專利名稱：：農(nóng)村污水處理裝置及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于環(huán)境保護
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及廢水治理、資源回收利用技術(shù)，具體為一種農(nóng)村污水的處理裝置以及使用的方法。
背景技術(shù)：
：隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，農(nóng)村小城鎮(zhèn)化傾向日趨明顯，農(nóng)村污水已成為僅次于城市污水的又一個嚴(yán)重污染源。由于農(nóng)村污染源分散且面廣、污水量少、資金有限、技術(shù)力量薄弱等原因，農(nóng)村污水的無害化處理率很低。對農(nóng)村人畜混合污水進行無害化處理和資源化利用，是現(xiàn)代文明的基本要求，已成為農(nóng)村生態(tài)村建設(shè)中重點關(guān)注的環(huán)保問題。農(nóng)村污水包括人畜糞便污水、廚房洗滌廢水以及小型企業(yè)生產(chǎn)廢水。排水量不大，可生化性較好，目前一般采用沼氣凈化處理，并與"改櫥、改廁、改圈"相結(jié)合，達(dá)到節(jié)能治污與沼氣、沼液、沼渣資源化利用的雙重目的。采用的"非耗能型"生物處理法常建成混凝土構(gòu)筑物，一般采用地埋式無動力生活污水處理裝置，其特點是整個處理設(shè)施置于地下、工藝運行不耗能、管理方便、污泥量少。實踐證明，此類處理裝置只有在排水水質(zhì)要求不高時方可選用。近年來，利用生態(tài)工程原理發(fā)展起來的人工濕地技術(shù)處理農(nóng)村污水呈現(xiàn)一定的發(fā)展趨勢。利用土地資源和生態(tài)技術(shù)，興建一些小型的生態(tài)污水處理系統(tǒng)，形成一定植物、土壤、微生物、水復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)以有效處置污水。主要有濕地處理系統(tǒng)、土地滲濾處理系統(tǒng)、生物穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)等。在我國西南部滇池流域的鄉(xiāng)村已建成了最新的廢水地下滲濾系統(tǒng)，主要由紅土和25%的煤渣組成的混合土壤填充，用于農(nóng)村廢水的處理。TIEHENG采用地下滲濾系統(tǒng)對生活污水處理進行了研究。該系統(tǒng)主要包括沉淀、土地滲濾、生物膜過程，其COD、BOD5、SS和氨氮去除率分別可達(dá)92.6%、97.6%、86.8°/。和81.72%。污水土地滲濾系統(tǒng)充分利用土壤毛細(xì)管滲濾作用，依靠土壤中的物理、化學(xué)、生物作用降解污水中的有機污染物。但是，進入土地滲濾系統(tǒng)的污水濃度不宜過高。而我國注重發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟，鼓勵發(fā)展農(nóng)村工業(yè)，因此農(nóng)村污水水質(zhì)成份復(fù)雜、排放污染物量較大，污水進入土地滲濾系統(tǒng)前需要經(jīng)過必要的預(yù)處理。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對含有小型企業(yè)生產(chǎn)廢水、水污染物濃度相對較高的農(nóng)村污水，設(shè)置一體化的處理裝置，并提供該裝置的使用方法，通過本發(fā)明處理的出水可作為景觀用水。本發(fā)明的農(nóng)村污水處理裝置，所處理的農(nóng)村污水的COD為300~400mg/L，BOD150~200mg/L，氨氮濃度為35mg/L以下，總磷濃度為2.8mg/L以下，pH為6~9。所述污水處理裝置由設(shè)置在地表的兼氧接觸氧化系統(tǒng)、泥水分離裝置和設(shè)置在地下的毛細(xì)管滲濾溝組合系統(tǒng)組成；所述兼氧接觸氧化系統(tǒng)內(nèi)置聚丙烯材料制成的球形填料，下設(shè)曝氣管；所述泥水分離裝置即為沉淀槽，連接在兼氧接觸氧化系統(tǒng)和毛細(xì)管滲濾溝組合系統(tǒng)之間；所述毛細(xì)管滲濾系統(tǒng)的組成包括布水管、上層滲濾層和下層砂礫層。所述毛細(xì)管滲濾溝組合系統(tǒng)的上層滲濾層是用污水處理當(dāng)?shù)赝寥篮突以大w積比2:1配制而成，厚度為0.40.6m;下層砂礫層由粒徑為0.52mm的粗砂組成，厚度為0.3~0.4m;滲濾層上鋪設(shè)布水管形成多條滲濾溝，在滲濾層和砂礫層之間設(shè)置可透水的無紡布隔離層。上述農(nóng)村污水處理裝置的應(yīng)用包括以下步驟(1)待處理污水泵入兼氧接觸氧化池進行預(yù)處理，預(yù)處理過程中溶解氧濃度控制在0.5mg/L,處理24小時；(2)預(yù)處理后的出水流入泥水分離裝置進行泥水分離，澄清后的出水再泵入毛細(xì)管滲濾溝組合系統(tǒng)；(3)上述泵入的出水經(jīng)布水管滲濾溝布水，再經(jīng)過上層滲濾層的吸附滲濾后，通過可透水的無紡布隔離層，再經(jīng)過沙礫層的再分布和吸附后濾出。本發(fā)明方案進一步敘述如下本發(fā)明實際上是一個兼氧接觸氧化-土地滲濾溝系統(tǒng)綜合污水處理技術(shù)，由兼氧接觸氧化污水預(yù)處理系統(tǒng)、土地滲濾溝污水處理系統(tǒng)兩部分組成。1.兼氧接觸氧化污水預(yù)處理系統(tǒng)可用于污水進入后續(xù)處理工藝前的預(yù)處理。通過控制水力停留時間在24h，溶解氧濃度控制在0.5mg/L的條件下，利用系統(tǒng)中的填料可有效降低有機物含量，使出水COD降至100mg/L左右，達(dá)到預(yù)處理目的。針對不同水質(zhì)情況，可通過切換，靈活選擇無動力或微動力等運行方式。2.經(jīng)預(yù)處理后的污水通過管道輸送至土壤滲濾系統(tǒng)。在配水系統(tǒng)控制下，污水經(jīng)布水管分配到每條滲濾溝中。污水在滲濾溝中通過上層滲濾層吸附滲濾后，通過可透水的無紡布隔離層，再經(jīng)過沙礫層的再分布和吸附后濾出。本發(fā)明設(shè)置在地下的毛細(xì)管滲濾溝組合系統(tǒng)可以在其上種植草坪植物，在上層滲濾層的部分污水在土壤毛細(xì)作用下上升至植物根區(qū)，經(jīng)過土壤的物理、化學(xué)作用和微生物的生化作用以及植物吸收利用后得到處理和凈化。大部分污水在滲濾溝中通過上層滲濾層吸附滲濾后，通過可透水的無紡布隔離層，再經(jīng)過沙礫層的再分布和吸附后濾出。由于滲濾溝特殊配制的土壤是用污水處理當(dāng)?shù)赝寥篮突以大w積比2:l配制而成，厚度為0.4~0.6m;具有理想的土壤機質(zhì)組成，有機質(zhì)含量豐富，因此土壤的團粒結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，滲透速率高，毛細(xì)作用強，吸附容量大，通透性較好。同時，土壤中富含微生物所必須的營養(yǎng)和能源物質(zhì)，加之適宜的土壤性狀為土壤微生物提供了良好的生存發(fā)育環(huán)境，因此土壤具有較高的生物活性。被阻留和吸附在土壤中的有機污染物在微生物的作用下，經(jīng)生物化學(xué)反應(yīng)被分解轉(zhuǎn)化成無機物，這是去除有機污染物的關(guān)鍵過程。污水經(jīng)過上層滲濾層的吸附滲濾后，通過可透水的無紡布隔離層，再經(jīng)過砂礫層的再分布和吸附后濾出。草坪植物對營養(yǎng)元素的吸收也是污水凈化的重要途徑。污水中的氮、磷等作為植物生長所必需的養(yǎng)分，通過植物根系被吸收利用，當(dāng)割草時被移出系統(tǒng)達(dá)到脫除的目的。經(jīng)常的修剪草坪可以使?fàn)I養(yǎng)元素的去除量達(dá)到最大。將兩系統(tǒng)聯(lián)合形成的兼氧接觸氧化-土地滲濾系統(tǒng)綜合污水處理技術(shù)可穩(wěn)定實現(xiàn)污水高標(biāo)準(zhǔn)處理目的，加強對景觀水體的生態(tài)修復(fù)，實現(xiàn)再生水資源的有效利用，最大程度降低系統(tǒng)能耗和運行管理費用。本發(fā)明的回用指標(biāo)為(1)污水回用率大于60%;(2)回用處理系統(tǒng)處理出水達(dá)到表1的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。表1回用處理系統(tǒng)處理出水標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)范圍pH69CODCr<50mg/LBOD5<10mg/LSS<3mg/L處理場地為規(guī)劃綠化用地。充分利用生態(tài)、自然型技術(shù)，將傳統(tǒng)工藝與新工藝相結(jié)合，努力達(dá)到污水處理的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)化，注重從單一處理向綜合環(huán)境的改善和資源綜合利用方向發(fā)展。圖l污水處理方法流程圖。圖2設(shè)置在地表的兼氧接觸氧化系統(tǒng)裝置示意圖。圖3設(shè)置在地下的毛細(xì)管滲濾溝系統(tǒng)裝置示意圖。圖中1、集水槽；2、泵；3、兼氧接觸氧化池；4、球形填料；5、曝氣管；6、泥水分離裝置；7、布水管；8、滲濾層；9、無紡布隔離層；10、沙礫層具體實施方式實施例l:農(nóng)村污水接觸氧化法預(yù)處理試驗農(nóng)村綜合污水進水(原水)水質(zhì)見表2。表2原水水質(zhì)情況<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>接觸氧化實驗裝置由微動力的接觸氧化池和二沉池組成，有機玻璃制作，有效尺寸為0.30mX0.30mX0.50m，內(nèi)置由聚丙烯材料制成的球形填料，直徑為100mm，微量曝氣，控制溶解氧小于0.5mg/L。在兼氧接觸氧化系統(tǒng)的進水COD在300400mg/L時，水力停留時間為12h的出水COD在150mg/L左右；水力停留時間為24h的出水COD小于120mg/L，系統(tǒng)對COD的去除率為75%左右。實施例2:土地毛細(xì)管滲濾處理實驗土地毛細(xì)管滲濾實驗裝置由PVC制成，有效尺寸為0.40mX0.60mX0.60m;滲濾系統(tǒng)由以下3部分組成1、上層鋪設(shè)布水管形成多條滲濾溝的布水層，2、下層滲濾層為人工配置的特殊土壤層，用項目示范點當(dāng)?shù)赝寥阑旌鸵欢ū壤幕以大w積比2:l配制而成，厚度為0.40.6m，是污水得到凈化的主要作用層。3、砂礫層由粒徑為0.52.0mm的粗砂組成，起承托滲濾層和使污水均勻分布的作用，在滲濾層和砂礫層之間設(shè)置可透水的無紡布隔離。以防止上層土壤下落填入砂礫層，破壞均勻布水。該滲濾系統(tǒng)設(shè)置在地下，表層為當(dāng)?shù)氐母餐寥溃┎萜褐参锷L。土地滲濾系統(tǒng)的進水COD在93124mg/L，水力負(fù)荷為0.03m3/(m2d)的出水COD在60mg/L左右；水力負(fù)荷為0.02m3/(m2d)的出水COD小于50mg/L,系統(tǒng)對COD的去除率大于60%。實施例3:農(nóng)村污水處理實例本實例中，農(nóng)村污水處理裝置被應(yīng)用于集鎮(zhèn)型現(xiàn)代新農(nóng)村，該類農(nóng)村污水水量較大、污水成分復(fù)雜，通常包括有生活污水、工業(yè)廢水兩部分。(1)污水來源和水量分析該村污水來源主要有村域內(nèi)生活污水和工業(yè)園內(nèi)工業(yè)廢水兩部分，總排放量約為546t/d。表3污水水量平衡表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>(2)設(shè)計處理能力根據(jù)該村經(jīng)濟的發(fā)展需要，工業(yè)廢水排放量將不斷增長，并考慮到處理設(shè)施承納部分雨水的能力，故設(shè)計系統(tǒng)污水處理能力為1000t/d?？紤]到遭遇大到暴雨時系統(tǒng)的安全，系統(tǒng)設(shè)計超越直接排放設(shè)施，這樣既保證了處理系統(tǒng)的安全，同時也盡可能的減少了雨污的直接排放。(3)進水污水水質(zhì)分析表4污水水質(zhì)分析數(shù)量表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>說明①因為排口低于河水水面，所以工業(yè)污水樣品取自于排口附近的河水；②混合污水是由生活污水l，生活污水2和工業(yè)污水按照1:1:2比例實驗室均勻混合而得。③當(dāng)污水混合雨水后，污水得到稀釋，較上述"混合污水"水質(zhì)指標(biāo)會有所降低，理論上水質(zhì)指標(biāo)可降低50%。工藝設(shè)計(1)集水池功能說明均衡污水水質(zhì)、水量；設(shè)計參數(shù)總?cè)莘e518m3，設(shè)計停留時間8小時，有效容積350m建筑結(jié)構(gòu)地下式，塊石砌筑；設(shè)備設(shè)置污水提升泵2臺，1開1備，配套格柵2臺；(2)兼氧接觸氧化預(yù)處理系統(tǒng)的裝置a兼氧接觸氧化池功能說明生化分解有機物；設(shè)計參數(shù)總?cè)莘e1536m3;停留時間24小時；設(shè)備設(shè)置球形填料U60m3，成套填料支架12套，水下曝氣機3臺；b泥水分離裝置功能說明固液分離，污泥沉降；設(shè)計參數(shù)總?cè)莘e230.4m3;停留時間5小時，有效容積320m3;設(shè)計尺寸16mLX2.5mBX4mHX2格；設(shè)備配置污泥泵3臺；(3)毛細(xì)管滲濾溝系統(tǒng)裝置功能說明土壤凈化作用處理污水；設(shè)計參數(shù)總面積1500m2，設(shè)計在地下，并在其地表種植草坪植物。建筑結(jié)構(gòu)人工防滲構(gòu)造溝；設(shè)備配置特殊土壤層和布水系統(tǒng)。上述設(shè)計的農(nóng)村污水的處理裝置經(jīng)過實際應(yīng)用，共處理污水546噸，出水達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)詳見表5。表5污水處理單元出水水質(zhì)指標(biāo)表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>說明①污水綜合排放一級B標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)采用《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002中相關(guān)規(guī)定；②回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)我國《污水回用設(shè)計規(guī)范推薦標(biāo)準(zhǔn)》(CECS-61:94)、《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ25.1-89),并結(jié)合國內(nèi)外其它城市污水回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)確定。權(quán)利要求1、農(nóng)村污水處理裝置，所述農(nóng)村污水的COD為300～400mg/L，BOD150～200mg/L，氨氮濃度為35mg/L以下，總磷濃度為2.8mg/L以下，pH為6～9，其特征在于所述污水處理裝置由設(shè)置在地表的兼氧接觸氧化系統(tǒng)、泥水分離裝置和設(shè)置在地下的毛細(xì)管滲濾溝組合系統(tǒng)組成；所述兼氧接觸氧化系統(tǒng)內(nèi)置聚丙烯材料制成的球形填料，下設(shè)曝氣管；所述泥水分離裝置即為沉淀槽，連接在兼氧接觸氧化系統(tǒng)和毛細(xì)管滲濾溝組合系統(tǒng)之間；所述毛細(xì)管滲濾系統(tǒng)的組成包括布水管、上層滲濾層和下層砂礫層。2、如權(quán)利要求1所述農(nóng)村污水處理裝置，其特征在于所述毛細(xì)管滲濾溝組合系統(tǒng)的上層滲濾層是用污水處理當(dāng)?shù)赝寥篮突以大w積比2:l配制而成，厚度為0.40.6m;下層砂礫層由粒徑為0.52mm的粗砂組成，厚度為0.3~0.4m;滲濾層上鋪設(shè)布水管形成多條滲濾溝，在滲濾層和砂礫層之間設(shè)置可透水的無紡布隔離層。3、如權(quán)利要求l所述農(nóng)村污水處理裝置的應(yīng)用，其特征在于以下步驟:(1)待處理污水泵入兼氧接觸氧化池進行預(yù)處理，預(yù)處理過程中溶解氧濃度控制在0.5mg/L，處理24小時；(2)預(yù)處理后的出水流入泥水分離裝置進行泥水分離，澄清后的出水再泵入毛細(xì)管滲濾溝組合系統(tǒng)；(2)上述泵入的出水經(jīng)布水管滲濾溝布水，再經(jīng)過上層滲濾層的吸附滲濾后，通過可透水的無紡布隔離層，再經(jīng)過砂礫層的再分布和吸附后濾出。全文摘要本發(fā)明公開了一種農(nóng)村污水處理裝置及其應(yīng)用，該裝置由兼氧接觸氧化系統(tǒng)、泥水分離裝置和毛細(xì)管滲濾溝組合系統(tǒng)組成；兼氧接觸氧化系統(tǒng)內(nèi)置聚丙烯材料制成的球形填料，下設(shè)曝氣管；毛細(xì)管滲濾系統(tǒng)的組成包括布水管、上層滲濾層和下層砂礫層。滲濾層用污水處理當(dāng)?shù)赝寥篮突以大w積比2∶1配制而成，厚度為0.4～0.6m；砂礫層由粒徑為0.5～2mm的粗砂組成，厚度為0.3～0.4m；滲濾層上鋪設(shè)布水管，滲濾層和砂礫層之間設(shè)置可透水的無紡布。污水泵入兼氧接觸氧化池預(yù)處理后泥水分離，再經(jīng)毛細(xì)管滲濾溝組合系統(tǒng)的布水、吸附、滲濾、再分布和吸附后，濾出達(dá)到排放指標(biāo)的水。文檔編號C02F9/14GK101164924SQ200710071518公開日2008年4月23日申請日期2007年9月21日優(yōu)先權(quán)日2007年9月21日發(fā)明者孫培德,郭茂新申請人:浙江工商大學(xué)