体化处理装置及处理方法，包括进水管(13)、曝气装置(14)和壳体(1)，壳体(1)内部由第一多孔隔板(5)和第二多孔隔板(6)分隔成厌氧反应室(2)、好氧反应室(3)和人工湿地室(4)，厌氧反应室(2)内设有穿孔布水管(7)，进水管(13)与穿孔布水管(7)相连，厌氧反应室(2)内填充有厌氧填料(9);好氧反应室(3)内设有曝气管(8)，曝气管(8)与曝气装置(14)相连，好氧反应室(3)内填充有泡沫块(10);人工湿地室(4)填充有种植基质(11)，种植基质(11)上种植有水生植物(12)。本发明结构紧凑、设备和运营成本低，处理效果明显。
权利要求书
1.分散式生活污水一体化处理装置，包括进水管(13)、曝气装置(14)和顶部 敞口的壳体(1)，壳体(1)内部由第一多孔隔板(5)和第二多孔隔板(6) 分隔成厌氧反应室(2)、好氧反应室(3)和人工湿地室(4)，其特征在于： 厌氧反应室(2)位于壳体(1)内第一多孔隔板(5)下方，厌氧反应室(2) 内布设有穿孔布水管(7)，进水管(13)与穿孔布水管(7)相连，厌氧反应 室(2)内穿孔布水管(7)上方填充有厌氧填料(9);好氧反应室(3)位于 壳体(1)内第一多孔隔板(5)和第二多孔隔板(6)之间，好氧反应室(3) 内布设有曝气管(8)，曝气管(8)的进气端与曝气装置(14)相连，好氧反 应室(3)内曝气管(8)上方填充有泡沫块(10);人工湿地室(4)位于壳 体(1)内第二多孔隔板(6)上方，人工湿地室(4)还填充有种植基质(11)， 种植基质(11)上种植有水生植物(12)。
2.根据权利要求1所述的分散式生活污水一体化处理装置，其特征在于：好氧 反应室(3)的横截面积与厌氧反应室(2)的横截面积之比为(0.8～1.2)：1， 人工湿地室(4)的横截面积与厌氧反应室(2)的横截面积之比为(1.5～3)： 1。
3.根据权利要求1所述的分散式生活污水一体化处理装置，其特征在于：厌氧 反应室(2)内填充的厌氧填料(9)粒径为1～15cm，好氧反应室(3)内填 充的泡沫块(10)为聚氨酯泡沫块，尺寸为(2～5)cm×(2～5)cm×(2～5) cm，人工湿地室(4)的种植基质(11)为卵石或含铁矿渣或卵石和含铁矿 渣的混合物，水生植物(12)为美人蕉或旱伞草或黄菖蒲或水芹菜或千屈菜 或西伯利亚鸢尾或石菖蒲的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的分散式生活污水一体化处理装置，其特征在于：厌氧 反应室(2)内填充的厌氧填料(9)的填充层厚度与厌氧反应室(2)高度之 比为(0.5～0.8):1;好氧反应室(3)内填充泡沫块(10)的填充层厚度与好 氧反应室(3)高度之比为(0.5～0.8):1;人工湿地室(4)内种植基质(11) 的厚度为15～30cm。
5.根据权利要求1所述的分散式生活污水一体化处理装置，其特征在于：穿孔 布水管(7)上表面设有布水孔(17)，布水孔(17)孔径为5～15cm，孔中心 间距为5～15cm;穿孔布水管(7)底部距壳体(1)底部10～15cm。
6.根据权利要求1所述的分散式生活污水一体化处理装置，其特征在于：壳体 (1)底部还连有污泥管(15)，污泥管(15)伸入到厌氧反应室(2)内穿孔 布水管(7)下方。
7.根据权利要求1所述的分散式生活污水一体化处理装置，其特征在于：壳体 (1)顶部盖有顶盖(16)，顶盖(16)为薄膜或透明塑料板。
8.根据权利要求1所述的分散式生活污水一体化处理装置处理生活污水的方 法，其特征在于，包括如下步骤：
A：将生活污水引入进水管(13)，由进水管(13)进入到穿孔布水管(7)， 由布水孔(17)流入厌氧反应室(2)，厌氧处理后，透过第一多孔隔板(5) 进入到好氧反应室(3)，曝气装置(14)由曝气管(8)向好氧反应室(3) 内曝气，污水经过好氧菌处理后，透过第二多孔隔板(6)进入到人工湿地室 (4)，经水生植物(12)与种植基质(11)处理后流出;
B：每隔15～90天，由排泥管(15)排出壳体(1)内穿孔布水管(7)下方 的污泥。
说明书
分散式生活污水一体化处理装置及处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理装置及处理方法，尤其涉及了一种分散式生活污水一 体化处理装置及处理方法。
背景技术
随着经济的快速发展和城市化进程的加快，我国水环境受到了严重污染。 当前污水处理设施主要以城市污水处理厂为主，农村地区分散居民点由于远离 城区，其产生的生活污水难以接入城市污水管网;这部分污水管网难以收集或 集中处理不经济的生活污水统称为分散式生活污水。
分散式生活污水主要是居民在生产或生活过程中产生的粪便及其冲洗水、 洗浴污水和餐饮污水等，此外还包括部分分散式养殖污水。分散式生活污水具 有水量小、有机物浓度高、氮磷浓度高、日变化系数大及相对分散等特点，因 此，分散式生活污水处理设备及方法要求具有投资省、运行费用低、管理方便、 处理效果好等特点。
我国分散式生活污水处理一般采用厌氧、人工湿地、土地渗滤、稳定塘等 技术，这些技术在农村生活污水处理中发挥了重要作用。但这些处理设施效果 不稳定，基本难以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一 级A标准的相关要求。
利用水生植物及其根系负载生物膜的吸收、降解作用，并通过收获植物移 除污水中的污染物，作为一种简单易行且运行维护成本低廉的技术在污水处理 中得到了广泛的应用。而水生植物处理效果受季节影响较大。因此，开发低温 下具有良好去污性能的水生植物净化系统成为近年来的研究热点。
将生物处理方法与水生植物高效脱氮除磷系统有机结合，具有占地少、投 资省、效果稳定、同时具有脱氮除磷、运行管理方便的特点，而且能因地制宜， 兼具生态效益、经济效益和美学效益。
发明内容
本发明针对现有的分散式生活污水处理设备处理效果不稳定，难以达到《城 镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准的相关要求的不 足，提供了一种占地少、投资省、效果稳定、同时具有脱氮除磷、运行管理方 便的分散式生活污水一体化处理装置及处理方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
分散式生活污水一体化处理装置，包括进水管、曝气装置和顶部敞口的壳 体，壳体内部由第一多孔隔板和第二多孔隔板分隔成厌氧反应室、好氧反应室 和人工湿地室，厌氧反应室位于壳体内第一多孔隔板下方，厌氧反应室内布设 有穿孔布水管，进水管与穿孔布水管相连，厌氧反应室内穿孔布水管上方填充 有厌氧填料;好氧反应室位于壳体内第一多孔隔板和第二多孔隔板之间，好氧 反应室内布设有曝气管，曝气管的进气端与曝气装置相连，好氧反应室内曝气 管上方填充有泡沫块;人工湿地室位于壳体内第二多孔隔板上方，人工湿地室 还填充有种植基质，种植基质上种植有水生植物。
分散式生活污水一体化处理装置包括厌氧反应室、好氧反应室和人工湿地 室，污水进入到处理装置后，首先在厌氧反应室内通过厌氧消化将大分子有机 物消化成小分子的有机物，起到降低COD和BOD的作用。经过厌氧消化的生 活污水和小分子上浮，透过第一多孔隔板，进入好氧反应室，在曝气环境下经 好氧细菌产生的酶的作用下进行生化反应，将有机物中的碳、氮、磷、硫等元 素转化或氧化成二氧化碳、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐、硫酸盐等，同时部分合 成为新的原生质为细菌生长、繁殖提供营养物质，好氧消化所需的时间短，可 处理大多数有机废物，能很好的适应生活污水的处理。经过好氧消化的生活污 水进一步上浮，透过第二多孔隔板到达人工湿地室，好氧消化后的生活污水含 有较多的二氧化碳、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐、硫酸盐等，一方面污水中的小 分子在植物根系聚集沉淀，形成污泥;另一方面，水生植物的生长需消耗大量 的氮元素和磷元素，经过厌氧消化和好氧消化后的生活污水含有多种小分子物 质，能为水生植物提供能量和营养，植物的生长吸收大量小分子物质，有效降 低生活污水的氮磷含量。生活污水通过厌氧反应、好氧反应和人工湿地处理， 污水的COD、BOD、总氮、总磷等指标大大降低，有效减少了环境污染，同时， 分散式生活污水一体化处理装置由于顶部栽种有水生植物，美化了环境。
作为优选，好氧反应室的横截面积与厌氧反应室的横截面积之比为 (0.8～1.2)：1，人工湿地室的横截面积与厌氧反应室的横截面积之比为(1.5～3)： 1。厌氧反应室、好氧反应室和人工湿地室的横截面积之比为1：(0.8～1.2)： (1.5～3)，与污水的厌氧消化、好氧消化和人工湿地反应处理能力相匹配，确保 有序高效及时的处理污水。
作为优选，厌氧反应室内填充的厌氧填料粒径为1～15cm，好氧反应室内填 充的泡沫块为聚氨酯泡沫块，尺寸为(2～5)cm×(2～5)cm×(2～5)cm，人 工湿地室的种植基质为卵石或含铁矿渣或卵石和含铁矿渣的混合物，美人蕉或 旱伞草或黄菖蒲或水芹菜或千屈菜或西伯利亚鸢尾或石菖蒲的一种或多种。厌 氧反应室内的填料为粒径为1～15cm的悬浮塑料填料，厌氧填料粒径小，比表面 积大，有利于附着更多的厌氧微生物，与污水充分接触，有效降解污水中的大 分子;好氧填料为尺寸为(2～5)cm×(2～5)cm×(2～5)cm聚氨酯泡沫块， 聚氨酯泡沫块具有密度小、比表面积大、挂膜时间短、挂膜稳定、管理简单等 优点，能够很好的适用于分散式生活污水的脱氮除磷;人工湿地的种植基质为 卵石或含铁矿渣或卵石和含铁矿渣的混合物，能够固定水生植物，还能为水生 植物提供生长所需的金属离子。
作为优选，厌氧反应室内填充的厌氧填料的填充层厚度与厌氧反应室高度 之比为(0.5～0.8):1;好氧反应室内填充泡沫块的填充层厚度与好氧反应室高 度之比为(0.5～0.8):1;人工湿地室内种植基质的厚度为15～30cm。
作为优选，穿孔布水管孔径为5～15cm，孔中心间距为5～15cm;穿孔布水 管底部距壳体底部10～15cm。
作为优选，壳体底部还连有污泥管，污泥管伸入到厌氧反应室内穿孔布水 管下方。污泥管的设置方便排出老化的污泥。
作为优选，壳体顶部盖有顶盖，顶盖为薄膜或透明塑料板。顶盖的设置起 到保温作用，有利于水生植物、生物污泥的生长。
采用分散式生活污水一体化处理装置处理生活污水的方法，包括如下步骤：
A：将生活污水引入进水管，由进水管进入到穿孔布水管，由布水孔流入厌 氧反应室，厌氧处理后，透过第一多孔隔板进入到好氧反应室，曝气装置由曝 气管向好氧反应室内曝气，污水经过好氧菌处理后，透过第二多孔隔板进入到 人工湿地室，经水生植物与种植基质处理后流出;处理过程表面水力负荷为 0.8～2.5m3/(m2·d);
B：每隔15～90天，由排泥管排出壳体内穿孔布水管下方的污泥。
生活污水经过厌氧消化处理后将大分子降解为小分子，降低生活污水中的 COD和BOD，然后经过好氧消化，进一步降低COD、BOD，同时脱氮除磷， 经过好氧处理的污水上浮经过人工湿地室内水生植物的吸附吸收处理，脱除生 活污水中的氮磷元素。根据待处理生活污水的量，使用者灵活选择装置的工作 时间，可以间歇运行也可以连续运行;根据分散式生活污水一体化处理装置的 处理频率，每隔15～90天，由排泥管排出壳体内穿孔布水管下方的污泥;其中， 污泥的排出方法可以选择为采用泵由排泥管口吸出的方式。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
(1)、分散式生活污水一体化处理装置结构紧凑，施工方便，调试简单， 前期设备成本低廉，后期的运行成本仅为曝气装置供电的电力成本，后期运行 的人工维护间隔周期长，维护仅需要定期排出老化的污泥，操作简单，后期的 运行成本低廉。
(2)、分散式生活污水一体化处理装置能够根据待处理污水的量灵活选择 体积，能够很好的适配不同处理需求，同时，对于已经调试好的装置也能够根 据处理需求间歇运行或连续运行，适应性强，适用范围广。
(3)、分散式生活污水一体化处理装置露出水面的表层栽种有水生植物， 起到绿化美化环境的作用，