申请日2009.04.23
公开(公告)日2009.09.09
IPC分类号C02F9/14; C02F3/30; C02F3/12; C02F11/04
摘要
本发明公开了一种乡村污水处理方法及其专用装置，所述专用装置包括潜污泵及与之相连的多功能折流处理模块，所述多功能折流处理模块顺次包括1-3号池三个厌氧单元、4-5号池两个好氧单元和6号池一个沉淀单元，它们之间通过管道连接;厌氧单元均设有排气孔，好氧单元内均设有悬空的上、下钢丝网，钢丝网之间的隔室内填充填料，下层的钢丝网上设有与曝气机相连的布气孔。所述方法的具体操作步骤详见说明书。本发明所述的方法及专用装置是综合运用沉淀、过滤等物理处理技术和厌氧氧化、好氧氧化等生化处理技术，使污水中的有机物得以降解，无机盐得以固定，氮磷等营养物得以降低，具有水力负荷大并且处理后水质好的优点，特别适合我国的国情需要。
权利要求书
1.一种乡村污水处理专用装置，包括潜污泵和与其相连的多功能折流处理模块，其 特征在于：所述多功能折流处理模块按照污水流动方向顺次包括六个池，分别为三个厌 氧单元、两个好氧单元和一个沉淀单元，相邻的处理单元通过管道分段连接;其中1号 池、2号池及3号池为厌氧单元并且每个单元均设有排气孔，潜污泵连接1号池，3号 池内设有三相分布器;4号池和5号池为好氧单元并且池内均设有悬空的上、下钢丝网， 上、下钢丝网形成隔室、隔室内填充用于好氧反应的填料，下层的钢丝网上设有布气孔， 布气孔通过布气管与曝气机相连;6号池为沉淀单元。
2.根据权利要求1所述的乡村污水 处理专用装置，其特征在于：还包括通过管道与 所述多功能折流处理模块出水口相连接的多介质生态渗滤模块，多介质生态渗滤模块为 含有多介质滤料层的滤池。
3.根据权利要求2所述的乡村污水处理专用装置，其特征在于：所述多介质生态渗 滤模块的上部为曝气材料，为大孔网状载体;下部的填料至少由4层组成;每一层填料的 底部为透水滤层，顶部为多介质滤料层;多介质滤料层为多介质滤料和透水滤料交替填充， 形成“品”字形填充;多介质滤料层以人工合成的功能陶粒为主、辅以改性沸石，透水滤 层由砾石和改性沸石组成。
4.根据权利要求1所述的乡村污水处理专用装置，其特征在于：所述单元之间连接 的管道为折流管。
5.根据权利要求1所述的乡村污水处理专用装置，其特征在于：所述单元靠近底部 处设有排泥孔。
6.根据权利要求1所述的乡村污水处理专用装置，其特征在于：所述填料为大孔状 的聚氨酯填料。
7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的乡村污水处理专用装置，其特征在于：伸 入所述6号池内的折流管为散水管，散水管的端口为喇叭状。
8.根据权利要求1所述的乡村污水处理专用装置的乡村污水处理方法，包括如下步 骤：
步骤A将污水输送至1号池，并经由1号池厌氧氧化池进行化粪和调节水质处理;
步骤B经1号池处理过的污水通过管道进入2号池厌氧氧化池进行厌氧处理;
步骤C经2号池处理过的污水通过管道进入3号池厌氧氧化池，在3号池中三相 分布器的作用下将水、污泥、气分离，水经过管道进入4号池，污泥沉淀至池底，气体 通过排气口排出;
步骤D经3号池处理过的污水通过管道进入4号池有氧氧化池，对4号池进行曝 气作有氧氧化处理;
步骤E污水通过管道进入5号池有氧氧化池，重复上述步骤D;
步骤F经5号池处理过的污水后进入6号池沉淀，进一步沉淀污水的悬浮物，最 终排出满足标准要求的处理水。
9.根据权利要求8所述乡村污水处理方法，其特征在于：还包括通过多介质生态渗 滤模块的运行过程，具体的是污水经过滤池填料表面的布水管逐级通过由多介质滤料层 和透水滤层组成的“品”字形滤料层，进入滤池底部的集水槽后排出。
10.根据权利要求8或9所述乡村污水处理方法，其特征在于：所述步骤D及E中的 曝气采用间歇曝气方式。
说明书
一种乡村污水处理方法及其专用装置
技术领域
本发明涉及污水处理的装置及方法，特别涉及一种乡村污水处理方法及其专用装置， 具体采用多功能折流组合生物滤池处理方式。
背景技术
长期以来，广大农村地区的生活排水、生活垃圾和农业废弃物任意排放的问题未引起 根本重视，人畜粪便、生活垃圾和生活排水等废弃物大部分没有得到处理，随意堆放在道 路两旁、田边地头、水塘沟渠或直接排放到河渠等水体中，使“污水乱泼、垃圾乱倒、粪 土乱堆、柴草乱跺、畜禽乱跑”、“室内现代化，室外脏乱差”已成为一些农村生态环境的 真实写照。据统计，目前我国96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统，生产生活污水随 意排放，已成为农村水源地潜在的安全隐患、社会主义新农村和谐发展的重要制约因素。 未经处理的农村生活污水，一方面，是农村饮用水源地潜在的安全隐患;另一方面，其中 含有较多的氮和磷，也是江河湖泊富营养化的重要原因之一。因此，加强农村生活排水收 集、处理与资源化设施建设，避免因生活污水直接排放而引起农村水体、土壤和农产品的 污染，确保农村水源安全和农民身体健康，既是新农村建设中加强基础设施建设、推进村 庄整治工作的一项重要内容，也是当前农村人居环境改善需要解决的最急需、最迫切、最 突出的问题，具有重要的现实意义。
然而，目前我国城市生活污水采用的大规模集中处理方式不适合在广大农村地区推广 应用，主要表现为：大规模的集中处理厂需要较大的工程费用来建立复杂的排水管网。在 人口密度很低的地区，这项投资将比污水处理厂的总投资高出一个数量级。特别是在农村 地区，居住群比较分散，这项费用将更高。此外，管道修复费用也非常昂贵。污水生态处 理技术因其工程造价低、运行费用少、基建材料易得、操作简便、处理效果好而受到国内 外的普遍重视，包括美、日、英、法、俄等国在内的许多国家都在广泛采用这项技术处理 生活排水。我国在“七五”、“八五”、“九五”和“十五”期间，国内的许多科研机构已经 开展了大量采用无电力厌氧和生态技术处理小城镇生活排水、小区生活排水和工业排水的 试验研究和工程示范，获取了多项不同类型具有自主知识产权的生态处理实用技术。这些 单位先后开展了原生介质条件下，人工湿地、毛管浸润和快速渗滤等系列生态技术处理城 市生活排水的可行性，获取了系列重要参数，并在嘉兴、沈阳、深圳和盘锦等不同地区进 行了工程示范。但是，农村生活排水的特点是分散、量小、远离群居和大水体、水环境容 量小及管理水平低，如果将这些技术应用于农村生活排水处理，还存在污染物去除通量低、 终年运行不稳定、基质滤料易堵塞、除磷脱氮效率差、运行费用高或浪费土地资源等技术 方面的制约瓶颈。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供了一种乡村污水处理方法及其专用 装置，该方法及专用装置是综合运用沉淀、过滤等物理处理技术和厌氧氧化、好氧氧化 等生化处理技术，使污水中的有机物得以降解，无机盐得以固定，氮磷等营养物得以降 低，具有水力负荷大并且处理后水质好的优点，特别适合我国的国情需要。
为了实现上述目的本发明采取的技术方案是：一种乡村污水处理专用装置，包括潜 污泵及与其相连的多功能折流处理模块，所述多功能折流处理模块按照污水流动方向顺 次包括六个池，分别为三个厌氧单元、两个好氧单元和一个沉淀单元，相邻的处理单元 通过管道分段连接;其中1号池、2号池及3号池为厌氧单元并且每个单元均设有排气 孔，潜污泵连接1号池，3号池内设有三相分布器;4号池和5号池为好氧单元并且池 内均设有悬空的上、下钢丝网，上、下钢丝网形成隔室、隔室内填充用于好氧反应的填 料，下层的钢丝网上设有布气孔，布气孔通过布气管与曝气机相连;6号池为沉淀单元。 所述多功能折流处理模块集化粪池、厌氧处理、好氧处理、生物浮动床、沉淀等功能于 一体，污水中的有机物在厌氧和好氧微生物的作用下转化成无害的物质。
为了对出水水质做深度处理，所述的乡村污水处理专用装置，还包括通过管道与所述 多功能折流处理模块出水口相连接的多介质生态渗滤模块，多介质生态渗滤模块为含有 多介质滤料层的滤池。多介质生态渗滤模块作为多功能折流处理模块的深度处理单元， 能够进一步去除污水中的总氮、总磷、悬浮物和COD(Chemical Oxygen Demand化学需氧 量)，使得出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)二级标准。
所述的乡村污水处理专用装置，多介质生态渗滤模块的上部为曝气材料，具体为大 孔网状载体;下部的填料至少由4层组成。每一层填料的底部为透水滤层，顶部为多介 质滤料层;其中，每一层顶部的多介质滤料层为多介质滤料和透水滤料交替填充，此即 形成“品”字形填充。作为优选，所述多介质滤料层的填充物为多介质滤料，以人工合 成的功能陶粒为主，辅以粒径大于2mm的改性沸石，功能陶粒与粒径大于2mm的改性沸 石的填充比例范围为体积比1∶10～5∶1。透水滤层的填充物为透水滤料，由粒径为 3-40mm的砾石和粒径大于2mm的改性沸石组成，平均粒径为10mm的砾石与粒径大于2mm 的改性沸石的填充比例为体积比10∶1～1∶1。
为了延长污水的处理时间，所述单元之间连接的管道为折流管。
为了方便污泥的排出，所述单元靠近底部处设有排泥孔。
为了防止生物反应器堵塞并进一步提高活性污泥脱氮效率，所述填料为大孔状的聚 氨酯填料。
为了分散水流的冲击，进一步沉淀污水中的污泥，伸入所述6号池内的折流管为散 水管，散水管的端口为喇叭状。
本发明还包括一方法，是根据所述的乡村污水处理专用装置的乡村污水处理方法，具 体包括如下步骤：
步骤A 将污水输送至1号池，并经由1号池厌氧氧化池进行化粪和调节水质处理;
步骤B 经1号池处理过的污水通过管道进入2号池厌氧氧化池进行厌氧处理;
步骤C 经2号池处理过的污水通过管道进入3号池厌氧氧化池，在3号池中三相 分布器的作用下将水、污泥、气分离，水经过管道进入4号池，污泥沉淀至池底，气体 通过排气口排出;
步骤D 经3号池处理过的污水通过管道进入4号池有氧氧化池，对4号池进行曝 气作有氧氧化处理;
步骤E 污水通过管道进入5号池有氧氧化池，重复上述步骤D;
步骤F 经5号池处理过的污水后进入6号池沉淀，进一步沉淀污水的悬浮物，最 终排出满足标准要求的处理水。
所述的方法是集化粪池、厌氧处理、好氧处理、生物浮动床、沉淀等功能于一体， 使污水中的有机物在厌氧和好氧微生物的作用下转化成无害的物质。
所述乡村污水处理方法，还包括通过多介质生态渗滤模块的运行过程，具体的是污水 经过滤池填料表面的布水管逐级通过由多介质滤料层和透水滤层组成的“品”字形滤 料层，进入滤池底部的集水槽后排出。污水经多功能折流处理模块流经多介质生态滤池 时，污染物被多介质滤料拦截和吸附在其表面，微生物利用有机物进行生长繁殖，并附 着在滤料上形成生物膜。经过一段时间，生物膜成熟，栖息在生物膜上的微生物以流经 表明的有机物作为营养，对污水中的有机物进行吸附、分解氧化，从而使流过生态滤池 的污水得到净化。
所述乡村污水处理方法，其中，所述步骤D及E中的曝气采用间歇曝气方式。采用有 利于反硝化脱氮的间歇曝气方式，曝气量仅为普通活性污泥和固定床反应器的1/3～1/5。
本发明的有益效果可概括为以下五个方面：
①相比现有技术，本发明所述乡村污水处理专用装置中的多功能折流处理模块作为多 介质生态渗滤模块的预处理装置，具有去除有机物能力强的特点，有效解决了因污水中较 高有机物浓度造成多介质生态滤池中生物膜内层厌氧微生物大量繁殖，产生厌氧微分解产 物，从而影响出水水质的问题，同时也能有效解决因生物膜过厚，使滤料间孔隙变小，滤 池通风情况变差，影响氧的进入，甚至造成滤料堵塞的问题。
②相比现有技术，本发明所述乡村污水处理专用装置中的多介质生态渗滤模块作为 多功能折流处理模块的深度处理单元，能够进一步去除污水中的总氮、总磷、悬浮物和 COD，使得出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)二级标准。
③相比现有技术，本发明所述乡村污水处理专用装置中的多功能折流处理模块同时 具有化粪池、厌氧悬浮、生物浮动床和沉淀池功能，集厌氧、好氧过程于一体，具有占 地面积小、基建投资省，运行费用低(或无)，不易堵塞、管理方便，无潜在生态安全 隐患，且能够全年运行等特点。
④相比现有技术，本发明所述乡村污水处理专用装置中的多介质生态渗滤模块采用 “品”字形填料方法，达到既能保证流量又能保证停留时间的平衡点。多介质生态滤池 中的多介质滤层是净水介质，透水滤层是水流通道，净水介质和水流通道的功能分异， 即可增加污染物的反应时间又可有效防止多介质生态渗滤模块的堵塞。
⑤相比现有技术，本发明所述乡村污水处理方法是集成了物理处理法、厌氧处理法、 活性污泥法和生物膜法等污水处理技术，使污水中的有机物得以降解，无机盐得以固定， 氮磷等营养物得以降低，具有水力负荷大并且处理后水质好的优点，特别适合我国的国 情需要。