申请日20200311
公开(公告)日20200626
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种农村生活污水中氮磷高效截留净水系统及净水方法，该系统包括依次由上部相连通的初滤池、一级生态池、二级生态池和截留池，初滤池下部设置有进水管，初滤池内从下到上依次设置有粗砂层、细沙层和活性颗粒层，一级生态池和二级生态池内均设置孔板，一级生态池和二级生态池内种植有不同种类的经济植物;截留池内从上到下依次设置有土壤层、截留层、石英砂层和活性炭层，土壤层内种植有水生植物，截留池下部设置有排水管。采用该净水系统及净水方法可有效去除污水中的总氮和总磷，使净化后水体满足排放标准。
权利要求书
1.一种农村生活污水中氮磷高效截留净水系统，其特征在于，包括依次由上部相连通的初滤池(1)、一级生态池(2)、二级生态池(3)和截留池(4)，所述初滤池(1)下部设置有进水管(5)，所述初滤池(1)内从下到上依次设置有粗砂层(6)、细沙层(7)和活性颗粒层(8)，所述一级生态池(2)和二级生态池(3)内均设置孔板(9)，所述一级生态池(2)和二级生态池(3)内种植有不同种类的经济植物;
所述截留池(4)内从上到下依次设置有土壤层(10)、截留层(11)、石英砂层(12)和活性炭层(13)，所述土壤层(10)内种植有水生植物，所述截留池(4)下部设置有排水管(14)。
2.根据权利要求1所述的农村生活污水中氮磷高效截留净水系统，其特征在于，所述粗砂层(6)的厚度为30-40厘米，所述粗砂的粒径为5-7毫米，所述细沙层(7)的厚度为20-30厘米，所述细沙的粒径为2-3毫米，所述活性颗粒层(8)的厚度为20-30厘米，所述活性颗粒的粒径为5-8毫米。
3.根据权利要求1所述的农村生活污水中氮磷高效截留净水系统，其特征在于，所述一级生态池(2)内的水深为10-20厘米，所述二级生态池(3)内的水深40-60厘米。
4.根据权利要求3所述的农村生活污水中氮磷高效截留净水系统，其特征在于，所述一级生态池(2)内种植有水芹或豆瓣菜，所述二级生态池(3)内种植有莲藕。
5.根据权利要求1所述的农村生活污水中氮磷高效截留净水系统，其特征在于，所述截留池(4)内所述土壤层(10)的厚度为10-15厘米，截留层(11)的厚度为15-20厘米，石英砂层(12)和活性炭层(13)的厚度均为20-30厘米。
6.根据权利要求5所述的农村生活污水中氮磷高效截留净水系统，其特征在于，所述截留池(4)内的水生植物为水葱、芦苇、灯芯草或美人蕉。
7.根据权利要求1所述的农村生活污水中氮磷高效截留净水系统，其特征在于，所述截留层(11)内的物质为干化污泥。
8.一种农村生活污水中氮磷高效截留净水方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)分别在一级生态池和二级生态池内移栽经济作物幼苗，在截留池内栽种水生植物幼苗;
(2)将经过预净化的农村生活污水由进水管排进初滤池内，水位不断升高后污水进入一级生态池内，然后关闭进水管，停止进水，使污水在一级生态池内停留1-2天;
(3)开启进水管，使一级生态池内的污水进入二级生态池，停止进水，使污水继续在二级生态池内停留1-2天;
(4)开启进水管，使二级生态池内的污水进入截留池，关闭进水管，完成一个净化周期。
说明书
一种农村生活污水中氮磷高效截留净水系统及净水方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种农村生活污水中氮磷高效截留净水系统及净水方法。
背景技术
随着国家对工业污水排放引起点源污染的重视，农业面源污染和农村生活污水污染已逐渐成为河流水体富营养化的主要来源。水体氮磷含量偏高，引起藻类大量生长，造成大量水生植物和鱼类死亡。农村生活污水是村镇住户家中洗涤、沐浴、厨房炊事、粪便及其冲洗等所产生的污水。农村生活污水具有面广分散、来源多、增长快、污水成分复杂、水质及水量变化大的特征，难收集、难治理，已经引起诸多生态环境问题。因此加强农村生活污水收集、处理与资源化利用是建设社会主义新农村刻不容缓的任务。
目前，国内对生活污水进行净化的装置及净化方法有很多，一般的净化装置或净化方法均能够对污水中的COD、BOD和SS等进行有效去除，达到标准要求，但是对于总氮和总磷来说，现有装置的去除效率较低，净化后的水体中总氮总磷含量难以满足国家标准要求。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种农村生活污水中氮磷高效截留净水系统及净水方法，采用该净水系统及净水方法可有效解决现有的净水方法存在的污水中总氮总磷去除效率低，净化后水体中总氮总磷难以满足排放标准的问题。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种农村生活污水中氮磷高效截留净水系统，包括依次由上部相连通的初滤池、一级生态池、二级生态池和截留池，初滤池下部设置有进水管，初滤池内从下到上依次设置有粗砂层、细沙层和活性颗粒层，一级生态池和二级生态池内均设置孔板，一级生态池和二级生态池内种植有不同种类的经济植物;
截留池内从上到下依次设置有土壤层、截留层、石英砂层和活性炭层，土壤层内种植有水生植物，截留池下部设置有排水管。
采取上述方案所产生的有益效果为：活性颗粒层中的活性颗粒由活性污泥和沸石按照1:3的比例混合后，压制成颗粒状后干燥制成，污水进入初滤池内，依次经过粗砂层和细沙层，在粗砂和细沙的过滤作用下，将水体中的较大颗粒污染物进行滤除，水体逐渐进入活性颗粒层，由于活性颗粒内含有大量的活性污泥，水体进入后导致活性污泥中的易氧菌和腐生性真菌等有益菌大量繁殖，并开始生长原生动物，利用原生动物将污水中的细菌吞噬，达到杀菌的目的，而且，由于活性颗粒中还含有大量的沸石，沸石中含有大量的孔隙，具有吸附污染物作用的同时，还可以增加活性颗粒中的溶解氧含量，进而提高活性污泥中好氧菌的繁殖速度，进而提高杀菌效率，而且，由于活性颗粒中的含有大量的好氧菌，将其设置于初滤池上部，也可增加其内部的溶氧量，进一步提高好氧菌的繁殖速度。
孔板的边缘与一级生态池和二级生态池固定连接，孔板内设置有若干插孔，用于插入并固定经济作物;污水进入一级生态池和二级生态池内后，生态池内的经济作物可将污水中的氮磷元素作为营养物质吸收利用，既可以达到初步去除氮磷元素的目的，又能够加快经济作物的生长速度，实现净化污水和创收的双赢。
再将生态池内的污水排进截留池内，污水中的剩余氮磷元素在截留层的作用下被截留，剩余的少量氮磷元素在下部的活性炭层被吸附，使得最终排出的水体中氮磷元素含量得到有效降低，水体能够满足排放标准，土壤层用于固定水生植物，其内水生植物的根系充分扎入截留层内，可充分吸收截留层内的氮磷元素，进一步实现将氮磷元素进行吸收利用的目的。通过该系统，可将初步净化后的污水中的氮磷元素有效吸收利用，达到去除氮磷元素的目的，而且，本发明中通过生态净化的方式去除氮磷元素，不仅实现了净化目的，还能够将污水中的氮磷元素充分利用，为农民产生一定的经济价值。
进一步地，粗砂层的厚度为30-40厘米，粗砂的粒径为5-7毫米，细沙层的厚度为20-30厘米，细沙的粒径为2-3毫米，活性颗粒层的厚度为20-30厘米，活性颗粒的粒径为5-8毫米。
采取上述方案所产生的有益效果为：上述设计可使得污水与粗砂层、细沙层和活性颗粒层充分接触，充分实现对污水的过滤和吸附作用，提高污水的处理效果。
进一步地，一级生态池内的水深为10-20厘米，二级生态池内的水深40-60厘米。
进一步地，一级生态池内种植有水芹或豆瓣菜，二级生态池内种植有莲藕。
采取上述方案所产生的有益效果为：一级生态池的水位较浅，用于种植浅水植物，二级生态池的水位较深，用于种植深水植物，浅水植物水芹和豆瓣菜的根系较发达，可充分吸收水体中的氮磷元素，为其自身生长提供营养，同时由于其根系较发达，可增加微生物生长的表面积，进而促进水体中的硝化菌和反硝化菌的生长发育，通过硝化作用和反硝化作用，进一步的将水体中的氮磷元素去除，深水区的莲藕也可进一步的吸收水体中残余的氮磷元素，实现去除氮磷元素的同时促进自身生长速度。
进一步地，截留池内土壤层的厚度为10-15厘米，截留层的厚度为15-20厘米，石英砂层和活性炭层的厚度均为20-30厘米。
进一步地，截留池内的水生植物为水葱、芦苇、灯芯草或美人蕉。
采取上述方案所产生的有益效果为：水葱、芦苇、灯芯草和美人蕉的生长周期短，生长速度快，通过周期性的收割，可以削减水体中的氮磷含量，达到水体净化的目的，使用时，截留池内的土壤层用于固定水生植物，截留层用于有效吸附过滤掉水体中的剩余氮磷元素，当水生植物不段生长过程中，其根系扎入截留层内，充分将截留层内的截留下来的氮磷元素，实现氮磷元素的去除和利用，最后，水体通过石英砂层和活性炭层的吸附过滤作用，进一步的去除掉水体中的剩余氮磷元素，使得排水管排出的水体中氮磷元素含量降低，满足国家要求的水体排放标准。
进一步地，截留层内的物质为干化污泥。
采取上述方案所产生的有益效果为：污水处理厂对污水进行处理时一般向污水中加入大量的絮凝剂，在絮凝剂的絮凝作用下产生大量的污泥，通过对这些污泥进行干化处理后所得的物质变为干化污泥，干化污泥内的含水量一般为60-70%，干化污泥内含有大量的絮凝有效成分，可充分将污水中的氮磷元素截留，以供水生植物吸收利用。
一种农村生活污水中氮磷高效截留净水方法，包括以下步骤：
(1)分别在一级生态池和二级生态池内移栽经济作物幼苗，在截留池内栽种水生植物幼苗;
(2)将经过预净化的农村生活污水由进水管排进初滤池内，水位不断升高后污水进入一级生态池内，然后关闭进水管，停止进水，使污水在一级生态池内停留1-2天;
(3)开启进水管，使一级生态池内的污水进入二级生态池，停止进水，使污水继续在二级生态池内停留1-2天;
(4)开启进水管，使二级生态池内的污水进入截留池，关闭进水管，完成一个净化周期。
进一步地，污水在一级生态池内停留2天;污水在二级生态池内停留2天。
采取上述方案所产生的有益效果为：将经过预净化的生活污水排入初滤池后，污水在粗砂层和细沙层的过滤作用下，将水体中的大颗粒污染物滤除，初滤池内每日污水处理量为2-6m3/d，水体经过活性剂颗粒层的速度较慢，使得水体可充分与活性颗粒接触，水体中的细菌和小颗粒等污染物在活性颗粒的作用下被活性颗粒内的有益微生物杀灭并被活性颗粒吸收，实现初步净化的目的;水体进入一级生态池后停留1-2天，水体可充分与经济作物接触，在经济作物的吸收、硝化和反硝化作用下，有效降低水体中的氮磷元素含量;水体进入二级生态池后，在不同经济作物的吸收等作用下，水体中的氮磷元素进一步被吸收，当水体进入截留池内后，在截留层的吸收截留作用下，水体中残余的大部分氮磷元素均可被截留，以供土壤中的水生植物吸收利用，最后在经过石英砂层和活性炭层的吸附作用下，水体中的氮磷元素得到有效削减，能够满足排放标准。
本发明所产生的有益效果为：
1、本发明的净化系统中设置有生态池，通过在生态池内种植水生经济作用和水生植物，利用植物充分吸收利用水体中的氮磷元素，达到去除氮磷的目的，该种方式既可以实现水体净化，又能够增加农民的经济水平。
2、该系统内设置有初滤池，通过初滤池内的粗砂层、细沙层对大颗粒污染物进行过滤，通过活性颗粒层将污水中的细菌进行削减杀灭，避免由于污水中有害细菌含量高，影响后续经济作物和水生植物的生长发育，降低经济水平。
3、该系统中充分利用了干化污泥的有效絮凝成分，通过干化污泥中的压缩双电层作用、吸附电中和作用、吸附架桥作用等原理，高效截留污水中的氮磷元素，实现净化的目的。（发明人景江;范天斌;张欣;马海曲干;彭靖;潘祖浩;牟潇丽;袁壮;吴柟岚;卜昕宇;王路阳;火补此聪）