專利名稱：零能耗生態(tài)過濾床污水處理系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化糞池污水就地滲濾處理系統(tǒng)和方法，適用于鄉(xiāng)村、別墅、度假村等分散居住區(qū)的污水就地處理。屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著農(nóng)村連片整治以及度假村旅游業(yè)的發(fā)展，遠(yuǎn)離城市的分散居民區(qū)的生活污水治理越來越受到人們的關(guān)注。由于各片區(qū)比較分散，以及鄉(xiāng)村地勢復(fù)雜多變，污水處理難以采取建立集中式管網(wǎng)收集體系和大型污水處理廠的方式，一般采用分散式污水處理的方式。目前分散式污水處理通常采用的工藝主要有活性污泥法的氧化溝工藝、延時(shí)曝氣工藝、序批式活性污泥法及其變形工藝；生物膜法的生物轉(zhuǎn)盤、接觸氧化及生物濾池工藝，以及濕地、穩(wěn)定塘等自然處理工藝，分散式污水處理系統(tǒng)可以克服集中式處理的許多不便之處，這種方式具有以下優(yōu)點(diǎn):不依賴于復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施(如大規(guī)模供電供水系統(tǒng))，受外界影響??；系統(tǒng)自主建設(shè)，運(yùn)行和維護(hù)管理比較方便；不易受到不可預(yù)知的人為破壞；可應(yīng)用于各種場合和規(guī)模；處理后污水易于進(jìn)行回用。尤其在我國，經(jīng)濟(jì)還不是特別發(fā)達(dá)，力求資源的節(jié)省和回收利用，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的，運(yùn)用分散式污水處理系統(tǒng)能較低成本的達(dá)到所需目的。但同大城市污水處理相比，分散居民區(qū)污水處理面臨的主要問題有:(1)設(shè)備運(yùn)行不平穩(wěn)，出水難達(dá)標(biāo)；(2)相對昂貴的建設(shè)費(fèi)用；(3)與農(nóng)村生活水平相比較，運(yùn)行費(fèi)用較高；
(4)缺乏專人值守，運(yùn)行和維護(hù)水平較低；(5)污泥抽吸處理與處置不當(dāng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是基于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種經(jīng)濟(jì)有效的分散居民區(qū)生活污水的處理系統(tǒng)和方法。

為解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種零能耗生態(tài)過濾床污水處理系統(tǒng)，由與化糞池相連接的污水管、重力布水系統(tǒng)、生態(tài)過濾床和集水系統(tǒng)四部分組成，污水管與重力布水系統(tǒng)連接，重力布水系統(tǒng)設(shè)置在生態(tài)過濾床的上部，集水系統(tǒng)設(shè)置在生態(tài)過濾床的底部。所述重力布水系統(tǒng)包括進(jìn)水管、布水墊、布水器和支撐座，布水器的截面呈倒三角形，中間由隔板將布水器內(nèi)部分為兩格，布水器設(shè)置在支撐座上并可以向兩側(cè)自由翻動，所述進(jìn)水管一端與污水管連接，另一端設(shè)置在布水器的上方。所述生態(tài)過濾床由多級功能性滲濾層組成，自下而上依次為:防滲層；200 300mm的集水層；1200 1800_的復(fù)合滲濾層；200 500_的生物處理層；300 500mm的布水層。所述防滲層為不透水的防滲材料制成，可以是混凝土結(jié)構(gòu)、或是塑料隔離層、或玻璃鋼制品。所述集水層由直徑為0.5 IOmm的碎石組成。所述復(fù)合滲濾層由人工合成具有固磷脫氮催化活性的無機(jī)材料構(gòu)成，可以是粉煤灰、粉碎爐渣、燒結(jié)陶瓷粉和人工土壤以一種或幾種復(fù)合而成，或是以生產(chǎn)聚合氯化鋁的廢渣、生石灰、粉煤灰、粘結(jié)劑為原料，經(jīng)混合、熟化、烘干、造粒、焙燒、粉碎后等到的合成材料。所述生物處理層由生物載體材料和活性污泥生物菌種組成。所述布水層由直徑約10 50mm的礫石構(gòu)成。所述集水系統(tǒng)包括集水管和集水池，集水池通過集水管與生態(tài)過濾床底部的集水層連通。本發(fā)明還提供了一種零能耗生態(tài)過濾床污水處理方法，具體包括以下處理步驟:
1)生活污水涓流進(jìn)入化糞池，經(jīng)過化糞池發(fā)酵處理的污水通過污水管進(jìn)入進(jìn)水管自流進(jìn)入重力布水系統(tǒng)；
2)污水依靠重力流入布水器，當(dāng)布水器其中一格充滿時(shí)，布水器便向一側(cè)傾斜，污水灑落到布水墊上，均勻地滲透到生態(tài)過濾床上；
3)污水依次通過生態(tài)過濾床的布水層、生物處理層和復(fù)合滲濾層多層過濾后的凈化水通過自流聚集進(jìn)入集水層被防滲層阻止；
4)集水層的凈化水通過集水管收集到集水池中，可以達(dá)標(biāo)排放，也可以作為二次水用于林園或農(nóng)田澆灌。有益效果:本發(fā)明埋植于地下，具有占地表面積少、投資低、運(yùn)行管理簡單、運(yùn)行費(fèi)用低，受季節(jié)影響小，實(shí)現(xiàn)了布水均勻的效果，在復(fù)合生物載體中細(xì)菌代謝和載體催化的聯(lián)合作用下，氮磷去除能力強(qiáng)、處理水質(zhì)好，出水達(dá)到國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級A標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)的排`放要求，達(dá)到無污泥排放。


圖1為本發(fā)明的剖面結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明的重力式布水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:I進(jìn)水管、2布水墊、3布水器、4支撐座、5布水層、6生物處理層、7復(fù)合滲濾層、8集水層、9防滲層、10集水管、11集水池。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是在分散居民區(qū)的三格化糞池的基礎(chǔ)上，進(jìn)行延續(xù)污水的深度凈化處理系統(tǒng)。下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做具體描述。圖1所示為本發(fā)明剖面結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明由與化糞池相連接的污水管、重力布水系統(tǒng)、生態(tài)過濾床和集水系統(tǒng)四部分組成，污水管與重力布水系統(tǒng)連接，重力布水系統(tǒng)設(shè)置在生態(tài)過濾床的上部，集水系統(tǒng)設(shè)置在生態(tài)過濾床的底部。圖2所示為本發(fā)明的重力式布水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。所述重力布水系統(tǒng)包括進(jìn)水管1、布水墊2、布水器3和支撐座4，布水器3的截面呈倒三角形，中間由隔板將布水器3內(nèi)部分為兩格，布水器3設(shè)置在支撐座4上并可以向兩側(cè)自由翻動，所述進(jìn)水管I 一端與污水管連接，另一端設(shè)置在布水器3的上方。
化糞池內(nèi)污水依靠重力由進(jìn)水管I流入布水器3，當(dāng)布水器3其中一格充滿時(shí)，布水器3向一側(cè)傾斜，污水灑落到布水墊2上，從而均勻地滲透到生態(tài)過濾床上，實(shí)現(xiàn)零能耗對生物過濾床污水處理系統(tǒng)進(jìn)行均勻補(bǔ)水。所述生態(tài)過濾床由多級功能性滲濾層組成，自下而上依次為:防滲層9、200 300mm的集水層8、1200 1800mm的復(fù)合滲濾層7、200 500mm的生物處理層6和300 500mm的布水層5。所述集水系統(tǒng)包括集水管10和集水池11，集水池11通過集水管10與生態(tài)過濾床底部的集水層8連通。所述防滲層9為不透水的防滲材料制成，可以是混凝土結(jié)構(gòu)、或是塑料隔離層、或玻璃鋼制品。所述集水層8由直徑為0.5 IOmm的碎石組成。所述復(fù)合滲濾層7由人工合成具有固磷脫氮催化活性的無機(jī)材料構(gòu)成，可以是粉煤灰、粉碎爐渣、燒結(jié)陶瓷粉和人工土壤以一種或幾種復(fù)合而成，或是以生產(chǎn)聚合氯化鋁的廢渣、生石灰、粉煤灰、粘結(jié)劑為原料，經(jīng)混合、熟化、烘干、造粒、焙燒、粉碎后等到的合成材料。所述生物處理層6由生物載體材料和活性污泥生物菌種組成。

所述布水層5由直徑約10 50mm的礫石構(gòu)成。 本發(fā)明還提供了一種零能耗生態(tài)過濾床污水處理方法，具體包括以下處理步驟:
1)生活污水涓流進(jìn)入化糞池，經(jīng)過化糞池發(fā)酵處理的污水通過污水管進(jìn)入進(jìn)水管I自流進(jìn)入重力布水系統(tǒng)；
2)污水依靠重力流入布水器3，當(dāng)布水器3其中一格充滿時(shí)，布水器3便向一側(cè)傾斜，污水灑落到布水墊2上，均勻地滲透到生態(tài)過濾床上；
3)污水依次通過生態(tài)過濾床的布水層5、生物處理層6和復(fù)合滲濾層7，多層過濾后的凈化水通過自流聚集進(jìn)入集水層8，被防滲層9阻止；
4)集水層8的凈化水通過集水管10收集到集水池11中，可以達(dá)標(biāo)排放，也可以作為二次水用于林園或農(nóng)田澆灌。以下為生態(tài)過濾床的幾個(gè)實(shí)施例:
實(shí)施例一:
生態(tài)過濾床自下而上依次為:
防滲層9為玻璃鋼防滲隔離層；
集水層8的厚度為250mm,由直徑約0.5 IOmm碎石組成；
復(fù)合滲濾層7的厚度為1500mm，由粒徑在0.1mm Imm的粉煤灰、燒結(jié)陶瓷粉和河沙按照1:1:1的比例復(fù)配均勻后填充而成；
生物處理層6的厚度為300mm，由粒徑在Imm 5mm的燒結(jié)陶瓷粉經(jīng)過生物預(yù)膜處理后填充；
布水層5的厚度為300mm,由直徑約10 50mm的碌石組成。按實(shí)施例一方案建成的本發(fā)明，其投資僅為常規(guī)處理工藝的1/5 1/7，基本無運(yùn)行費(fèi)用。運(yùn)行效果表明:化糞池水經(jīng)過處理后，氨氮去除率為85%，COD去除率為96%，總磷去除率為83%。
實(shí)施例二:
生態(tài)過濾床自下而上依次為:
防滲層9為HDPE復(fù)合防滲層；
集水層8的厚度為200mm,由直徑約0.5 IOmm碎石組成；
復(fù)合滲濾層7的厚度為1500mm，由粒徑在0.1mm Imm的粉煤灰、粉碎爐渣和河沙按照I:1:2的比例復(fù)配均勻后填充而成；
生物處理層6的厚度為300mm，由粒徑在Imm 5mm的燒結(jié)陶瓷粉經(jīng)過生物預(yù)膜處理后填充；
布水層5的厚度為300mm,由直徑約10 50mm的碌石組成。按實(shí)施例二方案建成的本發(fā)明，其投資僅為常規(guī)處理工藝的1/5，基本無運(yùn)行費(fèi)用。運(yùn)行效果表明:化糞池水經(jīng)過處理后，氨氮去除率為83%，COD去除率為92%，總磷去除率為80%。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
(O占地表面積少:設(shè)備置于地下，不影響地面景觀，地面土地使用不受影響； (2)投資低:由于設(shè)備構(gòu)造簡單，基建和設(shè)備投資費(fèi)用低；
(3)運(yùn)行管理簡單、運(yùn)行費(fèi)用低:由于是靠液位差產(chǎn)生的重力自動運(yùn)行，處理工藝穩(wěn)定可靠，無需人工值守；
(4)受季節(jié)影響小:設(shè)備埋于地下，在地溫的作用下溫度恒定，適合于微生物的代謝；
(5)間歇式布水，即有利于布水均勻、也有利于地下空氣的呼吸交換；
(6)處理效果好:在生物多級凈化和化學(xué)催化的聯(lián)合作用下，氮磷去除能力強(qiáng)、處理水質(zhì)好，出水達(dá)到國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級A標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)；
(7)無污泥排放。本發(fā)明上述實(shí)施方案，只是舉例說明，不是僅有的，所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或等同本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包圍。
權(quán)利要求
1.一種零能耗生態(tài)過濾床污水處理系統(tǒng)，其特征在于:由與化糞池相連接的污水管、重力布水系統(tǒng)、生態(tài)過濾床和集水系統(tǒng)四部分組成，污水管與重力布水系統(tǒng)連接，重力布水系統(tǒng)設(shè)置在生態(tài)過濾床的上部，集水系統(tǒng)設(shè)置在生態(tài)過濾床的底部；所述重力布水系統(tǒng)包括進(jìn)水管(I)、布水墊(2)、布水器(3)和支撐座(4)，布水器(3)的截面呈倒三角形，中間由隔板將布水器(3)內(nèi)部分為兩格，布水器(3)設(shè)置在支撐座(4)上并可以向兩側(cè)自由翻動，所述進(jìn)水管(I) 一端與污水管連接，另一端設(shè)置在布水器(3)的上方；所述生態(tài)過濾床由多級功能性滲濾層組成，自下而上依次為:防滲層(9)、200 300mm的集水層(8)、1200 1800mm的復(fù)合滲濾層(7)、200 500mm的生物處理層(6)、300 500mm的布水層(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零能耗生態(tài)過濾床污水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述防滲層(9)為不透水的防滲材料制成，可以是混凝土結(jié)構(gòu)、或是塑料隔離層、或玻璃鋼制品。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零能耗生態(tài)過濾床污水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述集水層(8)由直徑為0.5 10_的碎石組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零能耗生態(tài)過濾床污水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述復(fù)合滲濾層(7)由人工合成具有固磷脫氮催化活性的無機(jī)材料構(gòu)成，可以是粉煤灰、粉碎爐渣、燒結(jié)陶瓷粉和人工土壤以一種或幾種復(fù)合而成，或是以生產(chǎn)聚合氯化鋁的廢渣、生石灰、粉煤灰、粘結(jié)劑為原料，經(jīng)混合、熟化、烘干、造粒、焙燒、粉碎后等到的合成材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零能耗生態(tài)過濾床污水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述生物處理層(6 )由生物載體材料和活性污泥生物菌種組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的零能耗生態(tài)過濾床污水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述布水層(5)由直徑約10 50mm的碌石構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1飛任一項(xiàng)所述的零能耗生態(tài)過濾床污水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述集水系統(tǒng)包括集水管(10)和集水池(11 )，集水池(11)通過集水管(10)與生態(tài)過濾床底部的集水層(8)連通。
8.一種零能耗生態(tài)過濾床污水處理方法，其特征在于: 包括以下處理步驟: 1)生活污水涓流進(jìn)入化糞池，經(jīng)過化糞池發(fā)酵處理的污水通過污水管進(jìn)入進(jìn)水管(I)自流進(jìn)入重力布水系統(tǒng)； 2)污水依靠重力流入布水器(3)，當(dāng)布水器(3)其中一格充滿時(shí)，布水器(3)便向一側(cè)傾斜，污水灑落到布水墊(2)上，均勻地滲透到生態(tài)過濾床上； 3)污水依次通過生態(tài)過濾床的布水層(5)、生物處理層(6)和復(fù)合滲濾層(7)，多層過濾后的凈化水通過自流聚集進(jìn)入集水層(8)，被防滲層(9)阻止； 4)集水層(8)的凈化水通過集水管(10)收集到集水池(11)中，可以達(dá)標(biāo)排放，也可以作為二次水用于林園或農(nóng)田澆灌。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種零能耗生態(tài)過濾床污水處理系統(tǒng)及方法，由污水管、重力布水系統(tǒng)、生態(tài)過濾床和集水系統(tǒng)組成，污水管與重力布水系統(tǒng)連接，重力布水系統(tǒng)設(shè)在生態(tài)過濾床上部，集水系統(tǒng)設(shè)在生態(tài)過濾床的底部；重力布水系統(tǒng)包括進(jìn)水管、布水墊、布水器和支撐座，布水器的截面呈倒三角形，隔板將布水器內(nèi)部分為兩格，布水器設(shè)在支撐座上并可向兩側(cè)自由翻動，進(jìn)水管與污水管連接，另一端設(shè)在布水器上方；生態(tài)過濾床由多級滲濾層組成，自下而上依次為防滲層、集水層、復(fù)合滲濾層、生物處理層、布水層。本發(fā)明布水均勻、氮磷去除能力強(qiáng)、處理水質(zhì)好，具有占地少、投資低、管理簡單、運(yùn)行費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到無污泥排放。
文檔編號C02F9/14GK103159379SQ201310120898
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者遲斌, 徐甜, 王星星 申請人:山東泓美水務(wù)科技有限公司