適用農村的分散式污水處理設備及方法

本發明提供了一種適用農村的分散式污水處理設備及方法，包括：格柵集水井單元、厭氧池單元、組合式生物濾池單元以及活性生物濾床單元;所述格柵集水井單元用于均衡待處理污水的水質和水量，包括：集水井、格柵斗和污水泵;所述厭氧池單元用于對待處理污水進行水解酸化作用，包括：厭氧池、過水堰和厭氧填料;所述活性生物濾床單元包括：沉淀池、集水管、篩孔網、粗填料、細填料、篩網斗、活性生物濾床、檢查井。本發明將污水泵，活性生物滴濾池以及活性生物濾床集為一體，直接將污水管道引入設備中，無需另外修建構筑物，建設使用更為適合農村地區。

　　權利要求書

　　1.一種適用農村的分散式污水處理設備，其特征在于，包括：格柵集水井單元、厭氧池單元、組合式生物濾池單元以及活性生物濾床單元;

　　所述格柵集水井單元用于均衡待處理污水的水質和水量，包括：集水井、格柵斗和污水泵，其中：格柵斗設置于集水井的上部，用于攔截待處理污水中粗大的懸浮物和漂浮物;污水泵設置于集水井的底部，并通過水泵管與厭氧池單元中的厭氧池連接，用于將集水井里的待處理污水泵到厭氧池內;

　　所述厭氧池單元用于對待處理污水進行水解酸化作用，包括：厭氧池、過水堰和厭氧填料，其中：在厭氧池的頂部設有水泵進水口用于與進水管連接，進水管的一端伸入到厭氧池的底部，另一端連接格柵集水井單元中的水泵管;在厭氧池的上部設置有過水堰，用于收集經過處理后的污水進入組合式活性生物濾池單元;厭氧池的的底部設置有厭氧填料，用于將待處理污水中的污染物從高分子分解成小分子，并增加沖擊負荷;

　　所述組合式生物濾池單元包括：組合式活性生物濾池、組合式濾料、支撐榫頭，其中：組合式活性生物濾池的上部設置有十字布水槽，十字布水槽的下部通過多個支撐榫頭將組合式活性生物濾池分層隔斷成上下多個空間，并在每個空間內分別填充組合式濾料;組合式活性生物濾池與厭氧池之間通過過水堰與十字布水槽相連接;

　　所述活性生物濾床單元包括：沉淀池、集水管、篩孔網、粗填料、細填料、篩網斗、活性生物濾床、檢查井，其中：沉淀池的頂部通過集水管與組合式活性生物濾池的底部連接，沉淀池用于沉淀去除組合式活性生物濾池脫落的生物膜;沉淀池設置在活性生物濾床的前端，沉淀池設有一排布水口與活性生物濾床相通，并在沉淀池與活性生物濾床連接處的上部設置有篩孔網;活性生物濾床由篩孔網分隔成三個反應區，分別為沉淀區、粗填料區、細填料區，靠近沉淀區為粗填料區，靠近出水端為細填料區，并在粗填料區、細填料區內分別填充粗填料和細填料，粗填料用于吸附并降解水中大顆粒污染物，細填料用于吸附并降解水中小顆粒污染物以對污水進行精細處理;活性生物濾床的后端設置檢查井，并在檢查井與活性生物濾床的連接處設置篩網斗;

　　在格柵斗上部的集水井側壁上設置有第一回流管、第二回流管和第三回流管，其中：第一回流管與沉淀池相連接，沉淀池沉淀去除組合式活性生物濾池脫落的生物膜后一部分經第一回流管回流至集水井，一部分進入活性生物濾床;第二回流管與檢查井相連接，經活性生物濾床處理過的污水一部分就近排放、另一部分經第二回流管回流至集水井以進一步降解;厭氧池的上部側壁上連接有第三回流管與集水井連接，污水經第三回流管一部分回流至集水井，一部分進入厭氧池。

　　2.根據權利要求1所述的一種適用農村的分散式污水處理設備，其特征在于，所述集水井、厭氧池、組合式活性生物濾池、活性生物濾床的材質均采用碳鋼防腐或者PP。

　　3.根據權利要求1所述的一種適用農村的分散式污水處理設備，其特征在于，在所述格柵斗上部的集水井側壁上還連接有進水管用于連接收集管網，待處理污水從該進水管進入集水井;所述集水井的頂部還設置有蓋板。

　　4.根據權利要求1所述的一種適用農村的分散式污水處理設備，其特征在于，所述厭氧池內的厭氧填料為球形填料。

　　5.根據權利要求1所述的一種適用農村的分散式污水處理設備，其特征在于，在所述組合式活性生物濾池的外壁上設置有多個通氣孔，用于使填充在組合式活性生物濾池內的組合式濾料與空氣充分接觸。

　　6.根據權利要求5所述的一種適用農村的分散式污水處理設備，其特征在于，所述組合式濾料采用除磷填料與火山巖。

　　7.根據權利要求1所述的一種適用農村的分散式污水處理設備，其特征在于，所述活性生物濾床單元中：在所述沉淀池與組合式活性生物濾床的頂部分別設有檢查蓋板，并通過鉸鏈條連接;

　　所述檢查井設置有用于連接排水管的出水口，以及與集水井側壁上的第二回流管相連的第二回流管出水口，從而將經過活性生物濾床處理過的污水一部分通過連接排水管的出水口就近排放，另一部分經過第二回流管回流至集水井。

　　8.根據權利要求1-7任一項所述的一種適用農村的分散式污水處理設備，其特征在于，所述粗填料采用除磷填料與煤渣復配而成，粒徑在10～15mm，其中除磷填料所占體積比為60～80%。

　　9.根據權利要求1-7任一項所述的一種適用農村的分散式污水處理設備，其特征在于，所述細填料采用除磷填料，粒徑在25～30mm。

　　10.一種根據權利要求1-9任一項所述設備的適用農村的分散式污水處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

　　S1：待處理的污水從進水管進入集水井，并經過設置于集水井的上部的格柵斗攔截污水中粗大的懸浮物和漂浮物后到達集水井的底部，集水井底部的污水泵通過水泵管將待處理污水泵到厭氧池，一部分污水經過厭氧池頂部的第三回流管回流至集水井、另一部分經進水管進入厭氧池底部;

　　S2：填充在厭氧池內的厭氧填料將待處理污水中的污染物從高分子分解成小分子，并增加設備的沖擊負荷;經過降解后的污水通過設置于厭氧池與組合式活性生物濾池之間的溢流布水槽自流進入組合式活性生物濾池;

　　S3：污水由上而下流經填充于組合式活性生物濾池各個空間內的長有豐富生物膜的組合式濾料，大部分有機污染物、磷、部分氨氮被微生物吸附、降解，從而使污水得以凈化;

　　S4：經組合式活性生物濾池處理后的污水經連接于組合式活性生物濾池底部的集水管進入沉淀池，沉淀池沉淀去除組合式活性生物濾池脫落的生物膜后，一部分污水經過第一回流管回流至集水井，另一部分污水進入活性生物濾床，以進一步去除污水中的污染物;

　　S5：活性生物濾床由篩孔網分隔成三格，其中：第一格為沉淀區，第二格內填充粗填料用于吸附并降解污水中的大顆粒污染物，第三格內填充細填料用于吸附并降解污水中的小顆粒污染物，以對污水進行精細處理，包括有機物、懸浮物、氮、磷、微量金屬和病原體任一種或多種;經過活性生物濾床處理的出水經篩網斗進入檢查井，其中一部分水體經排水管就近排放，另一部分水體經第二回流管回流至集水井，以進一步降解。

　　說明書

　　一種適用農村的分散式污水處理設備及方法

　　技術領域

　　本發明屬于農村環境保護技術領域，涉及農村分散式污水處理技術，具體地，涉及一種適用農村的分散式污水處理設備及方法。

　　背景技術

　　農村污水處理工程是落實科學發展觀，推進“兩型社會”建設，完成主要污染物削減任務的重要途徑。在農村污水治理過程中，需要我們依據全面推進，重點突破的指導方針，強化污染防治目標，力求工程實施后達到具有實效的目的，能夠切實解決當前突出的農村面源污染環境問題。農村污水處理工程是積極實施農村小康環保行動計劃，促進社會主義新農村建設，保障人體健康、維護和促進鄉村經濟社會發展的重要基礎。

　　現有由于農村地區地廣人稀，污水收集系統無法完全覆蓋，必須發展適用于農村的污水處理設備。但現有大多數分散式污水處理設備，自動化程度低，流程復雜，操作復雜，不能達到無人操作，裝置不能真正的達標排放。

　　經檢索，中國發明專利申請號為201410764048.X，該專利公開一種分散式污水處理系統，包括依次連接的集污池、調節池、分離沉淀池和人工濕地生化濾池，所述調節池內依次設置有粗格柵和細格柵，所述分離沉淀池內設置有毛竹填料，所述人工濕地生化濾池包括自上而下依次設置有表層、過濾層、過渡層和排水層，每層均裝填有填料，填料的粒徑從上往下依次增大;排水層填料底部布設有布氣管，布氣管與進氣管相連通，用于曝氣。其采用厭氧生物處理的分離沉淀池和好氧生物處理的人工濕地生化濾池相結合處理污水，其投資費用少、處理成本低、處理效果好、資源回收利用，且又能減少農民負擔。

　　但是上述專利存在以下不足：1、在污水濃度過高時使用毛竹填料容易導致水質更加惡化;2、分離沉淀池在處理農村污水中會容易堵塞，導致增加管理難度;3、人工濕地生化濾池通過進氣管進行曝氣一方面會使運行成本增加，另一方面容易堵塞排氣管道，最終導致氨氮指標無法達標;4、該工藝缺乏除磷處理手段，排水中磷含量超標。

　　檢索中還發現，中國發明專利申請號為201510424611.3，該專利公開一種分散生活污水的處理系統，包括依次串聯的化糞池、水解酸化調節池和強化人工濕地，所述強化人工濕地從上至下包括布水管、生物沸石強化硝化區、反硝化區和集水區，在所述集水區設置有集水管，所述集水管與虹吸排放管相連。本發明所述的分散生活污水的處理系統，通過將分散生活污水中的黑水和灰水分開收集、處理，有效的縮小了化糞池的體積，同時在基于生物沸石的人工濕地中強化氨氮的去除。

　　但是上述專利存在以下不足：1、該工藝通過生物沸石去除氨氮，但生物沸石的吸附氨氮能力是一定的，如果要保證污水氨氮達標，勢必會導致人工濕地占地面積過大;2、該工藝缺乏除磷處理手段，排水中磷含量超標。

　　發明內容

　　針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種適用農村的分散式污水處理設備，所述設備解決了現有小型農村污水處理設備處理效率達不到保證的問題，具有操作簡便、運行穩定、成本低廉、達標排放的優點。

　　為實現以上目的，本發明采用以下技術方案：

　　根據本發明的第一方面，提供一種適用農村的分散式污水處理設備，包括：格柵集水井單元、厭氧池單元、組合式生物濾池單元以及活性生物濾床單元;

　　所述格柵集水井單元用于均衡待處理污水的水質和水量，包括：集水井、格柵斗和污水泵，其中：格柵斗設置于集水井的上部，用于攔截待處理污水中粗大的懸浮物和漂浮物;污水泵設置于集水井的底部，并通過水泵管與厭氧池單元中的厭氧池連接，用于將集水井里的待處理污水泵到厭氧池內;

　　所述厭氧池單元用于對待處理污水進行水解酸化作用，包括：厭氧池、過水堰和厭氧填料，其中：在厭氧池的頂部設有水泵進水口用于與進水管連接，進水管的一端伸入到厭氧池的底部，另一端連接格柵集水井單元中的水泵管;在厭氧池的上部設置有過水堰，用于收集經過處理后的污水進入組合式生物濾池單元;厭氧池的的底部設置有厭氧填料，用于將待處理污水中的污染物從高分子分解成小分子，并增加沖擊負荷;

　　所述組合式生物濾池單元包括：組合式活性生物濾池、組合式濾料、支撐榫頭，其中：組合式活性生物濾池的上部設置有十字布水槽，十字布水槽的下部通過多個支撐榫頭將組合式活性生物濾池分層隔斷成上下多個空間，并在每個空間內分別填充組合式濾料;組合式活性生物濾池與厭氧池之間通過過水堰與十字布水槽相連接;

　　所述活性生物濾床單元包括：沉淀池、集水管、篩孔網、粗填料、細填料、篩網斗、活性生物濾床、檢查井，其中：沉淀池的頂部通過集水管與組合式活性生物濾池的底部連接，沉淀池用于沉淀去除組合式活性生物濾池脫落的生物膜;沉淀池設置在活性生物濾床的前端，沉淀池設有一排布水口與活性生物濾床相通，并在沉淀池與活性生物濾床連接處的上部設置有篩孔網;活性生物濾床由篩孔網分隔成三個反應區，分別為沉淀區、粗填料區、細填料區，靠近沉淀區為粗填料區，靠近出水端為細填料區，并在粗填料區、細填料區內分別填充粗填料和細填料，粗填料用于吸附并降解水中大顆粒污染物，細填料用于吸附并降解水中小顆粒污染物以對污水進行精細處理;活性生物濾床的后端設置檢查井，并在檢查井與活性生物濾床的連接處設置篩網斗;

　　在格柵斗上部的集水井側壁上設置有第一回流管、第二回流管和第三回流管，其中：第一回流管與沉淀池相連接，沉淀池沉淀去除組合式活性生物濾池脫落的生物膜后一部分經第一回流管回流至集水井，一部分進入活性生物濾床;第二回流管與檢查井相連接，經活性生物濾床處理過的污水一部分就近排放、另一部分經第二回流管回流至集水井以進一步降解;厭氧池的上部側壁上連接有第三回流管與集水井連接，污水經第三回流管一部分回流至集水井，一部分進入厭氧池。

　　優選地，所述集水井、厭氧池、組合式活性生物濾池、活性生物濾床的材質均采用碳鋼防腐或者PP。

　　優選地，在所述格柵斗上部的集水井側壁上還連接有進水管用于連接收集管網，待處理污水從該進水管進入集水井;所述集水井的頂部還設置有蓋板。

　　優選地，所述厭氧池內的厭氧填料為球形填料。

　　優選地，在所述組合式活性生物濾池的外壁上設置有多個通氣孔，用于使填充在組合式活性生物濾池內的組合式濾料與空氣充分接觸。

　　優選地，所述組合式濾料采用除磷填料與火山巖。

　　優選地，所述活性生物濾床單元中：在所述沉淀池與組合式活性生物濾床的頂部分別設有檢查蓋板，并通過鉸鏈條連接;

　　優選地，所述檢查井設置有用于連接排水管的出水口，以及與集水井側壁上的第二回流管相連的第二回流管出水口，從而將經過活性生物濾床處理過的污水一部分通過連接排水管的出水口就近排放，另一部分經過第二回流管回流至集水井。

　　優選地，所述粗填料采用除磷填料與煤渣復配而成，粒徑在10～15mm，其中除磷填料所占體積比為60～80%。

　　優選地，所述細填料采用除磷填料，粒徑在25～30mm。

　　根據本發明的第二方面，提供一種適用農村的分散式污水處理方法，包括如下步驟：

　　S1：待處理的污水從進水管進入集水井，并經過設置于集水井的上部的格柵斗攔截污水中粗大的懸浮物和漂浮物后到達集水井的底部，集水井底部的污水泵通過水泵管將待處理污水泵到厭氧池，一部分污水經過厭氧池頂部的第三回流管回流至集水井、另一部分經進水管進入厭氧池底部;

　　S2：填充在厭氧池內的厭氧填料將待處理污水中的污染物從高分子分解成小分子，并增加設備的沖擊負荷;經過降解后的污水通過設置于厭氧池與組合式活性生物濾池之間的溢流布水槽自流進入組合式活性生物濾池;

　　S3：污水由上而下流經填充于組合式活性生物濾池各個空間內的長有豐富生物膜的組合式濾料，大部分有機污染物、磷、部分氨氮被微生物吸附、降解，從而使污水得以凈化;

　　S4：經組合式活性生物濾池處理后的污水經連接于組合式活性生物濾池底部的集水管進入沉淀池，沉淀池沉淀去除組合式活性生物濾池脫落的生物膜后，一部分污水經過第一回流管回流至集水井，另一部分污水進入活性生物濾床，以進一步去除污水中的污染物;

　　S5：活性生物濾床由篩孔網分隔成三格，其中：第一格為沉淀區，第二格內填充粗填料用于吸附并降解污水中的大顆粒污染物，第三格內填充細填料用于吸附并降解污水中的小顆粒污染物，以對污水進行精細處理，包括有機物、懸浮物、氮、磷、微量金屬和病原體任一種或多種;經過活性生物濾床處理的出水經篩網斗進入檢查井，其中一部分水體經排水管就近排放，另一部分水體經第二回流管回流至集水井，以進一步降解。

　　本發明所述設備僅需一級提升，即通過污水泵將待處理污水從集水井泵到厭氧池，后續處理過程均依靠重力流動。組合式活性生物濾池能夠在低能耗的情況下去除污水中的氨氮以及其它污染物;活性生物濾床能夠在不需要反沖洗等措施下維持長期穩定的達標排放運行。

　　與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

　　本發明減少了農村污水收集管網的建設成本，縮短了施工工期，全程自動操作，無需人工值守，保證了出水水質。本發明采用模塊化的設計，降低了污水處理設備的安裝成本。