CN104193100A

CN104193100A - 一种具有污水处理功能的绿化墙体装置及其使用方法

Info

Publication number: CN104193100A
Application number: CN201410457405.8A
Authority: CN
Inventors: 郑向勇; 张业健; 程天行; 严立; 赵敏
Original assignee: Wenzhou University
Current assignee: Wenzhou University
Priority date: 2014-09-10
Filing date: 2014-09-10
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2034-09-10
Also published as: CN104193100B

Abstract

本发明涉及环境工程污水处理技术领域，特别是指一种具有污水处理功能的绿化墙体装置及其使用方法。本发明装置采用如下方案：一种具有污水处理功能的绿化墙体装置，其特征在于：包括有墙体框架、格栅隔油池、循环管路、集水贮水池、液位感应控制装置、生物膜处理模块、排水二次处理模块、排水管路、除臭植物模块、溢流滴灌管路及墙体表面处理模块构成，通过采用上述方案，本发明克服现有技术存在的问题，提供一种达到妥善就近处理周边建筑产生污水、无需铺设长距离管网、不占据大量空地、可针对现有墙体进行改造、提供绿化面积、实现污水资源化等诸多好处的具有污水处理功能的绿化墙体装置。

Description

一种具有污水处理功能的绿化墙体装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及环境工程污水处理技术领域，特别是指一种具有污水处理功能的绿化墙体装置及其使用方法。

技术背景

我国目前的城市污水处理模式基本采用污水管网统一收集集中处理的模式，该模式虽然具有处理效果稳定、处理量大等优点，但同时存在污水管网建设成本高、污泥难以处理、难以实现污水资源化利用等缺点，特别是对于我国的一些河网密布、地形高差大、地基地质条件差、改造难度较大的旧城区、污染源分散的农村及小城镇等地区来说，建设收集效率高的污水管网其难度更大，因此，针对上述地区，开发无需铺设长距离管网的污水就地处理和利用技术迫在眉睫。另一方面，对于上述污水发生源来说，往往存在可利用空间容量有限等缺点，因此，需要充分现有建筑的非常规空间建设污水处理设施，以尽量减少占地面积，同时不能对环境造成影响。

发明内容

本发明克服现有技术存在的问题，提供一种达到妥善就近处理周边建筑产生污水、无需铺设长距离管网、不占据大量空地、可针对现有墙体进行改造、提供绿化面积、实现污水资源化等诸多好处的具有污水处理功能的绿化墙体装置及其使用方法。

为实现上述目的，本发明装置采用如下方案：一种具有污水处理功能的绿化墙体装置，其特征在于：包括有墙体框架、格栅隔油池、循环管路、集水贮水池、液位感应控制装置、生物膜处理模块、排水二次处理模块、排水管路、除臭植物模块、溢流滴灌管路及墙体表面处理模块构成，其中格栅隔油池与集水贮水池贯通，集水贮水池通过循环管路与生物膜处理模块之间形成循环流通，液位感应控制装置设置在集水贮水池上，集水贮水池与排水二次处理模块之间设置有排水管路，液位感应控制装置控制集水贮水池中的水通过排水管路排向排水二次处理模块，溢流滴灌管路设置在排水二次处理模块上，排水二次处理模块中溢出的水通过溢流滴灌管路排向墙体表面处理模块。

本发明绿化墙体装置的进一步设置是：所述生物膜处理模块、除臭植物模块与排水二次处理模块设置在墙体框架内部，所述墙体表面处理模块设置在墙体框架的外侧, 其中生物膜处理模块、除臭植物模块和排水二次处理模块由厚度为2-5cm的分隔材料构成的相互分隔并保持相互独立的框体，墙体表面处理模块包括有厚度为2-5cm的分隔材料的构成外框。

本发明绿化墙体装置的进一步设置是：所述格栅隔油池包括有容腔体和格栅，格栅把容腔隔开设置，格栅上设置有间距为0.2-0.5 cm的栅条，所述生物膜处理模块、除臭植物模块和排水二次处理模块的宽度均为10-50 cm，排水二次处理模块、循环生物膜处理模块与除臭植物模块之和的高度为1.5-2 m，除臭植物模块高度为10-30 cm，生物膜处理模块吨水容积为0.5-1.5 m³模块/吨，除臭植物模块吨水容积为0.05-0.5 m³模块/吨，排水二次处理模块的吨水容积为2 m³模块/吨以上。

本发明绿化墙体装置的进一步设置是：所述循环管路的进水管连接在集水贮水池距离底部20-30 cm处，循环管路的出水均匀分布在生物膜处理模块上部的填料表面，所述墙体表面处理模块呈多层平行结构且固定设置在墙体四周表面，宽度为5-20 cm，高度为10-30 cm，吨水容积为2-2.5 m³模块/吨，内部填充粒径为0.5-1cm的蛭石或/和珍珠岩，填充粒径上种植植物，上下层墙体表面处理模块之间的间隔为10-30 cm，所述生物膜处理模块中的填料为蜂窝塑料填料、球状塑料填料、砾石、矿渣中的一种或几种，填料的粒径为3-5 cm，所述生物膜处理模块下部开有用于向生物膜处理模块中提供污水处理所需空气的通气孔，所述除臭处理植物模块中的填料为颗粒活性炭或沸石，颗粒活性炭或沸石的粒径为1-5 cm，除臭处理植物模块下部开设有孔，上部种植植物，所述排水二次处理模块中的填料为砾石或矿渣填料，填料的粒径为3-5 cm，排水二次处理模块的表面种植植物。

本发明绿化墙体装置的使用方法的技术方案是：所述格栅隔油池和集水贮水池为地埋式结构，所述生物膜处理模块、排水二次处理模块、除臭植物模块和墙体表面处理模块为地面上部的装置部件，整合成为一体式的绿化墙体装置。

本发明绿化墙体装置的使用方法的进一步技术方案是：所述污水经过收集后，首先通过格栅隔油池处理之后排入到集水贮水池中，在集水贮水池中通过循环管路进入到生物膜处理模块中循环处理并回流到集水贮水池中，而后当集水贮水池中的污水达到一定量时，通过液位感应控制装置控制，并由排水管路排到排水二次处理模块处理，最后经过排水二次处理模块处理后的污水通过溢流滴灌管路，均匀撒布到墙体表面处理模块中，经过表面处理模块最终处理后达标排放。

本发明绿化墙体装置的使用方法的进一步技术方案是：污水在格栅隔油池中的水力停留时间在2-4 小时，污水在集水贮水池中的停留时间为1.5-3 天，所述循环管路的进水管距离集水贮水池底部约30 cm，循环管路的出水均匀分布在循环生物膜处理模块上部填料的表面，并通过循环管路的循环泵控制器设定其开启时间、循环工作时间及频率运行条件，循环泵的选型及运行控制条件是必须使得其循环水量为每日收集污水量的1-3倍。

本发明绿化墙体装置的使用方法的进一步技术方案是：所述集水贮水池中的出水排放至排水二次处理模块的底部，排水管路中的排水泵的开启与关闭通过集水贮水池中设置的液位感应控制装置控制，即当集水贮水池中的水位达到排水感应液位时，开启排水泵排水，当液位下降到止排液位时，关闭排水泵停止排水，液位控制装置控制的排水量为每日收集污水量。

通过采用上述方案，达到如下效果：

一、可将建筑内的污水收集后就近原位处理达标后排放，避免了传统污水处理模式建设大规模污水收集管网所带来的建设成本高、运行维护难、改造难度大等缺点；

二、将传统的污水处理设施设计成墙体装置，充分利用了非传统空间，减少污水处理设施的占地矛盾；

三、通过特定的结构，使污水处理设施地面以上的所有部分均为植物所覆盖，不仅美化了环境，而且对净化空气、建筑节能等均有好处；

四、模块的设计可以使得本装置根据需要随时扩大处理规模或减少规模，具有操作灵活的特点，且模块式的结构便于运行维护；

五、本实施例的处理效果好，出水水质可达一级A标，可回用于冲厕、洗车、绿化等，实现了水资源的回用；

六、本装置的运行动力消耗仅为循环泵及排水泵的电费，具有运行成本低等优点；

下面结合附图对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

一种具有污水处理功能的绿化墙体装置，包括有墙体框架1、格栅隔油池2、循环管路3、集水贮水池4、液位感应控制装置5、生物膜处理模块6、排水二次处理模块7、排水管路8、除臭植物模块9、溢流滴灌管路10及墙体表面处理模块11构成，其中格栅隔油池2与集水贮水池4贯通，集水贮水池4通过循环管路3与生物膜处理模块6之间形成循环流通，液位感应控制装置5设置在集水贮水池4上，集水贮水池4与排水二次处理模块7之间设置有排水管路8，液位感应控制装置5控制集水贮水池4中的水通过排水管路排向排水二次处理模块7，溢流滴灌管路10设置在排水二次处理模块7上，排水二次处理模块7中溢出的水通过溢流滴灌管10路排向墙体表面处理模块11。

在本发明实施例中，所述生物膜处理模块6、除臭植物模块9与排水二次处理模块7设置在墙体框架1内部，所述墙体表面处理模块11设置在墙体框架1的外侧，其中生物膜处理模块6、除臭植物模块9和排水二次处理模块7由厚度为2-5cm的分隔材料构成的相互分隔并保持相互独立的框体，墙体表面处理模块11包括有厚度为2-5cm的分隔材料的构成外框。

在本发明实施例中，所述格栅隔油池2包括有容腔体21和格栅22，格栅22把容腔21隔开设置，格栅22上设置有间距为0.2-0.5 cm的栅条，所述生物膜处理模块6、除臭植物模块9和排水二次处理模块7的宽度均为10-50 cm，排水二次处理模块7、循环生物膜处理模块6与除臭植物模块9之和的高度为1.5-2 m，除臭植物模块9高度为10-30 cm，生物膜处理模块6吨水容积为0.5-1.5 m³模块/吨，除臭植物模块9吨水容积为0.05-0.5 m³模块/吨，排水二次处理模块7的吨水容积为2 m³模块/吨以上。

在本发明实施例中，所述循环管路3的进水管连接在集水贮水池4距离底部20-30 cm处，循环管路3的出水均匀分布在生物膜处理模块6上部的填料表面，所述墙体表面处理模块11呈多层平行结构且固定设置在墙体四周表面，宽度为5-20 cm，高度为10-30 cm，吨水容积为2-2.5 m³模块/吨，内部填充粒径为0.5-1cm的蛭石或/和珍珠岩，填充粒径上种植植物，上下层墙体表面处理模块之间的间隔为10-30 cm，所述生物膜处理模块6中的填料为蜂窝塑料填料、球状塑料填料、砾石、矿渣中的一种或几种，填料的粒径为3-5 cm，所述生物膜处理模块6下部开有用于向生物膜处理模块6中提供污水处理所需空气的通气孔61，所述除臭处理植物模块9中的填料为颗粒活性炭或沸石，颗粒活性炭或沸石的粒径为1-5 cm，除臭处理植物模块9下部开设有孔，上部种植植物，所述排水二次处理模块7中的填料为砾石或矿渣填料，填料的粒径为3-5 cm的，排水二次处理模块的表面种植植物。

在本发明使用方法的实施例中，所述格栅隔油池2和集水贮水池4为地埋式结构，所述生物膜处理模块6、排水二次处理模块7、除臭植物模块9和墙体表面处理模块11为地面上部的装置部件，整合成为一体式的绿化墙体装置；所述污水经过收集后，首先通过格栅隔油池2处理之后排入到集水贮水池4中，在集水贮水池4中通过循环管路3进入到生物膜处理模块6中循环处理并回流到集水贮水池4中，而后当集水贮水池4中的污水达到一定量时，通过液位感应控制装置5控制，并由排水管路8排到排水二次处理模块7处理，最后经过排水二次处理模块7处理后的污水通过溢流滴灌管路10，均匀撒布到墙体表面处理模块11中，经过墙体表面处理模块11最终处理后达标排放。

在本发明中，污水在格栅隔油池2中的水力停留时间在2-4 小时，污水在集水贮水池4中的停留时间为1.5-3 天，所述循环管路3的进水管距离集水贮水池4底部约30 cm，循环管路3的出水均匀分布在生物膜处理模块6上部填料的表面，并通过循环管路3的循环泵控制器设定其开启时间、循环工作时间及频率运行条件，循环泵的选型及运行控制条件是必须使得其循环水量为每日收集污水量的1-3倍。

在本发明中，所述集水贮水池4中的出水排放至排水二次处理模块7的底部，排水管路8中的排水泵的开启与关闭通过集水贮水池4中设置的液位感应控制装置5控制，即当集水贮水池4中的水位达到排水感应液位时，开启排水泵排水，当液位下降到止排液位时，关闭排水泵停止排水，液位控制装置5控制的排水量为每日收集污水量。

本发明实施例一个具体实施例：以浙江省乐清市某农村独户家庭所产生的污水为处理对象，该家庭成员5人，日污水发生量为0.5 吨，结合附图1，本发明装置的使用及处理过程如下：该家庭收集的厨房废水、化粪池出水、杂排水等通过简易管网收集，进入格栅隔油池1中，格栅隔油池埋入该住户庭院绿化场地下，由钢筋混凝土混凝土构筑而成，尺寸长×宽×高为0.5×0.2×0.8 m，并在内部中部位置安装有栅条间距为5 mm且长×厚×高为0.5m×2 mm×0.8 m的不锈钢格栅，污水在其内部的停留时间约为4h。

经过隔油池处理后的污水输入集水贮水池3中，集水贮水池由钢筋混凝土构建而成，埋在该住户庭院绿化场地下部，容积为1.5 m3，尺寸长×宽×高为1.25×0.8×1.5 m，循环泵及循环管路2的取水口在距离集水贮水池3底部约30 cm 处，循环泵功率约5 W，每天按照运行20小时、关停4小时的工作模式运行，每小时循环水量50 L，每日循环污水量1 m³，另外，循环泵设置在地面上的配电箱中，以便于维护，循环管利用DN15 的PVC管构成。

循环泵及循环管路2所抽取的循环水通过循环管均匀分布到生物膜处理模块5上方的填料表面。生物膜处理模块四周***及底部由厚度为5 cm的混凝土砌成，上部中空，内部有效尺寸长×宽×高为2.0×0.2×1.2 m，吨水容积约为1 m3/吨污水。生物膜处理模块内部填充粒径为3cm的塑料蜂窝填料，底部设有假底及排水孔，循环模块的处理出水通过连接排水孔的循环管路回流到集水贮水池3中，此外，在循环模块下方设置按照50 cm的间距设置有直径为5cm的通风孔。

在生物膜处理模块上部，设置除臭植物模块8，除臭植物模块8生物膜处理模块四周***及底部由厚度为5 cm的混凝土砌成，其底部按照10 cm间隔均匀开有孔径为0.5 cm的孔眼，内部填充粒径为1 cm的颗粒活性炭，上部种植植物，除臭植物模块的有效尺寸长×宽×高为2.0×0.2×0.3 m，吨水处理容积约0.24 m³/吨污水，通过生物膜处理模块中的填料及上部生长的植物，可去除上述污水处理过程中产生的臭味。

在集水贮水池3中还设置有液位感应控制装置4，液位感应控制装置的开启液位位置在距离池底部0.9 m处，停止液位位置在距离池底部1.4 m处。

通过液位感应控制装置4控制的排水泵及排水管路7，根据集水贮水池3中的液位变化情况排水，每次排水量0.5 m³，排水泵功率为25 w，每小时排水量约500 L，排水泵设置在地面上方的配电箱中，便于控制，排水管利用DN15的PVC管构成，并通入到排水二次处理模块6的底部。

排水二次处理模块6四周***及底部由厚度为5 cm的混凝土砌成，有效尺寸长×宽×高为3.5×0.2×1.5 m，吨水处理容积约2 m³/吨污水，其内部填充粒径为3 cm的砾石，上部种植景观植物，由排水泵及排水管路7排入的污水从排水二次处理模块6的底部进入后，在模块中以上向流的方式流经填料表面，经过填料及植物***处理后，流至距离排水二次处理模块6顶部约3 cm处所开设的溢流口进入溢流滴灌管路9，通过滴灌管路均分分布至墙体表面处理模块10中，溢流滴灌管路9由DN15的PVC管构成，其滴灌部分按照15 cm的间距均匀开直径为1 cm的滴灌孔。

墙体表面处理模块10由厚度为3cm的塑料容器构成，每个塑料容器底部按照间隔20 cm均匀开有孔径0.5 cm的排水孔，单个有效尺寸为长×宽×高为5.5×0.1×0.2 m，通过膨胀螺钉固定在上述墙体表面，按照每层间距30 cm布置，即上述墙体内外两侧各布置3层墙体表面处理模块10，污水通过设置在最上层墙体表面处理模块10中部的溢流滴灌管路9均布到模块中，在模块中经过进一步净化处理后汇集到围墙底部的排水沟中流入建筑原有排水沟渠中。

本实施例的污水处理动力消耗低，仅为两台水泵的运行费用，吨水处理成本约0.07元，出水可达一级A标，利用该住户庭院中原有围墙进行改造，基本不单独占地，且经过一段时间运行之后，所生长的景观植物布满围墙，实现了景观美化。

Claims

1.一种具有污水处理功能的绿化墙体装置，其特征在于：包括有墙体框架、格栅隔油池、循环管路、集水贮水池、液位感应控制装置、生物膜处理模块、排水二次处理模块、排水管路、除臭植物模块、溢流滴灌管路及墙体表面处理模块构成，其中格栅隔油池与集水贮水池贯通，集水贮水池通过循环管路与生物膜处理模块之间形成循环流通，液位感应控制装置设置在集水贮水池上，集水贮水池与排水二次处理模块之间设置有排水管路，液位感应控制装置控制集水贮水池中的水通过排水管路排向排水二次处理模块，溢流滴灌管路设置在排水二次处理模块上，排水二次处理模块中溢出的水通过溢流滴灌管路排向墙体表面处理模块。

2.根据权利要求1所述的具有污水处理功能的绿化墙体装置，其特征在于：所述生物膜处理模块、除臭植物模块与排水二次处理模块设置在墙体框架内部，所述墙体表面处理模块设置在墙体框架的外侧, 其中生物膜处理模块、除臭植物模块和排水二次处理模块由厚度为2-5cm的分隔材料构成的相互分隔并保持相互独立的框体，墙体表面处理模块包括有厚度为2-5cm的分隔材料的构成外框。

3.根据权利要求1或2所述的具有污水处理功能的绿化墙体装置，其特征在于：所述格栅隔油池包括有容腔体和格栅，格栅把容腔隔开设置，格栅上设置有间距为0.2-0.5 cm的栅条，所述生物膜处理模块、除臭植物模块和排水二次处理模块的宽度均为10-50 cm，排水二次处理模块、循环生物膜处理模块与除臭植物模块之和的高度为1.5-2 m，除臭植物模块高度为10-30 cm，生物膜处理模块吨水容积为0.5-1.5 m³模块/吨，除臭植物模块吨水容积为0.05-0.5 m³模块/吨，排水二次处理模块的吨水容积为2 m³模块/吨以上。

4.根据权利要求3所述的具有污水处理功能的绿化墙体装置，其特征在于：所述循环管路的进水管连接在集水贮水池距离底部20-30 cm处，循环管路的出水均匀分布在生物膜处理模块上部的填料表面，所述墙体表面处理模块呈多层平行结构且固定设置在墙体四周表面，宽度为5-20 cm，高度为10-30 cm，吨水容积为2-2.5 m³模块/吨，内部填充粒径为0.5-1cm的蛭石或/和珍珠岩，填充粒径上种植植物，上下层墙体表面处理模块之间的间隔为10-30 cm，所述生物膜处理模块中的填料为蜂窝塑料填料、球状塑料填料、砾石、矿渣中的一种或几种，填料的粒径为3-5 cm，所述生物膜处理模块下部开有用于向生物膜处理模块中提供污水处理所需空气的通气孔，所述除臭处理植物模块中的填料为颗粒活性炭或沸石，颗粒活性炭或沸石的粒径为1-5 cm，除臭处理植物模块下部开设有孔，上部种植植物，所述排水二次处理模块中的填料为砾石或矿渣填料，填料的粒径为3-5 cm的，排水二次处理模块的表面种植植物。

5.根据权利要求1所述的具有污水处理功能的绿化墙体装置的使用方法，其特征在于：所述格栅隔油池和集水贮水池为地埋式结构，所述生物膜处理模块、排水二次处理模块、除臭植物模块和墙体表面处理模块为地面上部的装置部件，整合成为一体式的绿化墙体装置。

6.根据权利要求5所述绿化墙体装置的使用方法，其特征在于：所述污水经过收集后，首先通过格栅隔油池处理之后排入到集水贮水池中，在集水贮水池中通过循环管路进入到生物膜处理模块中循环处理并回流到集水贮水池中，而后当集水贮水池中的污水达到一定量时，通过液位感应控制装置控制，并由排水管路排到排水二次处理模块处理，最后经过排水二次处理模块处理后的污水通过溢流滴灌管路，均匀撒布到墙体表面处理模块中，经过表面处理模块最终处理后达标排放。

7.根据权利要求6所述绿化墙体装置的使用方法，其特征在于：污水在格栅隔油池中的水力停留时间在2-4 小时，污水在集水贮水池中的停留时间为1.5-3 天，所述循环管路的进水管距离集水贮水池底部约30 cm，循环管路的出水均匀分布在循环生物膜处理模块上部填料的表面，并通过循环管路的循环泵控制器设定其开启时间、循环工作时间及频率运行条件，循环泵的选型及运行控制条件是必须使得其循环水量为每日收集污水量的1-3倍。

8.根据权利要求7所述绿化墙体装置的使用方法，其特征在于：所述集水贮水池中的出水排放至排水二次处理模块的底部，排水管路中的排水泵的开启与关闭通过集水贮水池中设置的液位感应控制装置控制，即当集水贮水池中的水位达到排水感应液位时，开启排水泵排水，当液位下降到止排液位时，关闭排水泵停止排水，液位控制装置控制的排水量为每日收集污水量。