CN113651497A - 组合式农村生活污水处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组合式农村生活污水处理装置及方法，其中装置包括污水处理组件、电气组件和控制组件。污水处理组件包括三个各自独立的密闭箱体，每个密闭箱体的顶部均设置有检修口，三个密闭箱体分别为固液分离池、生化处理池、存储外排池；固液分离池与生化处理池之间、生化处理池与存储外排池之间由位于密闭箱体上半部位的第一出水管、第二出水管分别连通；生化处理池的内底部设置有与曝气气源风机连通的曝气管，在曝气管的上方设置有组合填料，位于组合填料的上方设置有电极电解器和净水输出装置。具有安装方便的特点，且在生化处理池内厌氧、缺氧、好氧处于交替状态，净化效果好。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体地说，涉及一种组合式农村生活污水处理方法及装置。
背景技术
多数的农村生活污水中含有较多的营养元素，以蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮、磷、钾等为多，且含有钙、镁、铜、锌、铝等多种微量元素，作为一种重要的资源用于农业灌溉在我国乃至世界都有着悠久的历史，在目前全球水资源日趋紧张的情况下，许多地区已将污水作为重要的灌溉水源。但生活污水不经过有效处理灌溉回用农田的话，会对农作物有较大的影响，会有毒素的积累和对土壤的污染。
农村生活污水主要由厕所冲洗水、厨房用水、淋浴、洗涤用水组成，与城市生活污水有所不同，一般具有间歇性排放、排量小、日变化系数大、有机物浓度含量高等特点。由于农村地形复杂、住户分散、管理水平和经济实力有限等原因，农村生活污水处理技术的选用和设计，需要有别于城镇生活污水的处理。
目前国内外农村生活污水处理技术主要有稳定塘、小型污水处理厂、土地处理***、生物接触氧化、湿地与人工湿地、厌氧沼气池、一体化处理装置等等。但是这些处理装置目前在使用过程中均存在着生活污水收集难度大、管网造价高且易污堵等问题，只适合人口集中、规模较大且地形简单的地区。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种效率高，操作简单，时间长效的农村生活污水处理方法及装置。全程采用自动控制的方法，用时间控制、气源控制、液位控制实现生活污水从固液分离、生物降解、沉降净化，改善操作步骤，降低工作量，提高生活污水处理效率，并且不另外增加能耗，解决此类装置存在容易污堵、抗冲击负荷能力和处理效果不够、运行管理费用较高等问题。
本发明中的组合式农村生活污水处理装置包括污水处理组件、电气组件和控制组件；所述污水处理组件用于处理农村生活污水，电气组件用于向所述污水处理组件供气、排水，所述控制组件用于控制所述电气组件使所述污水处理组件实现自动化，
所述电气组件包括电控模块、外排泵和曝气气源风机，所述外排泵、曝气气源风机与所述电控模块电联接；
所述控制组件包括时间开关、液位开关和电磁阀门，所述控制组件与所述电气组件连接，所述控制组件控制所述电气组件的工作程序；
所述污水处理组件包括三个各自独立的密闭箱体，每个密闭箱体的顶部均设置有检修口，三个密闭箱体分别为固液分离池、生化处理池、存储外排池；所述固液分离池与所述生化处理池之间、所述生化处理池与所述存储外排池之间由位于所述密闭箱体上半部位的第一出水管、第二出水管分别连通；
所述固液分离池的一侧设置有污水进水管，所述固液分离池的另一侧由所述第一出水管与所述生化处理池连通，所述第一出水管的进水端进入所述固液分离池内部连接污水提升装置，所述污水提升装置位于所述固液分离池底部往上1/3高度处；所述第一出水管的出水端延伸进入所述生化处理池内；
所述生化处理池的内底部设置有与所述曝气气源风机连通的曝气管，在所述曝气管的上方设置有组合填料，位于所述组合填料的上方设置有电极电解器和净水输出装置；
所述净水输出装置与进入所述生化处理池内部的第二出水管的进水端连接，所述第二出水管的输出端延伸进入所述存储外排池内，在所述存储外排池设置有所述外排泵、所述液位开关和紫外线消毒灯。
优选地，所述第一出水管的出水端延伸进入所述生化处理池内，位于所述曝气管的上方，在所述第一出水管内部设置有污水导流槽。
优选地，所述组合填料包括有塑料枝条骨架、醛化纤维和/或涤纶纤维，所述塑料枝条骨架包括有椭圆柱型的主骨架和固定在所述主骨架上的塑料枝条，所述塑料枝条上固定用于生长附着生物膜的所述醛化纤维和/或涤纶纤维。
优选地，所述存储外排池内设置有消毒处理槽，所述外排泵和消毒处理槽通过内置的钢制骨架固定，所述消毒处理槽内设置所述紫外线消毒灯。
优选地，所述固液分离池内设置有提升输气管，所述提升输气管的一端套设在污水提升装置外，并与所述污水提升装置连接，另一端经污水提升风管电磁阀门与所述曝气气源风机连通。
优选地，所述净水输出装置外套设有提升输气管，提升输气管的一端与所述净水输出装置连通，另一端经净水输出风管电磁阀与所述曝气气源风机连通。
本发明中组合式农村生活污水处理方法按以下步骤进行：
1)设置三个独立、经上半部出水管连通的密闭箱体，使三个密闭箱体分别成为固液分离池、生化处理池、存储外排池；
2)农村生活污水进入到所述固液分离池内，在所述固液分离池内进行收集，并依据重力进行沉淀分层，当所述固液分离池内收集满箱农村生活污水后启动所述污水提升装置，由所述污水提升装置将沉淀形成的澄清液体经第一出水管输出进入所述生化处理池内；同时通过固液分离池顶部的检修口清理内部的固体及悬浮物；
3)重复循环上述步骤2)；
进入所述生化处理池内部的生活污水先处于密闭状态，在密闭状态下通过厌氧菌和兼性菌代谢作用，对有机物进行生化降解，同时间断地接收所述固液分离池输入的生活污水；
当所述生化处理池内部的生活污水收集满箱后，先启动曝气气源风机，通过曝气管间歇性的输入空气，在缺氧状态下由异养菌将生活污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物；
再由控制组件控制所述曝气气源风机连续通入空气，使好氧微生物发挥高更的作用，对生活污水进行好氧处理，在好氧处理的过程中同时启动电极电解器，深度降解水质磷含量指标；
4)启动净水输出装置将好氧处理处后的生活污水经第二出水管输入到存储外排池内，进行沉淀完成泥水分离，当所述生化处理池内部的生活污水没过紫外线消毒灯后启动紫外线消毒灯进行消毒处理；
5)沉淀后的上清液作为出水由外排泵输出排放。
优选地，所述生化处理池内厌氧、缺氧、好氧三个步骤交替循环启动，净化效果好。
优选地，启动所述污水提升装置的同时启动曝气气源风机，向所述污水提升装置的升液管内输入汽体，形成汽水混合物，利用升液管内外液体的密度差，使液体得到提升输出；所述步骤4)中，启动所述净水输出装置的同时启动曝气气源风机，向所述净水输出装置的升液管内输入汽体，形成汽水混合物，利用升液管内外液体的密度差，使液体得到提升输出。
本发明通过固液分离池、生化处理池和存储外排池的分体设置，具有安装方便的特点，且在生化处理池内厌氧、缺氧、好氧处于交替状态，净化效果好。
另，通过采用污水提升装置控制生化处理池的进水，实理精准的时间、水量控制，生活污水在理想的状态下进行处理，具有时间短，效率高，出水水质好。生化处理池设有电极电解器，可深度降解水质磷含量指标；并在生化处理池内设置组合式填料，能够耐冲击负荷，并且对生活污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击，有效去除污水中的污染物。
通过将消毒处理集成在存储外排池内，并采用紫外线消毒的方式，相比于药剂消毒，更具可操作性；紫外线消毒灯灯管采用浸没式，保证紫外线消毒灯灯管一直处于水下，防止紫外线灯管干烧，无潜在安全隐患。
采用控制组件进行控制供电，有利于减少运行费用；可以在单户或相邻联户通过就近安装设备，大幅减少管网的铺设，避免管网污堵，适合农村环境综合整治地区、地形较为复杂的村落以及农村单户的生活污水处理。
附图说明
图1是本发明中组合式农村生活污水处理装置的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
本发明中组合式农村生活污水处理装置包括有污水处理组件、电气组件和控制组件；污水处理组件用于处理污水，电气组件用于向污水处理组件供气、排水，控制组件用于控制电气组件使污水处理实现自动化运行处理。具体地：
如图1所示，电气组件和控制组件包括有配电柜20、污水提升风管电磁阀13、曝气风管电磁阀14、净水输出风管电磁阀15、曝气气源风机16及电联接控制器件。
如图1所示，污水处理组件包括三个各自独立的密闭箱体，每个密闭箱体的顶部均设置有检修口，三个密闭箱体分别为固液分离池1、生化处理池2、存储外排池3。
固液分离池1在密闭箱体的顶部设置有固液分离池检修口10，密闭箱体的一侧设置有污水进水管22，另一侧设置有第一出水管23。农村生活污水经污水进水管22进入固液分离池1后，在固液分离池1内依据重力进行沉淀分层，位于固液分离池1底部往上1/3至2/3高度处为澄清液体，在固液分离池1底部往上1/3高度处设置有污水提升装置4，即污水提升装置4的进水端设置在固液分离池1的最优位置，出水端与第一出水管23连通，污水提升装置4将澄清液体经第一出水管23与生化处理池2的进水连通。第一出水管23位于密闭箱体的上半部位。
固液分离池1内还设置有提升输气管22，提升输气管22的一端套设在污水提升装置4外，并与污水提升装置4连接，另一端经污水提升风管电磁阀门13与曝气气源风机16连通，通过提升输气管22向污水提升装置4的升液管内输入汽体，形成汽水混合物，利用升液管内外液体的密度差，使液体得到提升，并通过第一出水管23输出。
生化处理池2在密闭箱体的顶部设置有生化处理池检修口11，第一出水管23从密闭箱体的一侧壁延伸进入，并在第一出水管23内置设置有污水导流槽5。生化处理池2的内底部设置有用于向生化处理池2间歇性供气的曝气管21，曝气管21经曝气风管电磁阀14与曝气气源风机16连通。生化处理池2内位于曝气管21的上方设置有组合填料7，优选地，组合填料7包括有塑料枝条骨架、醛化纤维和/或涤纶纤维。塑料枝条骨架包括有椭圆柱型的主骨架和固定在主骨架上的塑料枝条，塑料枝条上固定用于生长附着生物膜的醛化纤维和/或涤纶纤维。组合填料7塑料枝条间的缝隙可使其阻力小，布水、布气更容易，塑料枝条既生长附着有生物膜，又起到切割气泡作用，使水中的有机物得到高效处理。曝气管21间歇性或连续性曝气，对进入生化处理池2污水进行处理。
生化处理池2的另一侧壁设置有用于向存储外排池3输入处理后污水的第二出水管24；第二出水管24位于组合填料7的上方设置有净水输出装置8。第二出水管24的出水端延伸进入到存储外排池3的内部底部，第二出水管24延伸进入存储外排池3后，在其内部设置有净水导流槽9。
净水输出装置8也套设有提升输气管22，提升输气管22的一端与净水输出装置8连通，另一端经净水输出风管电磁阀15与曝气气源风机16连通，通过提升输气管22向净水输出装置8的升液管内输入汽体，形成汽水混合物，利用升液管内外液体的密度差，使液体得到提升，并通过第二出水管24输出。
存储外排池3在密闭箱体的顶部设置有存储外排池检修口12，存储外排池3内部设置有液位开关18、消毒处理槽、外排泵17，消毒处理槽和外排泵17通过内置的钢制骨架固定，消毒处理槽内设置紫外线消毒灯19。液位开关18、外排泵17、紫外线消毒灯17分别与配电柜20电联接，由控制组件控制是否运行及运行时间。
组合式农村生活污水处理装置按以下步骤进行处理：
1)为单独农户或相邻农户设置三个独立、经上半部出水管连通的密闭箱体，使三个密闭箱体分别成为固液分离池1、生化处理池2、存储外排池3；
2)农户排出的农村生活污水进入到所述固液分离池1内，在所述固液分离池1内进行收集，并依据重力进行沉淀分层，当所述固液分离池1内收集满箱农村生活污水后同时启动曝气气源风机16和污水提升装置4，由污水提升装置4将沉淀形成的澄清液体经第一出水管23输出进入所述生化处理池2内；同时通过固液分离池2顶部的检修口10清理内部的固体及悬浮物；
3)重复循环上述步骤2)；
进入所述生化处理池2内部的生活污水先处于密闭状态，在密闭状态下通过厌氧菌和兼性菌代谢作用，对有机物进行生化降解，同时间断地接收所述固液分离池输入的生活污水；
当所述生化处理池2内部的生活污水收集满箱后，先启动曝气气源风机16，通过曝气管21间歇性的输入空气，在缺氧状态下由异养菌将生活污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物；
再由控制组件控制所述曝气气源风机16连续通入空气，使好氧微生物发挥高更的作用，对生活污水进行好氧处理，在好氧处理的过程中同时启动电极电解器6，深度降解水质磷含量指标；
在此步骤内，还可以将厌氧、缺氧、好氧三个步骤交替循环启动，净化效果好。
4)同时启动曝气气源风机16和净水输出装置8，将好氧处理处后的生活污水经第二出水管24输入到存储外排池3内，进行沉淀完成泥水分离，当所述存储外排池3内部的生活污水没过紫外线消毒灯19后启动紫外线消毒灯19进行消毒处理；
5)沉淀后的上清液作为出水由外排泵17输出排放。
综上所述本发明中的组合式农村生活污水处理装具有以下优点：
固液分离池1、生化处理池2、存储外排池3分体设置，更具灵活性，方便安装。电气组件包括电控模块、外排泵17和曝气气源风机16，外排泵17、曝气气源风机16与电控模块电联接，曝气气源风机16的出风口与曝气管21、污水提升装置4、净水输出装置8连通。
采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀,在运行上的有序和间歇操作，集均质、初次沉淀、生物降解、二次沉淀等功能于一池，无污泥回流***，能够在去除有机污染物的同时进行脱氮和除磷,工艺流程简单、成本低。
另，本发明中固体分离池和存储外排池可采用已建设的装置，占地面积省，污水处理效果好，操作简单可行，运行稳定性好。
Claims (9)
1.一种组合式农村生活污水处理装置，包括污水处理组件、电气组件和控制组件；所述污水处理组件用于处理农村生活污水，电气组件用于向所述污水处理组件供气、排水，所述控制组件用于控制所述电气组件使所述污水处理组件实现自动化，
所述电气组件包括电控模块、外排泵和曝气气源风机，所述外排泵、曝气气源风机与所述电控模块电联接；
所述控制组件包括时间开关、液位开关和电磁阀门，所述控制组件与所述电气组件连接，所述控制组件控制所述电气组件的工作程序；其特征在于，
所述污水处理组件包括三个各自独立的密闭箱体，每个密闭箱体的顶部均设置有检修口，三个密闭箱体分别为固液分离池、生化处理池、存储外排池；所述固液分离池与所述生化处理池之间、所述生化处理池与所述存储外排池之间由位于所述密闭箱体上半部位的第一出水管、第二出水管分别连通；
所述固液分离池的一侧设置有污水进水管，所述固液分离池的另一侧由所述第一出水管与所述生化处理池连通，所述第一出水管的进水端进入所述固液分离池内部连接污水提升装置，所述污水提升装置位于所述固液分离池底部往上1/3高度处；所述第一出水管的出水端延伸进入所述生化处理池内；
所述生化处理池的内底部设置有与所述曝气气源风机连通的曝气管，在所述曝气管的上方设置有组合填料，位于所述组合填料的上方设置有电极电解器和净水输出装置；
所述净水输出装置与进入所述生化处理池内部的第二出水管的进水端连接，所述第二出水管的输出端延伸进入所述存储外排池内，在所述存储外排池设置有所述外排泵、所述液位开关和紫外线消毒灯。
2.根据权利要求1所述的组合式农村生活污水处理装置，其特征在于，所述第一出水管的出水端延伸进入所述生化处理池内，位于所述曝气管的上方，在所述第一出水管内部设置有污水导流槽。
3.根据权利要求1所述的组合式农村生活污水处理装置，其特征在于，所述组合填料包括有塑料枝条骨架、醛化纤维和/或涤纶纤维，所述塑料枝条骨架包括有椭圆柱型的主骨架和固定在所述主骨架上的塑料枝条，所述塑料枝条上固定用于生长附着生物膜的所述醛化纤维和/或涤纶纤维。
4.根据权利要求1所述的组合式农村生活污水处理装置，其特征在于，所述存储外排池内设置有消毒处理槽，所述外排泵和消毒处理槽通过内置的钢制骨架固定，所述消毒处理槽内设置所述紫外线消毒灯。
5.根据权利要求1所述的组合式农村生活污水处理装置，其特征在于，所述固液分离池内设置有提升输气管，所述提升输气管的一端套设在污水提升装置外，并与所述污水提升装置连接，另一端经污水提升风管电磁阀门与所述电曝气气源风机连通。
6.根据权利要求1所述的组合式农村生活污水处理装置，其特征在于，所述净水输出装置外套设有提升输气管，提升输气管的一端与所述净水输出装置连通，另一端经净水输出风管电磁阀与所述曝气气源风机连通。
7.一种组合式农村生活污水处理方法，按以下步骤进行：
1)设置三个独立、经上半部出水管连通的密闭箱体，使三个密闭箱体分别成为固液分离池、生化处理池、存储外排池；
2)农村生活污水进入到所述固液分离池内，在所述固液分离池内进行收集，并依据重力进行沉淀分层，当所述固液分离池内收集满箱农村生活污水后启动所述污水提升装置，由所述污水提升装置将沉淀形成的澄清液体经第一出水管输出进入所述生化处理池内；同时通过固液分离池顶部的检修口清理内部的固体及悬浮物；
3)重复循环上述步骤2)；
进入所述生化处理池内部的生活污水先处于密闭状态，在密闭状态下进行厌氧处理，通过厌氧菌和兼性菌代谢作用，对有机物进行生化降解，同时间断地接收所述固液分离池输入的生活污水；
当所述生化处理池内部的生活污水收集满箱后，先启动曝气气源风机，通过曝气管间歇性的输入空气，在缺氧状态下进行缺氧处理，由异养菌将生活污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物；
再由控制组件控制所述曝气气源风机连续通入空气，使好氧微生物发挥高更的作用，对生活污水进行好氧处理，在好氧处理的过程中同时启动电极电解器；
4)启动净水输出装置将好氧处理处后的生活污水经第二出水管输入到存储外排池内，进行沉淀完成泥水分离，当所述生化处理池内部的生活污水没过紫外线消毒灯后启动紫外线消毒灯进行消毒处理；
5)沉淀后的上清液作为出水由外排泵输出排放。
8.根据权利要求7所述的组合式农村生活污水处理方法，其特征在于，所述步骤3)中，所述生化处理池内厌氧、缺氧、好氧三个步骤交替循环启动，净化效果好。
9.根据权利要求7所述的组合式农村生活污水处理方法，其特征在于，所述步骤2)中，启动所述污水提升装置的同时启动曝气气源风机，向所述污水提升装置的升液管内输入汽体，形成汽水混合物，利用升液管内外液体的密度差，使液体得到提升输出；所述步骤4)中，启动所述净水输出装置的同时启动曝气气源风机，向所述净水输出装置的升液管内输入汽体，形成汽水混合物，利用升液管内外液体的密度差，使液体得到提升输出。
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