多級串聯(lián)模塊化生活污水處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多級串聯(lián)模塊化生活污水處理系統(tǒng)，旨在解決傳統(tǒng)的農(nóng)村生活污水處理設施處理效率低、工藝流程復雜、運行維護成本高、管理難度大的技術問題。該多級串聯(lián)模塊化生活污水處理系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的格柵池、沉淀池、厭氧池、兼氧過濾池、水平潛流人工濕地、垂直潛流人工濕地和出水池，所述格柵池設有污水進水口，所述出水池設有凈水出水口。本實用新型設計、建造了多級串聯(lián)模塊化生活污水處理結(jié)構(gòu)組合工藝，能夠進一步提高污水處理效果；造價低廉，施工方便，特別適用于人口密度較低的農(nóng)村地區(qū)，比傳統(tǒng)污水處理設施更加經(jīng)濟實用。
【專利說明】多級串聯(lián)模塊化生活污水處理系統(tǒng)

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及污水處理【技術領域】，具體涉及一種多級串聯(lián)模塊化生活污水處理 系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002] 2013年，我國污水排量放達到750億m3，其中，農(nóng)村生活污水排放量為270億m3。 目前農(nóng)村生活污水處理模式以集中式處理為主，采用該處理方式需建立大量的污水管網(wǎng)收 集系統(tǒng)和污水處理站（廠），對污水進行統(tǒng)一的收集、輸送和處理，投資較大?，F(xiàn)有的農(nóng)村 生活污水處理方式存在的問題有：一是我國廣大農(nóng)村地區(qū)資金薄弱，無力建設生活污水的 管網(wǎng)收集系統(tǒng)和集中處理設施；二是農(nóng)村人口居住分散，生活污水不便集中收集和處理。因 此，對于經(jīng)濟不發(fā)達、地處偏遠、人口密度較低的農(nóng)村地區(qū)，集中式處理模式常因管網(wǎng)系統(tǒng) 龐大、建設費用高、處理負荷不足等原因難以推行。另外，就污水排放對生態(tài)環(huán)境的影響而 言，容易造成水源污染，治理難度大。因此，為了加大農(nóng)村生活污水處理覆蓋面，提高農(nóng)村生 活污水處理率，必須研究開發(fā)投資少、運行維護方便、工藝流程簡單的分散式農(nóng)村生活污水 處理系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型旨在解決傳統(tǒng)的農(nóng)村生活污水處理設施處理效率低、工藝流程復雜、 運行維護成本高、管理難度大的技術問題。
[0004] 為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：
[0005] 設計一種多級串聯(lián)模塊化生活污水處理系統(tǒng)，包括依次串聯(lián)的格柵池、沉淀池、厭 氧池、兼氧過濾池、水平潛流人工濕地、垂直潛流人工濕地和出水池，所述格柵池設有污水 進水口，所述出水池設有凈水出水口；在所述格柵池內(nèi)設置有格柵和隔油網(wǎng)；在所述厭氧 池的頂部設置有自調(diào)式沼氣厭氧發(fā)酵罩，在所述厭氧池內(nèi)掛設有立體彈性填料；所述兼氧 過濾池的底部自其入水口一側(cè)向另一側(cè)降低傾斜設置，在所述兼氧過濾池內(nèi)設有濾網(wǎng)；所 述垂直潛流人工濕地的底部設有連通所述水平潛流人工濕地出水口的布水管網(wǎng)。
[0006] 優(yōu)選的，所述格柵池內(nèi)的格柵間距為2. 5?3. 5mm，所述隔油網(wǎng)為150?300目。 [0007] 優(yōu)選的，所述厭氧池為相串聯(lián)的兩級厭氧池。
[0008] 優(yōu)選的，在所述立體彈性填料上加設有聚乙烯醇-海藻酸鈉凝膠球和多孔球形懸 浮填料。該聚乙烯醇-海藻酸鈉凝膠球由聚乙烯醇和海藻酸鈉按6?10:1的質(zhì)量比共混 后制成。
[0009] 優(yōu)選的，所述兼氧過濾池內(nèi)的濾網(wǎng)為60?150目的PVC濾網(wǎng)。
[0010] 優(yōu)選的，所述水平潛流人工濕地或垂直潛流人工濕地內(nèi)的基質(zhì)自下而上依次為： 用直徑45?60mm的碌石鋪設的厚度為10?15cm的碌石層，用直徑25?45mm的碎石鋪 設的厚度為10?15cm的碎石層，用直徑0. 8?25mm的蛭石鋪設的厚度為10?15cm的蛭 石層，厚度均為10?15cm的粗砂層和細沙層，以及厚度為28?35cm的紅壤土層，每層基 質(zhì)之間由60?150目的PVC格網(wǎng)隔開。
[0011] 紅壤為酸性土壤，具有較強的固磷能力和消納有機物質(zhì)的能力；蛭石具有較高的 緩沖性和離子交換能力。
[0012] 優(yōu)選的，以重量百分比計，所述紅壤土層中含有改性凹凸棒土 3?12%，所述改性 凹凸棒土制備方法如下：
[0013] (1)預處理：將凹凸棒土研磨后過20?100目篩，再于200°C下煅燒3?5h，用去 離子水浸泡20?30h后洗滌數(shù)遍至洗滌水澄清后烘干，備用；
[0014] (2)活化改性：用體積分數(shù)為2?4%的HAc溶液緩慢溶解一定量的殼聚糖，用量 以配成粘稠的殼聚糖膠體溶液為準，取上步所得凹凸棒土與一定量的該殼聚糖膠體溶液混 合攪成糊狀，殼聚糖膠體溶液用量以使凹凸棒土被充分浸潤為準，再將所得糊狀物于l〇5°C 下干燥，即成。
[0015] 凹凸棒土具有獨特的鏈層狀晶體結(jié)構(gòu)和十分細小的棒狀、纖維狀晶體形態(tài)，而具 有許多特殊的物理化學性質(zhì)，如吸附性、離子交換能力和可塑性等。對凹凸棒土進行適當?shù)?改性，可改變其物理化學性質(zhì)。經(jīng)上述方法所獲得的改性凹凸棒土不但對Cu2+、Pb2+、Cd 2+、 Zn2+等金屬離子及色度有較好的吸附作用和去除能力，而且在酸性的土壤環(huán)境中對磷酸根 離子有著很高的吸附能力：帶正電荷的改性凹凸棒土顆粒和殼聚糖分子中質(zhì)子化的-〇h2+ 和-nh3+能有效地吸附溶液中h2po4_、HP04 2_和P043-離子。
[0016] 優(yōu)選的，在所述水平潛流人工濕地上栽種菖蒲；在所述垂直潛流人工濕地上栽種 吉祥草。
[0017] 當前，人們對濕地植物的選擇一定程度上依賴于經(jīng)驗，而對各種植物應用于污水 處理的效果的系統(tǒng)研究較為缺乏。經(jīng)過系統(tǒng)研究，本實用新型中分別選擇了適宜于水平潛 流人工濕地和垂直潛流人工濕地的菖蒲和吉祥草；其中菖蒲對低、中濃度污水中tn、nh3-n、 TP、C0D&的去除率較高；吉祥草對土壤要求不高，適應性強，其株型優(yōu)美，葉色青翠，極具觀 賞價值。
[0018] 采用上述多級串聯(lián)模塊化生活污水處理系統(tǒng)的生活污水處理方法，包括下列步 驟：
[0019] (1)將生活污水自污水進水口引入所述多級串聯(lián)模塊化生活污水處理系統(tǒng)，在格 柵池內(nèi)去除大顆粒的懸浮物和油脂；
[0020] (2)步驟（1)所得的污水流入沉淀池，沉淀10?15小時后，依次進入兩級厭氧池， 進行厭氧發(fā)酵的時間共40?50小時；
[0021] (3)步驟（2)所得的污水進入兼氧過濾池停留32?38小時后，依次進入水平潛流 人工濕地和垂直潛流人工濕地，污水通過兩級人工濕地的時間為20?25小時，然后進入出 水池，完成污水凈化處理過程。
[0022] 本實用新型的有益效果在于：
[0023] ( 1)設計、建造了多級串聯(lián)模塊化生活污水處理結(jié)構(gòu)，采取厭氧處理與人工濕地組 合，能夠進一步提高污水處理效果；
[0024] (2)在厭氧池內(nèi)增設了自調(diào)式沼氣厭氧發(fā)酵罩和組合親水填料，可以進一步提高 了系統(tǒng)的污水處理性能；
[0025] (3)系統(tǒng)采用生活污水自流的方式，應用厭氧生物技術和人工濕地技術及原理，能 夠有效去除生活污水中的有機污染物、病原菌和部分氮、磷等，造價低廉，施工方便；
[0026] (4)特別適用于人口密度較低的農(nóng)村地區(qū)，比傳統(tǒng)污水處理設施更加經(jīng)濟實用，為 我國廣大農(nóng)村地區(qū)生活污水集中收集、處理、輸送節(jié)水大量資金；解決了廣大農(nóng)村地區(qū)面源 污染造成的生態(tài)環(huán)境破壞問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 圖1是本實用新型多級串聯(lián)模塊化生活污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028] 其中，1為格柵池；2為沉淀池；3為一級厭氧池；4為二級厭氧池；5為兼氧過濾 池；6為水平潛流人工濕地；7為垂直潛流人工濕地；8為出水池；9為格柵；10為隔油網(wǎng)；11 為立體彈性填料；12為自調(diào)式沼氣厭氧發(fā)酵罩；13為濾網(wǎng)。

【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖和實施例來說明本實用新型的【具體實施方式】，但以下實施例只是用 來詳細說明本實用新型，并不以任何方式限制本實用新型的范圍。
[0030] 實施例1 : 一種多級串聯(lián)模塊化生活污水處理系統(tǒng)，包括依次串聯(lián)的格柵池1、沉 淀池2、厭氧池、兼氧過濾池5、水平潛流人工濕地6、垂直潛流人工濕地7和出水池8,格柵 池1設有污水進水口，出水池8設有凈水出水口；在格柵池1內(nèi)設置有格柵9和隔油網(wǎng)10 ; 在厭氧池的頂部設置有自調(diào)式沼氣厭氧發(fā)酵罩12,在厭氧池內(nèi)掛設有立體彈性填料11 ;兼 氧過濾池5的底部自其入水口一側(cè)向另一側(cè)降低傾斜設置，在兼氧過濾池5內(nèi)設有濾網(wǎng)13 ; 垂直潛流人工濕地7的底部設有連通所述水平潛流人工濕地6出水口的布水管網(wǎng)。
[0031] 在格柵池1中，格柵間距為2. 5mm，用以攔截去除大顆粒的懸浮物，隔油網(wǎng)用于去 除廚房污水等中的油脂，規(guī)格為300目。
[0032] 在厭氧池內(nèi)設置的自調(diào)式沼氣厭氧發(fā)酵罩12,采用高強橡塑復合材料，解決了傳 統(tǒng)沼氣池、軟體沼氣袋、玻璃鋼沼氣罐的運輸不易、生產(chǎn)困難、成本較高、容易漏氣、進出料 不方便、清池艱難、存在安全隱患等弊端。自調(diào)式沼氣厭氧發(fā)酵罩具有以下特點：（1)氣密 性好，增加厭氧池厭氧密閉性，更符合厭氧發(fā)酵環(huán)境；（2)具有保溫功效，持續(xù)發(fā)酵溫度高； (3)持續(xù)發(fā)酵時間長，可有效殺滅病原微生物。
[0033] 兼氧過濾池5的池底采用坡地技術，內(nèi)設濾網(wǎng)13,在降解污染物的同時實現(xiàn)了污 水固液分離。濾網(wǎng)13為150目PVC濾網(wǎng)，用于過濾少量懸浮于水體中的活性污泥。
[0034] 水平潛流人工濕地6、垂直潛流人工濕地7內(nèi)的基質(zhì)自下而上依次為：用直徑 45?60mm的碌石鋪設的厚度為10?15cm的碌石層，用直徑25?45mm的碎石鋪設的厚 度為10?15cm的碎石層，用直徑0. 8?25mm的蛭石鋪設的厚度為10?15cm的蛭石層， 厚度均為10?15cm的粗砂層和細沙層，以及厚度為28?35cm的紅壤土層，每層基質(zhì)之間 由100目的PVC格網(wǎng)隔開。在水平潛流人工濕地6上栽種菖蒲；在垂直潛流人工濕地7上 栽種吉祥草。
[0035] 實施例2 :與實施例1的不同之處在于，以重量百分比計，紅壤土層中含有改性凹 凸棒土 3?12%，該改性凹凸棒土制備方法如下：
[0036] (1)預處理：將凹凸棒土研磨后過20?100目篩，再于200°C下煅燒3?5h，用去 離子水浸泡20?30h后洗滌數(shù)遍至洗滌水澄清后烘干，備用；
[0037] (2)活化改性：用體積分數(shù)為2?4%的HAc溶液緩慢溶解一定量的殼聚糖，用量 以配成粘稠的殼聚糖膠體溶液為準，取上步所得凹凸棒土與一定量的該殼聚糖膠體溶液混 合攪成糊狀，殼聚糖膠體溶液用量以使凹凸棒土被充分浸潤為準，再將所得糊狀物于l〇5°C 下干燥，即成。
[0038] 實施例3:-種多級串聯(lián)模塊化生活污水處理系統(tǒng)，與實施例1的不同之處在 于，厭氧池為相串聯(lián)的一級厭氧池3和二級厭氧池4,在立體彈性填料11上加設有聚乙烯 醇-海藻酸鈉凝膠球和多孔球形懸浮填料。該聚乙烯醇_海藻酸鈉凝膠球為市售產(chǎn)品，或 者采用下列制備方法制備：取質(zhì)量比為9:1的聚乙烯醇和海藻酸鈉，采用溶液共混法制備。
[0039] 采用兩級厭氧池串聯(lián)的模式處理污水，能夠有效提高有機物厭氧消化作用。在立 體彈性填料上加設有聚乙烯醇-海藻酸鈉凝膠球和多孔球形懸浮填料，聚乙烯醇（PVA)-海 藻酸鈉（SA)凝膠球采用溶液共混法制備，混合比例：m(PVA):m(SA)=9:l。聚乙烯醇?海藻 酸鈉凝膠球吸水后直徑為約為5_，聚乙烯醇-海藻酸鈉凝膠球干燥后直徑為1?2_，表 面略粗糙有利于微生物的附著生長，內(nèi)部有部分空隙存在，具有較好的吸水性能和水質(zhì)傳 遞能力。該填料可在保持傳統(tǒng)立體彈性填料掛膜量多、無結(jié)團現(xiàn)象等優(yōu)點的同時增強了填 料的親水性和生物親和性，便于微生物的固定化生長，減少掛膜周期，在保持池內(nèi)低污泥含 量的同時可以具有較高的容積負荷，使工程運行率提高。
[0040] 采用實施例3中的多級串聯(lián)模塊化生活污水處理系統(tǒng)進行污水處理的工藝流程 為：
[0041] (1)將生活污水自污水進水口引入該多級串聯(lián)模塊化生活污水處理系統(tǒng)，在格柵 池內(nèi)去除大顆粒的懸浮物和油脂；
[0042] (2)步驟（1)所得的污水流入沉淀池，沉淀15小時后，依次進入兩級厭氧池，進行 厭氧發(fā)酵的時間共48小時；
[0043] (3)步驟（2)所得的污水進入兼氧過濾池停留35小時后，依次進入水平潛流人工 濕地和垂直潛流人工濕地，污水通過兩級人工濕地的時間為24小時，然后進入出水池，完 成污水凈化處理過程。
[0044] 為了檢測該多級串聯(lián)模塊化生活污水處理系統(tǒng)進行污水處理的效果，將系統(tǒng)劃分 為格柵池和沉淀池處理單元、兩級生物厭氧池和兼氧過濾池處理單元、兩級人工濕地處理 單元。分別對生活污水進水水質(zhì)、沉淀池內(nèi)、兼氧過濾池內(nèi)和出水水質(zhì)進行檢測，檢測項目 及方法如下表1所示。
[0045]

【權利要求】
1. 一種多級串聯(lián)模塊化生活污水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括依次串聯(lián)的格柵池、沉 淀池、厭氧池、兼氧過濾池、水平潛流人工濕地、垂直潛流人工濕地和出水池，所述格柵池設 有污水進水口，所述出水池設有凈水出水口；在所述格柵池內(nèi)設置有格柵和隔油網(wǎng)；在所 述厭氧池的頂部設置有自調(diào)式沼氣厭氧發(fā)酵罩，在所述厭氧池內(nèi)掛設有立體彈性填料；所 述兼氧過濾池的底部自其入水口一側(cè)向另一側(cè)降低傾斜設置，在所述兼氧過濾池內(nèi)設有濾 網(wǎng)；所述垂直潛流人工濕地的底部設有連通所述水平潛流人工濕地出水口的布水管網(wǎng)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的多級串聯(lián)模塊化生活污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述格柵 池內(nèi)的格柵間距為2. 5?3. 5mm，所述隔油網(wǎng)為150?300目。
3. 根據(jù)權利要求1所述的多級串聯(lián)模塊化生活污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述厭氧 池為相串聯(lián)的兩級厭氧池。
4. 根據(jù)權利要求1所述的多級串聯(lián)模塊化生活污水處理系統(tǒng)，其特征在于，在所述立 體彈性填料上加設有聚乙烯醇-海藻酸鈉凝膠球和多孔球形懸浮填料。
5. 根據(jù)權利要求1所述的多級串聯(lián)模塊化生活污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述兼氧 過濾池內(nèi)的濾網(wǎng)為60?150目的PVC濾網(wǎng)。
6. 根據(jù)權利要求1所述的多級串聯(lián)模塊化生活污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述水平 潛流人工濕地或垂直潛流人工濕地內(nèi)的基質(zhì)自下而上依次為：用直徑45?60mm的礫石鋪 設的厚度為10?15cm的礫石層，用直徑25?45mm的碎石鋪設的厚度為10?15cm的碎 石層，用直徑〇. 8?25mm的蛭石鋪設的厚度為10?15cm的蛭石層，厚度均為10?15cm 的粗砂層和細沙層，以及厚度為28?35cm的紅壤土層，每層基質(zhì)之間由60?150目的PVC 格網(wǎng)隔開。
7. 根據(jù)權利要求6所述的多級串聯(lián)模塊化生活污水處理系統(tǒng)，其特征在于，在所述水 平潛流人工濕地上栽種菖蒲；在所述垂直潛流人工濕地上栽種吉祥草。
【文檔編號】C02F9/14GK204097277SQ201420435420
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年8月4日 優(yōu)先權日:2014年8月4日
【發(fā)明者】周振民, 周科, 王學超 申請人:華北水利水電大學