高新生活污水排放特征相适应的分散式处理装置技术

高新生活污水排放特征相适应的分散式处理装置技术

1.本发明涉及环境工程污水处理领域,特别是涉及一种与生活污水排放特征相适应的分散式处理装置。

背景技术:

2.生活污水是我国主要的水体污染源之一。在城镇地区,完善的排水管网及集中式污水处理设施保障了较高的生活污水处理率。但是在大部分农村地区及诸多旅游景点,受经济、技术等条件的限制,污水集中处理可行性较低,分散式处理成为理想的选择。
3.不同于集中式生活污水,分散式生活污水水量排放特征表现为:1)昼夜差异显著,水量绝大部分在昼间排放,而夜间水量几乎为零;2)由于农户生活作息时间较固定,水量在一日之内的变化规律较为稳定。
4.分散式生活污水处理工艺大致分为生物处理技术,生态处理技术,生物生态组合技术三大类。生物处理技术应用广泛,污染物净化效率高,但运行费用较大且有一定技术难度。生态处理技术适用于较低浓度污水处理,最常见的人工湿地系统具有运维简单、费用低廉的优点,但缺点在于占地面积大、易堵塞。生物生态组合技术旨在耦合生物、生态两种技术,实现优势互补。
5.生物生态组合技术应用于分散式生活污水处理具有较好的效果,但仍存在部分问题:1)分散式生活污水水量昼夜间差异大,易造成运行中的能耗浪费;2)不同生物、生态工艺的选择及组合直接影响净化效果;3)生物、生态工艺在低温下处理效率不佳;4)以人工湿地为代表的生态工艺易堵塞的问题依然存在。

技术实现要素:

6.本发明的目的是提供一种与生活污水排放特征相适应的分散式处理装置,以解决上述现有技术存在的问题,使处理装置充分与分散式生活污水的水量水质特征相适应,在保障水质净化效果的基础上延长使用寿命、节约占地、降低管理难度和运行成本。
7.为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明提供一种与生活污水排放特征相适应的分散式处理装置,包括接触氧化池,所述接触氧化池内插接有进水管,所述接触氧化池的外侧周向设置有沉淀池,所述沉淀池的外部周向设置有若干个下行垂直潜流湿地,相邻所述下行垂直潜流湿地接触连接,所述下行垂直潜流湿地外部周向设置有曝气增氧池,所述下行垂直潜流湿地和所述曝气增氧池相连通;
8.所述接触氧化池的顶部设置有曝气组件,所述曝气组件分别与所述接触氧化池和曝气增氧池相连通,所述下行垂直潜流湿地的底部设置有输水管道,所述曝气增氧池的外壁上设置有出水管;
9.所述曝气组件上电性连接有控制装置。
10.优选的,所述接触氧化池为圆柱形结构。
11.优选的,所述接触氧化池内设置有弹性立体填料。
12.优选的,所述曝气组件包括曝气风机和曝气管道,所述曝气风机设置在所述接触氧化池上方,所述曝气管道的一端与所述曝气风机固定连接,所述曝气管道另一端延伸至所述接触氧化池和曝气增氧池的底部。
13.优选的,所述下行垂直潜流湿地包括若干层基质层,所述基质层由上至下依次包括布水层、第一净化层、第二净化层和集水层,所述布水层和所述集水层上固定安装有管路。
14.优选的,所述管路包括若干输水管道,若干所述输水管道呈“丰”字型结构。
15.优选的,所述进水管上可拆卸连接有进水阀门,所述输水管道上可拆卸连接有排空阀门。
16.优选的,所述下行垂直潜流湿地和所述曝气增氧池通过连接管相连通。
17.优选的,所述控制装置分别与所述曝气风机、排空阀门和进水阀门电性连接。
18.优选的,所述基质层上种植有挺水植物。
19.本发明公开了以下技术效果:
20.1)本发明的分散式处理装置适用于分散式生活污水水质特征;本发明的分散式处理装置通过设置接触氧化池去除污水中的大部分有机物及部分氮、磷,降低污染物浓度;同时以接触氧化池为中心由内至外依次设置有沉淀池、下行垂直潜流人工湿地和曝气增氧池,由接触氧化池内净化完成的污水溢流入沉淀池内,在沉淀池内去除水体中悬浮颗粒物;同时配合设置多组相邻接触的下行垂直潜流人工湿地和曝气增氧池,使得污水由依次溢流至每组下行垂直潜流人工湿地和曝气增氧池内,最终由最后一组的曝气增氧池底部流出;污水依次流经接触氧化池、沉淀池以及多组“下行垂直潜流湿地、曝气增氧池”,污水通过好氧、厌氧环境交替,有效脱氮除磷并深度净化有机物,综合保障出水水质。
21.2)本发明的分散式处理装置解决了污水处理过程中温度的问题;以接触氧化池为中心由内至外依次设置有沉淀池、下行垂直潜流人工湿地和曝气增氧池,由于接触氧化池、下行垂直潜流人工湿地的净化效率均与温度有关,将曝气增氧池置于最外侧,成为接触氧化池和下行垂直潜流人工湿地的保温层,而对温度要求最高的接触氧化池置于中心区域;同时本发明的分散式处理装置占地面积小,更适用于对农村、小工厂等分散式排水的地方进行污水处理。
22.3)本发明的分散式处理装置与分散式生活污水水量特征相适应;本发明的分散式处理装置通过采用电控装置,可以根据生活污水流量特征设置工作时间及停歇时间;工作时间内,排空阀门关闭、进水阀门开启、曝气风机启用,装置净化生活污水;停歇时间内,排空阀门开启、进水阀门关闭、曝气风机停用,下行垂直潜流人工湿地、曝气增氧池中的水体排空,这样不仅可以更好地对生活污水进行处理,还起到了节能节约的作用,同时提高了分散式处理装置的寿命。
23.4)本发明的分散式处理装置有效克服人工湿地堵塞问题;沉淀池去除水体中悬浮颗粒物,尤其是接触氧化池中排出的微生物残体,保护下行垂直潜流人工湿地;下行垂直潜流人工湿地在工作时间内蓄水运行、停歇时间内排空,呈干湿交替运行状态,有效提高运行状态下的净化效率并延缓堵塞进程。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明中分散式处理装置的俯视图;
26.图2为本发明中分散式处理装置沿中心线的剖面图;
27.图3为本发明中布水层的输水管道布设图;
28.图4为本发明中集水层的输水管道布设图;
29.其中,1-接触氧化池;2-沉淀池;3-下行垂直潜流湿地;4-曝气增氧池;5-曝气管道;6-输水管道;7-排空阀门;8-进水阀门;9-曝气风机;10-控制装置;11-弹性立体填料;12-布水层;13-第一净化层;14-第二净化层;15-集水层;16-进水管;17-出水管。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
31.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
32.参照图1-4,本发明提供一种包括接触氧化池1,所述接触氧化池1内插接有进水管16,且进水管16的底部插接延伸至接触氧化池1的底部,以所述接触氧化池1为中心由内至外依次设置有沉淀池2、下行垂直潜流湿地3和曝气增氧池4,其中接触氧化池1为圆柱形结构,通过采用层结构递进的方式可以保证最内层接触氧化池1的温度,这样更加有利于实现对污水的净化;且接触氧化池1和沉淀池2之间固定连接有溢流管,这样当接触氧化池1的污水充满后便会由溢流管溢流至沉淀池2内;所述沉淀池2的外部周向设置有若干个下行垂直潜流湿地3,优选四个,相邻所述下行垂直潜流湿地3接触连接,即采用串联的方式将相邻所述下行垂直潜流湿地3的相连接;所述下行垂直潜流湿地3外部周向设置有曝气增氧池4,所述下行垂直潜流湿地3和所述曝气增氧池4相连通,在下行垂直潜流湿地3和曝气增氧池4之间设置连通管,且将连通管的两端分别连接在下行垂直潜流湿地3和曝气增氧池4的顶部及底部,这样使得污水通过连通管自底部从下行垂直潜流湿地3进入曝气增氧池4,从曝气增氧池4顶部溢流出水进入下一级下行垂直潜流湿地3,再由下一级下行垂直潜流湿地3溢流进入至曝气增氧池4,依次类推,直到污水全部经过下行垂直潜流湿地3和入曝气增氧池4,最后由入曝气增氧池4的出水管内流出;接触氧化池1采用圆筒状结构,通过依次在接触氧化池1外包覆沉淀池2、下行垂直潜流湿地3和曝气增氧池4等净化单元,对接触氧化池1起一定保温作用:对温度有要求的下行垂直潜流人工湿地置于内侧,对温度要求最高的接触氧化池1位于正中心,且沉淀池2平面呈狭长环形,当污水由接触氧化池1溢流至沉淀池2内由于其空间较小,因而其可以增强其沉淀效果;曝气增氧池4平面呈狭长环形,在一定相对小的空间内,可以增强其曝气效果,并兼具沉淀效果;
33.所述接触氧化池1的底部设置有曝气组件,所述曝气组件分别与所述接触氧化池1和曝气增氧池4相连通,所述下行垂直潜流湿地3的底部设置有输水管道6,所述曝气增氧池4的外壁上设置有出水管17;
34.所述曝气组件上电性连接有控制装置10,其中控制装置10采用现有的智能控制系统由于是现有技术在此不再赘述。
35.进一步优化方案,为了净化去除生活污水中的大部分有机物及部分氮、磷;在所述接触氧化池1内设置有弹性立体填料11,即可以在接触氧化池1内通过支架设置有若干排弹性立体填料11。
36.进一步优化方案,为了保证接触氧化池1和曝气增氧池4内的微生物在有充足溶解氧的条件下,对污水中有机物进行氧化分解;将所述曝气组件设置为包括曝气风机9和曝气管道5,所述曝气风机9设置在所述接触氧化池1上方,可以在接触氧化池1的上方固接有安装架(图中未显示)或安装座(图中未显示),将曝气风机9固接在安装架上,在所述曝气风机9上固接有曝气管道5,所述曝气管道5分别与所述接触氧化池1和曝气增氧池4相连通,当需要对接触氧化池1或曝气增氧池4进行微孔曝气时,直接通过控制装置10启动曝气风机9即可。
37.进一步优化方案,为了脱氮除磷并深度净化有机物,综合保障出水水质,将所述下行垂直潜流湿地3设置为包括若干层基质层,所述基质层由上至下依次包括布水层12、第一净化层13、第二净化层14和集水层15,所述布水层12和所述集水层15上固定安装有管路,其中基质层可采用砾石、碎石、沸石、蛭石、陶粒等材料,布水层12采用材料的粒径为30-40mm,第一净化层13和第二净化层14采用材料的粒径分别为20-30mm和10-20mm,集水层15采用材料的粒径为30-40mm,同时还在基质层上种植有挺水植物,如芦苇、香蒲、菖蒲等。湿地孔隙率控制在0.35-0.45,这样可以保证污水在下行垂直潜流湿地3内停留12-16小时。
38.更进一步,为了提高污水水流均匀性,将所述管路设置为包括若干输水管道6,且若干所述输水管道6呈“丰”字型结构,为了保证水流的均匀性,将输水管道6直接采用花管。
39.进一步优化方案,为了保证污水的进入和输出量,在所述进水管16上可拆卸连接有进水阀门8,在所述输水管道6上可拆卸连接有排空阀门7,且将所述控制装置10分别与排空阀门7和进水阀门8电性连接。
40.使用时,根据生活污水流量特征设置工作时间及停歇时间,通过控制装置10控制排空阀门7、进水阀门8、曝气风机9:当分散式处理装置工作时,首先通过控制装置10将排空阀门7关闭、进水阀门8开启、曝气风机9启用,然后将生活污水由进水管16向接触氧化池1内灌输,生活污水从接触氧化池1底进水、顶部溢流出水,装置当生活污水进入至接触氧化池1内时,由于接触氧化池1的池底通过微孔曝气可以使得生活污水内的物质充分溶解,不易沉底,且在此过程中将微孔曝气控制氧气含量在2.5-3.5mg
·
l-1
之间,生活污水会在接触氧化池1内停留时间4-6小时,这样可以净化去除生活污水中的大部分有机物及部分氮、磷;由接触氧化池1顶部溢出的水进入至沉淀池2内,由沉淀池2末端溢流出水进入至下行垂直潜流湿地3内,随着水体流动,包括微生物残体的各类颗粒物沉淀去除,同时沉淀池2可为后续的下行垂直潜流湿地3提供良好的防护,减少下行垂直潜流湿地3堵塞,延长湿地寿命;污水通过溢流管从沉淀池2进入下行垂直潜流湿地3内,污水从下行垂直潜流湿地3顶部进水、底部出水,依次通过基质层,同时污水由下行垂直潜流湿地3底部通过连通管进入曝气增氧池4,
从曝气增氧池4顶部溢流出水,此时,曝气增氧池4底部采用微孔曝气控制氧气含量在2.5-3.5mg
·
l-1
之间,分散式处理装置中优选四组下行垂直潜流湿地3和曝气增氧池4,污水流经以上四组下行垂直潜流湿地3和曝气增氧池4,依次经历“好氧-厌氧-好氧”环境,促进脱氮除磷;停歇时间内,控制装置10将排空阀门7开启、进水阀门8关闭、曝气风机9停用,下行垂直潜流人工湿地、曝气增氧池4中的水体排空即可;在运行、停歇的循环过程中,下行垂直潜流人工湿地呈干湿交替状态,有效提高湿地净化效率并延缓堵塞。
41.实际实施本发明分散式处理装置处理某分散式农村生活污水,分散式处理装置接在三格式化粪池后端。根据前期水量观测结果,5:00至23:00排放的生活污水占日排放总量的98%以上。设置工作时间为5:00至23:00,停歇时间为23:00至次日5:00。在长江中下游流域运行1个月后的净化效果如下表,效果突出表现在以下四方面:主要污染物净化效果较好,出水浓度满足《城镇污水处理厂污染物排放标准(gb 18918-2002)》一级a浓度限值;净化效果稳定,出水浓度波动小,受温度影响不大;装置自动运行,无需运维管理;能耗低。
42.水质指标单位进水浓度出水浓度一级a排放标准codmg
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l-1
120-23029-4250tnmg
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l-1
22-347-1415tpmg
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l-1
3.5-6.90.2-0.30.5
43.在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
44.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征:
1.一种与生活污水排放特征相适应的分散式处理装置,其特征在于:包括接触氧化池(1),所述接触氧化池(1)内插接有进水管(16),以所述接触氧化池(1)为中心由内至外依次设置有沉淀池(2)、下行垂直潜流湿地(3)和曝气增氧池(4),所述沉淀池(2)的外部周向设置有若干个下行垂直潜流湿地(3),相邻所述下行垂直潜流湿地(3)接触连接,所述下行垂直潜流湿地(3)外部周向设置有曝气增氧池(4),所述下行垂直潜流湿地(3)和所述曝气增氧池(4)相连通;所述接触氧化池(1)的底部设置有曝气组件,所述曝气组件分别与所述接触氧化池(1)和曝气增氧池(4)相连通,所述下行垂直潜流湿地(3)的底部设置有输水管道(6),所述曝气增氧池(4)的外壁上设置有出水管(17);所述曝气组件上电性连接有控制装置(10)。2.根据权利要求1所述的与生活污水排放特征相适应的分散式处理装置,其特征在于:所述接触氧化池(1)为圆柱形结构。3.根据权利要求2所述的与生活污水排放特征相适应的分散式处理装置,其特征在于:所述接触氧化池(1)内设置有弹性立体填料(11)。4.根据权利要求1所述的与生活污水排放特征相适应的分散式处理装置,其特征在于:所述曝气组件包括曝气风机(9)和曝气管道(5),所述曝气风机(9)设置在所述接触氧化池(1)上方,所述曝气管道(5)的一端与所述曝气风机(9)固定连接,所述曝气管道(5)另一端延伸至所述接触氧化池(1)和曝气增氧池(4)的底部。5.根据权利要求1所述的与生活污水排放特征相适应的分散式处理装置,其特征在于:所述下行垂直潜流湿地(3)包括若干层基质层,所述基质层由上至下依次包括布水层(12)、第一净化层(13)、第二净化层(14)和集水层(15),所述布水层(12)和所述集水层(15)上固定安装有管路。6.根据权利要求5所述的与生活污水排放特征相适应的分散式处理装置,其特征在于:所述管路包括若干输水管道(6),若干所述输水管道(6)呈“丰”字型结构。7.根据权利要求4所述的与生活污水排放特征相适应的分散式处理装置,其特征在于:所述进水管(16)上可拆卸连接有进水阀门(8),所述输水管道(6)上可拆卸连接有排空阀门(7)。8.根据权利要求1所述的与生活污水排放特征相适应的分散式处理装置,其特征在于:所述下行垂直潜流湿地(3)和所述曝气增氧池(4)通过连接管相连通。9.根据权利要求7所述的与生活污水排放特征相适应的分散式处理装置,其特征在于:所述控制装置(10)分别与所述曝气风机(9)、排空阀门(7)和进水阀门(8)电性连接。10.根据权利要求5所述的与生活污水排放特征相适应的分散式处理装置,其特征在于:所述基质层上种植有挺水植物。
技术总结
本发明公开了一种与生活污水排放特征相适应的分散式处理装置,包括接触氧化池、沉淀池、下行垂直潜流人工湿地、曝气增氧池等处理单元以及管路设备、控制阀门、曝气组件和控制装置。处理装置兼具生物技术高效性及生态技术稳定性,对有机物、氮、磷均有良好去除效果;构型紧凑、净化单元布局合理,可大幅降低温度对生物生态工艺的影响;基于控制装置实现与污水排放相适应,延缓湿地堵塞、降低运行成本及管理难度。处理装置外形呈圆柱型结构,占地面积小、安装方便、成本低廉,适用于农村、旅游点等分散式生活污水的处理。分散式生活污水的处理。分散式生活污水的处理。

技术开发人、权利持有人:胡春明

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