申请日2020.12.16
公开（公告）日2021.04.30
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及一种生物生态联合污水处理系统及污水处理方法，所述生物生态联合污水处理系统，包括按污水流向依次设置、并通过污水管道依次连通的化粪池，预处理池，生物处理池和生态处理装置，所述化粪池上设置有污水总入口，所述生物处理池包括按污水流向依次设置的生态基氧化池和球形生态基快滤池，所述生态基氧化池内设置有第一生态基，所述球形生态基快滤池内设置有第二生态基，所述生态处理装置上设置有净水排水管；所述生态处理装置包括至少1个泛氧塘，所述泛氧塘包括内表面设置有第一防渗层的池塘本体，设置于所述池塘本体内的介质层，以及设置于所述介质层上的水生植物；本发明实现了污水的资源化再利用。
权利要求书
1.一种生物生态联合污水处理系统，其特征在于，包括按污水流向依次设置、并通过污水管道(1)依次连通的化粪池(2)，预处理池(3)，生物处理池和生态处理装置，所述化粪池(2)上设置有污水总入口(4)，所述生物处理池包括按污水流向依次设置的生态基氧化池(5)和球形生态基快滤池(6)，所述生态基氧化池(5)内设置有第一生态基(7)，所述球形生态基快滤池(6)内设置有第二生态基(8)，所述生态处理装置上设置有净水排水管(9)；所述生态处理装置包括至少1个泛氧塘，所述泛氧塘包括内表面设置有第一防渗层(12)的池塘本体(13)，设置于所述池塘本体(13)内的介质层(14)，以及设置于所述介质层(14)上的水生植物(15)。
2.根据权利要求1所述的一种生物生态联合污水处理系统，其特征在于，所述生物处理池包括生物池本体(18)，设置于所述生物池本体(18)内的中空隔板(19)，生态基氧化池(5)和球形生态基快滤池(6)由所述中空隔板(19)分隔成独立的池体，所述中空隔板(19)靠近生态基氧化池(5)一端的侧壁在上部开设有连通生态基氧化池(5)和中空隔板(19)内部的第一过流口(20)，所述中空隔板(19)靠近球形生态基快滤池(6)一端的侧壁在下部或底部开设有连通中空隔板(19)内部和球形生态基快滤池(6)第二过流口(21)。
3.根据权利要求1所述的一种生物生态联合污水处理系统，其特征在于，所述预处理池(3)的底部设置有过滤格栅(22)；
所述化粪池(2)包括化粪池体(23)，设置于所述化粪池体(23)内按污水流向依次设置有3道隔板(24)，3道隔板(24)上均设置有第三过流口(25)，位于两侧的隔板(24)上的第三过流口(25)设置于相对应隔板的上部，位于中间的隔板(24)上的第三过流口(25)设置于相对应隔板的下部。
4.根据权利要求1所述的一种生物生态联合污水处理系统，其特征在于，所述泛氧塘内还设置有第一曝气装置(26)，所述生态基氧化池(5)内设置有第二曝气装置(27)，所述第一曝气装置(26)和所述第二曝气装置(27)通过相对应的曝气支管(28)和曝气主管(29)连通有鼓风机(30)。
5.根据权利要求1所述的一种生物生态联合污水处理系统，其特征在于，所述泛氧塘为两个，按污水流向设置于上游的为第一泛氧塘(10)，设置于下游的为第二泛氧塘(11)；
所述净水排水管(9)设置于所述第二泛氧塘(11)上；
所述第一泛氧塘(10)的底部设置有圆形漏水口，所述漏水口的下方设置有漏水室(31)，所述漏水室(31)的内表面设置有第二防渗层(32)，所述漏水室(31)的一侧设置有出水管(33)，所述漏水室(31)的上部设置有支撑板(34)，所述支撑板(34)上设置有若干漏水孔(35)，所述支撑板(34)与所述介质层(14)之间设置有滤水层(36)，所述漏水室(31)内设置有清土防堵装置，所述清土防堵装置包括转动设置于所述支撑板(34)的下方的拨土轮(37)，设置于所述拨土轮(37)一侧的推料螺旋(38)，所述推料螺旋(38)与所述拨土轮(37)啮合连接。
6.根据权利要求1所述的一种生物生态联合污水处理系统，其特征在于，
所述推料螺旋(38)包括推料转轴(39)和设置于所述推料转轴(39)上的螺旋板(40)，所述推料转轴(39)的一端设置于所述出水管(33)内，所述推料转轴(39)的另一端穿出所述漏水室(31)后设置电机(41)，所述推料转轴(39)与所述电机(41)的转动输出轴传动连接；
所述拨土轮(37)包括转动设置于所述支撑板(34)和所述滤水室底壁上的拨土转轴(42)，固定设置于所述拨土转轴(42)下部的环形凸台(43)，沿圆周设置于所述环形凸台(43)外环壁上、且偏心设置的若干拨土杆(44)，设置于所述拨土杆(44)外侧端、且与所述螺旋板(40)啮合的斜齿(45)。
7.根据权利要求6所述的一种生物生态联合污水处理系统，其特征在于，
所述环形凸台(43)的上方设置有锥形凸台(46)，所述锥形凸台(46)的顶部的外径与所述拨土转轴(42)的外径相等，所述锥形凸台(46)的底部外径与所述环形凸台(43)的外径相等；
所述拨土轮(37)的上方设置有清土杆(47)，所述清土杆(47)的上表面设置有清理刷(48)。
8.根据权利要求7所述的一种生物生态联合污水处理系统，其特征在于，所述球形生态基快滤池(6)和所述生态处理池之间还设置有污水消毒装置(51)。
9.一种生物生态联合污水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、化粪池(2)处理：污水进入化粪池(2)，在化粪池(2)厌氧条件下使大分子有机物部分水解，降低出水COD；
步骤2、预处理池(3)处理：经化粪池(2)处理后的污水经预处理池(3)内的过滤格栅(22)拦截掉大颗粒沉降物号和悬浮物；
步骤3、生态基氧化池(5)处理：经预处理池(3)处理后的污水进入生态基氧化池(5)，在生态基氧化池(5)停留5～8h，溶解氧含量保持在2.0～3.5mg/L，生态基氧化池(5)内的微生物在有氧条件下，将有机物氧化分解成无机物，除去污水中的COD；
步骤4、球形生态基快滤池(6)处理：经生态基氧化池(5)处理后的污水进入球形生态基快滤池(6)，在缺氧条件下，生态基氧化池(5)内的兼性厌氧菌混合液中的亚硝态氮和硝态氮还原成氮气释放至空气中，以此除去污水中氨氮；
步骤5、泛氧塘处理：经过球形生态基快滤池(6)处理后的污水经消毒后进入第二泛氧塘(11)，在第二泛氧塘(11)暂存污水的同时，利用第二泛氧塘(11)内的水生植物(15)将污水中的磷进行降解后经净水排水管(9)排出。
10.根据权利要求1所述的一种生物生态联合污水处理方法，其特征在于，
步骤5中，经消毒后进入第二泛氧塘(11)之前，还需进入第一泛氧塘(10)，利用第二泛氧塘(11)内的水生植物(15)将污水中的磷进行降解后，将污水排入第二泛氧塘(11)。
11.一种如权利要求1～8任一项所述生物生态联合污水处理系统在农村污水处理中的应用。
说明书
一种生物生态联合污水处理系统及污水处理方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种生物生态联合污水处理系统及污水处理方法。
背景技术
随着农村经济的快速发展，农村生活污水排放量增大，使农村地区环境状况日益恶化，农村环境质量明显下降，直接威胁着广大农民群众的生存环境与身体健康，制约了农村经济的健康发展，农村环境状况令人担忧。我国有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。89％的村庄将垃圾堆放在房前屋后、坑边路旁甚至水源地、泄洪道、村内外池塘，无人负责垃圾收集与处理，垃圾进入自然水体或经过雨水进入地下水，对当地水环境造成污染。
农村污水处理的特征首先是处理率低，其次是间歇排放，排量少且分散，第三是氮磷浓度高及含有大量的营养盐、细菌、病毒等，这些都给农村污水的收集和处理带来了一定的难度。
目前国内外应用农村生活污水治理的处理技术比较多，从工艺原理上通常可归为两类：第一类是自然处理系统，利用土壤过滤、植物吸收和微生物分解的原理，又称为生态处理系统，常用的有：人工湿地处理系统、地下土壤渗滤净化系统等；第二类是生物处理系统，又可分为好氧生物处理和厌氧生物处理，其中，好氧生物处理是通过动力给污水充氧，培养微生物菌种，利用微生物菌种分解、消耗吸收污水中的有机物、氮和磷，常用的有：普通活性污泥法、ao法、生物转盘和sbr法等；厌氧生物处理是利用厌氧微生物的代谢过程，在无需提供氧气的情况下把有机污染物转化为无机物和少量的细胞物质，常用的有：厌氧接触法、厌氧滤池、uasb升流式厌氧污泥床等。
以上技术在处理分散排放的农村污水时，主要存在的以下：一方面，生物处理效率较低，尤其表现为氮磷去除率很低，另一方面，目前实施的分散污水处理只是初步实现了分散污水的收集、处理和排放，远未实现分散处理的真正目的—再利用(Reuse)，即将污水就地处理和就地回用，实现污水资源化。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种生物生态联合污水处理系统及污水处理方法，其实现了污水的资源化再利用。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：
技术方案一：
一种生物生态联合污水处理系统，包括按污水流向依次设置、并通过污水管道依次连通的化粪池，预处理池，生物处理池和生态处理装置，所述化粪池上设置有污水总入口，所述生物处理池包括按污水流向依次设置的生态基氧化池和球形生态基快滤池，所述生态基氧化池内设置有第一生态基，所述球形生态基快滤池内设置有第二生态基，所述生态处理装置上设置有净水排水管；所述生态处理装置包括至少1个泛氧塘，所述泛氧塘包括内表面设置有第一防渗层的池塘本体，设置于所述池塘本体内的介质层，以及设置于所述介质层上的水生植物。
进一步的，所述生物处理池包括生物池本体，设置于所述生物池本体内的中空隔板，生态基氧化池和球形生态基快滤池由所述中空隔板分隔成独立的池体，所述中空隔板靠近生态基氧化池一端的侧壁在上部开设有连通生态基氧化池和中空隔板内部的第一过流口，所述中空隔板靠近球形生态基快滤池一端的侧壁在下部或底部开设有连通中空隔板内部和球形生态基快滤池第二过流口。
进一步的，所述预处理池的底部设置有过滤格栅；
所述化粪池包括化粪池体，设置于所述化粪池体内按污水流向依次设置有3道隔板，3道隔板上均设置有第三过流口，位于两侧的隔板上的第三过流口设置于相对应隔板的上部，位于中间的隔板上的第三过流口设置于相对应隔板的下部。
进一步的，所述泛氧塘内还设置有第一曝气装置，所述生态基氧化池内设置有第二曝气装置，所述第一曝气装置和所述第二曝气装置通过相对应的曝气支管和曝气主管连通有鼓风机。
进一步的，所述泛氧塘为两个，按污水流向设置于上游的为第一泛氧塘，设置于下游的为第二泛氧塘；
所述净水排水管设置于所述第二泛氧塘上；
所述第一泛氧塘的底部设置有圆形漏水口，所述漏水口的下方设置有漏水室，所述漏水室的内表面设置有第二防渗层，所述漏水室的一侧设置有出水管，所述漏水室的上部设置有支撑板，所述支撑板上设置有若干漏水孔，所述支撑板与所述介质层之间设置有滤水层，所述漏水室内设置有清土防堵装置，所述清土防堵装置包括转动设置于所述支撑板的下方的拨土轮，设置于所述拨土轮一侧的推料螺旋，所述推料螺旋与所述拨土轮啮合连接。
进一步的，所述推料螺旋包括推料转轴和设置于所述推料转轴上的螺旋板，所述推料转轴的一端设置于所述出水管内，所述推料转轴的另一端穿出所述漏水室后设置电机，所述推料转轴与所述电机的转动输出轴传动连接；
所述拨土轮包括转动设置于所述支撑板和所述滤水室底壁上的拨土转轴，固定设置于所述拨土转轴下部的环形凸台，沿圆周设置于所述环形凸台外环壁上、且偏心设置的若干拨土杆，设置于所述拨土杆外侧端、且与所述螺旋板啮合的斜齿。
更进一步的，所述环形凸台的上方设置有锥形凸台，所述锥形凸台的顶部的外径与所述拨土转轴的外径相等，所述锥形凸台的底部外径与所述环形凸台的外径相等；
所述拨土轮的上方设置有清土杆，所述清土杆的上表面设置有清理刷。
更进一步的，所述球形生态基快滤池和所述生态处理池之间还设置有污水消毒装置。
技术方案二：
一种生物生态联合污水处理方法，包括如下步骤：
步骤1、化粪池处理：污水进入化粪池，在化粪池厌氧条件下使大分子有机物部分水解，降低出水COD；
步骤2、预处理池处理：经化粪池处理后的污水经预处理池内的过滤格栅拦截掉大颗粒沉降物号和悬浮物；
步骤3、生态基氧化池处理：经预处理池处理后的污水进入生态基氧化池，在生态基氧化池停留5～8h，溶解氧含量保持在2.0～3.5mg/L，生态基氧化池内的微生物在有氧条件下，将有机物氧化分解成无机物，除去污水中的COD；
步骤4、球形生态基快滤池处理：经生态基氧化池处理后的污水进入球形生态基快滤池，在缺氧条件下，生态基氧化池内的兼性厌氧菌混合液中的亚硝态氮和硝态氮还原成氮气释放至空气中，以此除去污水中氨氮；
步骤5、泛氧塘处理：经过球形生态基快滤池处理后的污水经消毒后进入第二泛氧塘，在第二泛氧塘暂存污水的同时，利用第二泛氧塘内的水生植物将污水中的磷进行降解后经净水排水管排出。
进一步的，步骤5中，经消毒后进入第二泛氧塘之前，还需进入第一泛氧塘，利用第二泛氧塘内的水生植物将污水中的磷进行降解后，将污水排入第二泛氧塘。
技术方案三：
一种上述生物生态联合污水处理系统在农村污水处理中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明针对目前农村水体的污染特征，分析了现有的农村污水处理技术的优缺点，运用生态微生物学原理和水生生态学原理，研发出的一套将泛氧塘与生态基技术相结合的、专门应用于农村污水处理的集成处理系统，实施后可实现达标排放、运行稳定、费用低廉，管理简单，节能环保的目的，可结合不同村庄当地的农业与自然地形，充分利用湖、塘、洼地及闲置水面构建泛氧塘，解决农村污水处理效率低，排量少及分散的问题，形成当地污水回用与再利用模式，实现农村污水无害化与资源化利用；此外，本发明还适用于城市(含建制镇)污水处理、农村集中居住区污水处理、河流(含湖泊)水环境修复等领域。经泛氧塘单元处理后，出水水质可达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅳ类水标准，并可稳定长效。采用本发明，具有如下有益效果：
1、本发明前端生物处理后的污泥随水流送至泛氧塘后，可作为有机肥供泛氧塘内植物吸收利用，实现零污泥排放。
2、本发明泛氧塘可以利用废弃坑塘、鱼塘等进行构建，构建成本低。
3、本发明采用生态基技术与泛氧塘技术相结合，优势互补，节约占地，实现资源循环利用。
（发明人：邓景山;苑莹莹;张亚琼;于江川;王秋菊;李承岳）