本發(fā)明涉及環(huán)境工程污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是能資源化處理分散式生活污水功能的自動(dòng)滴灌柱形立體綠化裝置。

技術(shù)背景

目前，集中式污水處理系統(tǒng)在城市污水處理中占主導(dǎo)地位，這種模式雖具有工藝成熟穩(wěn)定、處理量大且效果好等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)于遠(yuǎn)離管網(wǎng)的城鎮(zhèn)小區(qū)和污染源分散的農(nóng)村地區(qū)，難以將生活污水匯集到管網(wǎng)之中，而且排水管道滲漏破損現(xiàn)象普遍存在。因此，在這種情況下，將生活污水進(jìn)行就地處理和就地再生利用都不失為優(yōu)選方案。另一方面，近年來(lái)我國(guó)為提高城市綠量和建設(shè)低碳城市，立體綠化成為增加城市綠化率的重要舉措之一，在凈化空氣、美化城市、改善環(huán)境、治理污染、保護(hù)人體健康方面起到重大作用，但同時(shí)也浪費(fèi)了大量清潔水資源。生活污水中含有植物所需要的豐富的n、p資源，因此，開(kāi)發(fā)適合于污水資源化利用的立體綠化裝置是很有前景意義的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決集中式污水處理模式的管網(wǎng)建設(shè)成本高、占地面積大、無(wú)法回收生活污水中的n、p資源等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)就地處理污染源分散地區(qū)的污水、節(jié)約占地面積、增加立體綠化面積、就地再生利用污水中的n、p資源的資源化處理生活污水功能的柱形立體綠化裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取如下方案：一種具有資源化處理污水的柱形立體綠化裝置，其特征在于：包括有植物種植模塊、格柵濾池、恒溫沉淀池、曝氣生物濾池、液位感應(yīng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)滴灌系統(tǒng)、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)，其中格柵濾池與恒溫沉淀池通過(guò)管路相連，溫控系統(tǒng)控制恒溫沉淀池內(nèi)的溫度，液位感應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)置在恒溫沉淀池上控制恒溫沉淀池內(nèi)的液面高度，恒溫沉淀池與曝氣生物濾池通過(guò)循環(huán)管路形成循環(huán)流通，恒溫沉淀池上設(shè)置有給植物種植模塊灌溉的灌溉輸出管道，液位感應(yīng)控制系統(tǒng)控制灌溉輸出管道的導(dǎo)通或關(guān)閉。

本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)置是：所述植物種植模塊包括有柱形栽培框架和設(shè)置在柱形栽培框架外側(cè)面的螺旋植物種植槽，曝氣生物濾池設(shè)置在柱形栽培框架的中空內(nèi)部。

本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)置是：所述恒溫沉淀池的池體包括有內(nèi)層、中間層和外層，其中外層和內(nèi)層采用不銹鋼鋼板或混凝土或pvc塑料板制成，中間層為聚氨酯、保溫棉、酚醛泡沫、橡膠、玻璃棉材料中的一種或幾種制成，所述格柵濾池內(nèi)設(shè)有粗、細(xì)兩組格柵，粗格柵的柵條間距在10-40mm之間，細(xì)格柵的柵條間距在1.5-10mm之間。

本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)置是：所述曝氣生物濾池分為四個(gè)部分，從上到下分別為清水區(qū)、濾料區(qū)、布水布?xì)鈪^(qū)和排泥區(qū)，其中上設(shè)置有曝氣管路、進(jìn)水管路和反沖洗管，其中進(jìn)水管路的出水口向下設(shè)置，反沖洗管的出水口向上設(shè)置，曝氣生物濾池的底部設(shè)置有排泥管路，排水管路設(shè)在清水區(qū)設(shè)置有排水管，該排水管與恒溫沉淀池連接，所述濾料區(qū)的頂部和底部固定的有鋼絲網(wǎng)。

通過(guò)采用上述方案，達(dá)到如下效果：

一、可收集遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)管網(wǎng)的生活小區(qū)、污染源分散的農(nóng)村地區(qū)的生活污水進(jìn)行就地處理，達(dá)標(biāo)后可以直接排放或者實(shí)現(xiàn)中水回用。既避免了管網(wǎng)基建成本的增加，又減少了日常維修管理費(fèi)用；

二、裝置外側(cè)采用螺旋種植槽，對(duì)植物的灌溉可以直接利用重力作用，自上而下自動(dòng)灌溉，不僅節(jié)約了能耗，同時(shí)能增加污水與植物、基質(zhì)接觸的時(shí)間；

三、本裝置對(duì)污水具有較好的處理效果，出水可回用于沖廁、綠化、洗車等，實(shí)現(xiàn)了中水的資源化回用；

四、通過(guò)采用太陽(yáng)能動(dòng)力對(duì)沉淀池中的污水進(jìn)行加熱，并維持在合宜的溫度，同時(shí)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)對(duì)曝氣生物濾池和風(fēng)機(jī)提供電力，不僅節(jié)省了運(yùn)行成本，且有利于曝氣生物濾池對(duì)水中污染物的去除；

五、將傳統(tǒng)的污水處理模式與立體綠化相結(jié)合，既達(dá)到了污水凈化處理的目的，又實(shí)現(xiàn)了中水的資源化利用，同時(shí)增加了綠化面積；

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為恒溫沉淀池結(jié)構(gòu)示意圖

圖3為曝氣生物濾池結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

一種具有資源化處理污水的柱形立體綠化裝置，包括格柵濾池1、水循環(huán)管路2、恒溫沉淀池3、太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)4、曝氣生物濾池5、液位感應(yīng)控制系統(tǒng)6、自動(dòng)滴灌系統(tǒng)7、植物種植模塊、曝氣管路10、溫控系統(tǒng)11，植物種植模塊包括有柱形栽培框架8和設(shè)置在柱形栽培框架8外側(cè)面的螺旋植物種植槽9，恒溫沉淀池3上設(shè)置有給植物種植模塊灌溉的灌溉輸出管道12，其中格柵濾池1與恒溫沉淀池3通過(guò)管路相連，溫控系統(tǒng)11通過(guò)太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)4提供的電力調(diào)控恒溫沉淀池3內(nèi)的溫度，且恒溫沉淀池3的出水通過(guò)水循環(huán)管路2進(jìn)入曝氣生物濾池5形成循環(huán)流通，同時(shí)在曝氣生物濾池5曝氣區(qū)設(shè)有曝氣管路10，液位感應(yīng)控制系統(tǒng)6的感應(yīng)片安裝在恒溫沉淀池的內(nèi)部，通過(guò)感應(yīng)液位的高低，控制灌溉輸出管道12的導(dǎo)通和關(guān)閉。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述曝氣生物濾池5放置在柱形種植框架8內(nèi)部，所述種植槽9盤旋固定在柱形種植框架8的外側(cè)。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述格柵濾池中設(shè)有兩組平行的金屬粗柵條和細(xì)柵條，粗柵條和細(xì)柵條的間隙分別在20-40mm和5-10mm之間，粗柵條和細(xì)柵條安裝角度與水平呈45°，污水在格柵濾池1中的水力停留時(shí)間為2-5h。

在本發(fā)明實(shí)施例中，太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)置4的太陽(yáng)能電池板呈45°立在恒溫沉淀池3的上面，利用太陽(yáng)能動(dòng)力和溫度控制探頭保證沉淀池3水溫維持在35-40℃之間。

本發(fā)明實(shí)施例中，恒溫沉淀池3的柱壁由外層31、中層32、內(nèi)層33三部分構(gòu)成。其中外層31和內(nèi)層33由sus304不銹鋼板構(gòu)成，耐腐蝕，重量輕，強(qiáng)度高，防滲；中層32為50mm的聚氨酯發(fā)泡層，密度均勻，保溫效果好。在恒溫沉淀池3的頂部設(shè)有一個(gè)直徑為0.5m的檢修口34，且在側(cè)面分別設(shè)有進(jìn)水孔35、出水口36、排泥孔37。

在本發(fā)明實(shí)施例中，曝氣生物濾池5分為四個(gè)部分：清水區(qū)、濾料區(qū)、布水布?xì)鈪^(qū)、排泥區(qū)，其中曝氣管路10、進(jìn)水管路51、反沖洗管52設(shè)置在布水布?xì)鈪^(qū)，排泥管路53設(shè)在曝氣生物濾池5的底部，排水管路54設(shè)在清水區(qū)的上方，且濾料區(qū)的頂部和底部固定的有鋼絲網(wǎng)55，曝氣區(qū)安裝有砂芯曝氣頭56。

本發(fā)明實(shí)施例一個(gè)具體實(shí)施例：在溫州市甌海區(qū)茶山某村獨(dú)戶家庭所產(chǎn)生的污水作為處理對(duì)象，該家庭成員有4人，日污水產(chǎn)生量為0.5噸，設(shè)計(jì)流量為0.4噸。通過(guò)簡(jiǎn)易管網(wǎng)收集該獨(dú)戶家庭的廚余污水、沖廁水、洗澡水等生活污水，排入埋在該住戶空閑地方的格柵濾池1，格柵濾池1由鋼筋混凝土建筑而成，尺寸長(zhǎng)×寬×高為0.5×0.2×1m，內(nèi)部設(shè)有兩組傾斜安裝的平行金屬柵條，第一組柵條的間距為20mm，第二組柵條的間距為5mm，傾斜角度為30°，兩組柵條相距0.4m。污水在格柵濾池1中停留時(shí)間為5h，清渣方式為人工清渣。

污水經(jīng)過(guò)格柵濾池1后通過(guò)管路進(jìn)入恒溫沉淀池2，太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)4的太陽(yáng)能電池板呈45°立在恒溫沉淀池3的上面，利用太陽(yáng)能動(dòng)力和溫度控制探頭保證沉淀池3水溫維持在35-40℃之間。池體選用具有保溫效果的材質(zhì)，內(nèi)外層選用不銹鋼鋼板，內(nèi)層是厚度為50mm的聚氨酯發(fā)泡層。池體的尺寸長(zhǎng)×寬×高為0.6×0.3×1m，埋在臨近格柵濾池1的空閑地方。污水在池中的停留時(shí)間為3h。當(dāng)池中污水的溫度低于35℃時(shí)，太陽(yáng)能溫控裝置4對(duì)污水進(jìn)行加熱；當(dāng)污水的溫度達(dá)到35℃時(shí)，太陽(yáng)能溫控裝置4自動(dòng)切換成蓄電模式。循環(huán)管路2的出水口設(shè)在距離恒溫沉淀池3底部約40cm處，進(jìn)水口設(shè)在距沉淀池上部約20㎝處，循環(huán)泵安裝在沉淀池上方地面的配電箱里，循環(huán)泵功率約為6w，每天運(yùn)行的時(shí)間為18h，每小時(shí)循環(huán)的水量為50l，每日循環(huán)污水量為1m3，循環(huán)管路2均采用dn20的pvc管。

太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)4的太陽(yáng)能電池板呈45°傾斜安裝在距離恒溫沉淀池3地面1.2m的位置，電池板的尺寸為1×2米，溫控探頭固定在距離恒溫沉淀池3底部0.2m處，蓄電電池放在配電箱里，以便維護(hù)。

恒溫沉淀池3與曝氣生物濾池5通過(guò)循環(huán)管路2形成循環(huán)流通，進(jìn)水設(shè)在曝氣生物濾池底部的布水布?xì)鈪^(qū)。曝氣生物濾池5由有機(jī)玻璃加工而成，濾池呈圓柱形，濾池內(nèi)徑為0.6m，總高度為1.3m，有效容積為36l。清水區(qū)高0.15m，濾料區(qū)高0.8m，布水布?xì)鈪^(qū)高0.15m，積泥區(qū)高0.2m。進(jìn)水管和曝氣管位于反應(yīng)器的布水布?xì)鈪^(qū)，進(jìn)水管開(kāi)口向下以避免造成短流，曝氣采用氣泡石電磁式曝氣泵，曝氣管采用dn10的pvc管，曝氣流量為15l/h，每天24小時(shí)曝氣。出水管位于清水區(qū)的中上部，采用dn20的pvc管。反沖洗管位于布水布?xì)鈪^(qū)下部，采用dn30的pvc管，開(kāi)口向上，可實(shí)現(xiàn)反沖洗時(shí)水流均勻向上流動(dòng)。排泥管位于積泥區(qū)的最下部，可以定期對(duì)反應(yīng)器中脫落的生物膜污泥進(jìn)行排泥。水力停留時(shí)間2h，日最大流量為432l。濾池選用輕質(zhì)的聚丙烯小球作為填料，聚丙烯小球的粒徑約為5mm。

曝氣生物濾池水泵和氣泵的電力來(lái)源于太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)4，當(dāng)處于陰雨天或者太陽(yáng)能蓄電池電力不足時(shí)，自動(dòng)切換至正常家用電網(wǎng)。

液位感應(yīng)控制系統(tǒng)6安裝在恒溫沉淀池3中，開(kāi)啟液位位置在距離恒溫沉淀池3底部的0.3m處，停止液位位置在距離恒溫沉淀池3底部的0.7m處。液位感應(yīng)器系統(tǒng)6通過(guò)控制排水泵的開(kāi)停，實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)滴灌系統(tǒng)7的控制。當(dāng)液位感應(yīng)系統(tǒng)6處于開(kāi)啟時(shí)，自動(dòng)滴灌系統(tǒng)7處于滴灌狀態(tài)；當(dāng)液位感應(yīng)系統(tǒng)6處于停止液位時(shí)，自動(dòng)滴灌系統(tǒng)7不再進(jìn)行滴灌。

一體式的柱形種植框架外部固定著螺旋狀種植槽，采用了abs樹(shù)脂材質(zhì)，耐腐蝕高溫，使用壽命長(zhǎng)。柱形種植框架的柱體直徑為1.2m，總高度為1.8m，外側(cè)固定的螺旋種植槽轉(zhuǎn)過(guò)的平面角度為20°，種植槽高度為0.12m，共有9層，每層高度差為0.08m。種植槽中填充的是一定體積比混合均勻的泥炭土、蛭石、珍珠巖（泥炭土：蛭石：珍珠巖=2：1：1），基質(zhì)層的厚度為0.1m，種植槽內(nèi)每隔0.2m處設(shè)有一塊帶孔擋板，既可以防止基質(zhì)下滑，也不阻礙污水向下滲透。種植槽內(nèi)的植物有梔子花、紫葉鴨拓草、吊蘭、野薔薇，搭配種植，景觀效果較佳。在頂層種植槽的上方設(shè)有自動(dòng)滴灌系統(tǒng)的滴頭，可以對(duì)種植槽中的植物進(jìn)行間歇式灌溉。

本實(shí)施例的污水處理動(dòng)力消耗低，僅為兩臺(tái)水泵和一臺(tái)氣泵的運(yùn)行費(fèi)用，噸水處理成本約0.1元，遠(yuǎn)低于一般污水處理工藝，且運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，出水可達(dá)一級(jí)a標(biāo)。本實(shí)施例經(jīng)過(guò)合理規(guī)劃，占地面積較小，增加了綠化面積，既改造了景觀效果，又實(shí)現(xiàn)了污水的資源化處理。