公布日：2022.11.08
申请日：2022.08.10
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F3/28(2006.01)N;C02F3/32(2006.01)N;C02F1/00(2006.01)N;C02F1/28(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;
C02F101/10(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种适用于农村污水处理的一体化设备，沿着污水水流方向依次设置厌氧折流反应区、多级垂直折流人工湿地及土壤渗滤区等，本发明还公开了一种适用于农村污水的处理方法，实现对污水中的COD、总氮、总磷的分步去除，可以大大提升处理效率，同时尽量采用农村现有的废弃资源作为一体化设备中的处理填料的原材料，提高资源二次利用效率，通过设置取水口，可实现对多级垂直折流人工湿地内部污水处理效果进行监测，使强化层中植物碳源和磷吸附填料的布置与更换，更为方便、精准和科学。运行过程中几乎无需额外动力，成本低，可持续运行效果好，而且水稻和蔬菜还可以增加部分农民的经济收益。
权利要求书
1.一种适用于农村污水处理的一体化设备，包括箱体(1)，其特征在于，箱体(1)内部由前隔墙(11)与后隔墙(12)依次分隔为厌氧折流反应区(2)、多级垂直折流人工湿地(3)和土壤渗滤区(5)，厌氧折流反应区(2)和多级垂直折流人工湿地(3)之间通过前连通管(15)相互连通，多级垂直折流人工湿地(3)和土壤渗滤区(5)之间通过后连通管(17)互相连通，厌氧折流反应区(2)与进水口(13)连接，土壤渗滤区(5)与出水口(18)连接，盖板(14)设置在厌氧折流反应区(2)上方，水稻浮岛(4)设置在多级垂直折流人工湿地(3)上方。
2.根据权利要求1所述一种适用于农村污水处理的一体化设备，其特征在于，所述厌氧折流反应区(2)由多个溢流中隔板(23)依次分隔为多级厌氧反应子区，溢流中隔板(23)顶部和盖板(14)之间留有溢流间距，厌氧反应子区内由折流板(21)分隔为下行厌氧反应通道和上行厌氧反应通道，折流板(21)底部与箱体(1)底部保持设定的反应区底部间距，折流板(21)顶部与盖板(14)连接，上行厌氧反应通道内设置有悬浮填料(22)，上一级厌氧反应子区的上行厌氧反应通道和下一级厌氧反应子区的下行厌氧反应通道通过溢流中隔板(23)顶部溢流连通，第一级厌氧反应子区的下行厌氧反应通道的顶部对应的箱体(1)侧壁设置有进水口(13)。
3.根据权利要求2所述一种适用于农村污水处理的一体化设备，其特征在于，所述悬浮填料(22)包括棉质衣物以及包裹在棉质衣物中的稻草秸秆。
4.根据权利要求1所述一种适用于农村污水处理的一体化设备，其特征在于，所述多级垂直折流人工湿地(3)内由多个中隔板(32)分隔为多级湿地单元，每个湿地单元内由隔板(31)分隔为下行湿地和上行湿地，隔板(31)与箱体(1)底部保持设定的湿地底部间距，下行湿地和上行湿地均包括自下至上依次设置的卵石层(38)、强化层(35)、砾石层(34)和砂层(33)，下行湿地和上行湿地的砂层(33)上方均设置有水稻浮岛(4)，上一级湿地单元的上行湿地与下一级湿地单元的下行通道之间通过中隔板(32)顶部的中连通管(16)连通。
5.根据权利要求4所述一种适用于农村污水处理的一体化设备，其特征在于，所述强化层(35)包括多个强化填料件，强化填料件包括填料空心筒(355)，填料空心筒(355)两端密封穿出箱体(1)且端口设置有橡胶盖(351)，填料空心筒(355)内填充有强化填料，位于箱体(1)内的填料空心筒(355)的侧壁上设置有过水孔(352)，填料空心筒(355)密封穿出箱体(1)的端部设置有取样口(353)，取样口(353)处设置有止水阀(354)。
6.根据权利要求5所述一种适用于农村污水处理的一体化设备，其特征在于，所述下行湿地的填料空心筒(355)内填充的强化填料为植物碳源(36)，上行湿地的填料空心筒(355)内填充的强化填料为磷吸附填料(37)。
7.根据权利要求6所述一种适用于农村污水处理的一体化设备，其特征在于，所述植物碳源(36)为农林废弃物秸秆、树皮、花生壳、丝瓜络中的一种或者多种；所述磷吸附填料(37)为钢渣、粉煤灰、铁屑及铁尾矿的一种或者多种。
8.根据权利要求1所述一种适用于农村污水处理的一体化设备，其特征在于，所述土壤渗滤区(5)包括自上至下设置的土壤层(52)和中粗砂层(54)，土壤层(52)顶部种植有蔬菜(51)，土壤层(52)内的不同高度设置有废弃砖块(53)，土壤渗滤区(5)位于中粗砂层(54)的侧壁设置有出水口(18)。
9.根据权利要求1所述一种适用于农村污水处理的一体化设备，其特征在于，所述折流板(21)下部朝上行厌氧反应通道倾斜且与水平面保持45°夹角。
10.一种农村污水处理方法，利用权利要求6所述一种适用于农村污水处理的一体化设备，其特征在于，包括以下步骤：在取样口(353)处定期采样监测C/N比，当C/N比低于3时，在上行湿地和下行湿地中的强化层(35)的填料空心筒(355)内的强化填料全部替换为植物碳源(36)；在设定时间，将强化层(35)的填料空心筒(355)内的强化填料部分取出，并通过取样口(353)向填料空心筒(355)内鼓入空气。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术的上述不足，提供一种适用于农村污水处理的一体化设备，还提供一种适用于农村污水的处理方法，能够在实现农村污水总氮及总磷分阶段进行有效净化，并可以有效利用农村的废弃资源，获得一定的经济收益。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种适用于农村污水处理的一体化设备，包括箱体，箱体内部由前隔墙与后隔墙依次分隔为厌氧折流反应区、多级垂直折流人工湿地和土壤渗滤区，厌氧折流反应区和多级垂直折流人工湿地之间通过前连通管相互连通，多级垂直折流人工湿地和土壤渗滤区之间通过后连通管互相连通，厌氧折流反应区与进水口连接，土壤渗滤区与出水口连接，盖板设置在厌氧折流反应区上方，水稻浮岛设置在多级垂直折流人工湿地上方。
如上所述厌氧折流反应区由多个溢流中隔板依次分隔为多级厌氧反应子区，溢流中隔板顶部和盖板之间留有溢流间距，厌氧反应子区内由折流板分隔为下行厌氧反应通道和上行厌氧反应通道，折流板底部与箱体底部保持设定的反应区底部间距，折流板顶部与盖板连接，上行厌氧反应通道内设置有悬浮填料，上一级厌氧反应子区的上行厌氧反应通道和下一级厌氧反应子区的下行厌氧反应通道通过溢流中隔板顶部溢流连通，第一级厌氧反应子区的下行厌氧反应通道的顶部对应的箱体侧壁设置有进水口。
如上所述悬浮填料包括棉质衣物以及包裹在棉质衣物中的稻草秸秆。
如上所述多级垂直折流人工湿地内由多个中隔板分隔为多级湿地单元，每个湿地单元内由隔板分隔为下行湿地和上行湿地，隔板与箱体底部保持设定的湿地底部间距，下行湿地和上行湿地均包括自下至上依次设置的卵石层、强化层、砾石层和砂层，下行湿地和上行湿地的砂层上方均设置有水稻浮岛，上一级湿地单元的上行湿地与下一级湿地单元的下行通道之间通过中隔板顶部的中连通管连通。
如上所述强化层包括多个强化填料件，强化填料件包括填料空心筒，填料空心筒两端密封穿出箱体且端口设置有橡胶盖，填料空心筒内填充有强化填料，位于箱体内的填料空心筒的侧壁上设置有过水孔，为便于定期对设备内部污水的污染物含量进行监测，填料空心筒密封穿出箱体的端部设置有取样口，取样口处设置有止水阀。
如上所述下行湿地的填料空心筒内填充的强化填料为植物碳源，上行湿地的填料空心筒内填充的强化填料为磷吸附填料，根据监测数据可对强化层的强化填料的类型进行更换，操作简单方便。
如上所述植物碳源为农林废弃物秸秆、树皮、花生壳、丝瓜络中的一种或者多种；磷吸附填料为钢渣、粉煤灰、铁屑及铁尾矿的一种或者多种。
如上所述土壤渗滤区包括自上至下设置的土壤层和中粗砂层，为提高土地资源使用效率，土壤层顶部种植有蔬菜，土壤层内的不同高度设置有废弃砖块，土壤渗滤区位于中粗砂层的侧壁设置有出水口。
如上所述折流板下部朝上行厌氧反应通道倾斜且与水平面保持45°夹角。
一种适用于农村污水的处理方法，利用上述一种适用于农村污水处理的一体化设备，包括以下步骤：
在取样口处定期采样监测C/N比，当C/N比低于3时，在上行湿地和下行湿地中的强化层的填料空心筒内的强化填料全部替换为植物碳源；
在设定时间，将强化层的填料空心筒内的强化填料部分取出，并通过取样口向填料空心筒内鼓入空气。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、对脱氮除磷分阶段进行处理，处理效果好。本发明将农村污水中脱氮、除磷两个薄弱环节分开进行处理，可以将多级折流垂直人工湿地脱氮效果较好和土壤渗滤系统除磷效果好、水稻浮岛既吸收氮磷又可作为补充碳源，三者优势互补，提高对总氮、总磷的去除效率。
2、对农村废弃资源利用率高；本发明中使用的填料几乎全都采用农村现有的废弃资源，设置水稻浮岛、在土壤渗滤区种植蔬菜等，可以很好的提高土地资源使用效率，同时又可以作为填料的原料来源，还可以获取部分经济效益。
3、方便对设备内部的污水水处理效果进行监测，碳源补充十分方便。本发明中设置的取样口，可以定期对设备内部污水的污染物含量进行监测，了解装置内部污水处理效果，而且可以根据监测数据对强化层的强化填料的类型进行更换，操作简单方便。
4、运行成本低，防堵塞效果好，可持续运行效果好。本发明基本上无动力，对于易堵塞的多级折流垂直人工湿地，可选择将强化层的强化填料取出后鼓入空气，可有效缓解堵塞情况，提升一体化设备的可持续运行时间。
（发明人：叶晶;周林;张建友;赵剑;段昌兵;彭香玉;肖磊）