一體化汙水淨化系統的製作方法
2024-03-27 12:53:05
一體化汙水淨化系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種一體化汙水淨化系統，包括汙水處理池體，所述汙水處理池體內由頂部至底部依次設置有：植物種植層、第一O段生物濾層、第一曝氣層、第二O段生物濾層、第二曝氣層、A段生物濾層、以及出水層；所述第一曝氣層和所述第二曝氣層均設有用於連通所述汙水處理池體外部的曝氣管。該一體化汙水淨化系統具有：佔地面積少、系統啟動快、填料可循環再生作用、運行成本低、維護操作簡單、環境衛生好、汙水處理效果好、自主供氣等優勢。
【專利說明】
一體化汙水淨化系統
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及汙水處理技術領域，具體而言，涉及一種一體化汙水淨化系統。
【背景技術】
[0002] 低濃度生活汙水處理工藝和淨水系統，經過多年的發展和使用，已有多種傳統的 處理工藝，主要有:序列間歇式活性汙泥法、氧化溝法、吸附-生物降解工藝、厭氧好氧工藝 法、生物濾池法、生物轉盤法、生物接觸氧化法、生物流化床法、人工溼地法、地下滲濾處理 系統等，這些常規的處理工藝雖然都能取得較好的效果，但也存在一些難以克服的缺點，主 要表現在:第一、基建投資和管理費用較高，農村和小城鎮地區難以承受較高的經濟成本； 第二，操作複雜，難以管理;第三、汙水處理過程中產生大量的汙泥，容易造成二次汙染，並 且易阻塞汙水處理系統，造成處理系統的癱瘓，從而導致相應維護費用的增加;第四、動力 消耗較大、佔地面積大、耐衝擊負荷差，處理單位汙水的能耗較高。 【實用新型內容】
[0003] 有鑑於此，本實用新型要解決的技術問題在於克服現有技術的缺陷，提供一種一 體化汙水淨化系統，包括汙水處理池體，其特徵在於，所述汙水處理池體內由頂部至底部依 次設置有:植物種植層、第一 〇段生物濾層、第一曝氣層、第二〇段生物濾層、第二曝氣層、A段 生物濾層、以及出水層;所述汙水處理池體的頂部、靠近所述植物種植層處設有進水口；所 述池體的底部設有用於連通所述出水層和所述汙水處理池體外部的出水口；
[0004] 所述第一曝氣層和所述第二曝氣層均設有用於連通所述汙水處理池體外部的曝 氣管。
[0005] 在某些實施方式中，所述進水口處連接有從所述汙水處理池體外部穿設至所述汙 水處理池體內部的進水管;所述進水管連接有布設於所述植物種植層的布水器。
[0006] 在某些實施方式中，所述布水器包括與所述進水管連接的主線管道，以及多條連 接於所述主線管道的分線管道，所述分線管道背離所述主線管道的一端開設有若干澆灌 □ 〇
[0007] 在某些實施方式中，所述分線管道垂直於所述主線管道。
[0008] 在某些實施方式中，所述進水口設置有閥門。
[0009]在某些實施方式中，所述第一0段生物濾層與所述第二0段生物濾層的厚度相同， 所述第一 〇段生物濾層或所述第二〇段生物濾層與所述汙水處理池體的高度比例為1:6~1: 10。
[0010] 在某些實施方式中，所述汙水處理池體的頂部距離所述植物種植層的表面30cm~ 50cm〇
[0011] 在某些實施方式中，所述出水口與A段生物濾層的上表面平齊。
[0012] 本實用新型提供的有益效果是：
[0013] 本實用新型提供的一體化汙水淨化系統相較於現有技術，具有以下優勢：
[0014] 1、佔地面積少:每平方米佔地面積每天可處理1.5~2.0m3的汙水。
[0015] 2、系統啟動快:建成後即可投入使用，簡單調試後即可以運行。
[0016] 3、填料具有循環再生作用，使用壽命長，節約經濟成本。
[0017] 4、運行成本低:系統運行時，除進水提升需要耗電外，不需要其他能耗，每處理1立 方米汙水耗電量少於〇. 1度。
[0018] 5、維護操作簡單，除了植物定期收割外，基本無需人工值守，維護費用極低。
[0019] 6、環境衛生好，景觀效果好，結構搭配合理。
[0020] 7、汙水處理效果好:進水時化學需氧量彡800mg/L、氨氮彡40mg/L、總磷彡10mg/L、 固體懸浮物<l〇〇mg/L，出水時化學需氧量<40mg/L、氨氮<5mg/L、總磷<0.5mg/L、固體懸 浮物< 5mg/L，部分指標超過城鎮汙水處理廠一級A標準。
[0021 ] 8、自主供氣:通過增設曝氣管實現曝氣層和0段生物濾層的通氣，無需額外耗能供 給氧氣。
【附圖說明】
[0022] 應當理解的是，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是 對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據 這些附圖獲得其他相關的附圖。
[0023] 圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型植物種植層結構示意圖，圖3為 本實用新型第一曝氣層和第二曝氣層結構示意圖，圖4為本實用新型出水層結構示意圖。
[0024] 附圖標號說明：
【具體實施方式】
[0027]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始 至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參 考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型 的限制。
[0028]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語"長度"、"寬度"、"上"、"下"、"前"、 "後"、"左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底""內'"外"等指示的方位或位置關係為基於附 圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示 所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本 實用新型的限制。
[0029]此外，術語"第一"、"第二"僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性 或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有"第一"、"第二"的特徵可以明示或者 隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本實用新型的描述中，"多個"的含義是兩個或兩個 以上，除非另有明確具體的限定。
[0030]在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，術語"安裝"、"相連"、"連接"、"固 定"等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是 機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個 元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據 具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0031] 實施例
[0032] 參閱圖1和圖2，在本實用新型實施例中，一體化汙水淨化系統，包括汙水處理池體 1，其特徵在於，所述汙水處理池體1內由頂部至底部依次設置有:植物種植層2、第一 0段生 物濾層3、第一曝氣層4、第二0段生物濾層5、第二曝氣層6、A段生物濾層7、以及出水層8;所 述汙水處理池體1的頂部、靠近所述植物種植層2處設有進水口 9;所述池體的底部設有用於 連通所述出水層8和所述汙水處理池體1外部的出水口 10;
[0033] 所述第一曝氣層4和所述第二曝氣層6均設有用於連通所述汙水處理池體1外部的 曝氣管12。
[0034] 上述，汙水由汙水處理池體1的進水口 9進入池體內部時，汙水首先經布水器13進 入植物種植層2,通常經過約為20min滲濾時間，跌落到第一0段生物濾層3,經過約為50min 的滲濾時間，跌落到第二〇段生物濾層5，經過約為50min的滲濾時間，跌落到A段生物濾層7， 通過重力作用形成的水壓力，經出水層8由出水口 10排出上一進水周期儲存在A段生物濾層 7的水，達標排放。本次進水儲存在A段生物濾層7,繼續進行生物作用，在下一進水周期排 出。
[0035] 汙水進入植物種植層2時，汙水在下跌滲濾過程中，以植物根系吸收，實現生物固 氮、固磷，吸收汙水中的多餘的氮元素和磷元素。所述的植物種植層2種植的通常為挺水植 物，如燈心草、美人蕉、皇竹草、螢藺、香菇草等。
[0036] 汙水進入第一 0段生物濾層3和第二0段生物濾層5，被第一 0段生物濾層3和第二0 段生物濾層5中填充的好氧生物濾料吸附。
[0037]可以理解的是，微生物淨化汙水的過程，實質上就是在汙水處理裝置這一小型生 態系統內，利用各種生理生化性能的微生物類群間的相互配合而進行的一種物質循環過 程。當化學需氧量、氨氮、固體懸浮物含量較高的進入汙水處理裝置後，其中的自然微生物 區系在好氧條件下，根據其中營養物質或有毒物質的情況，在客觀上造成了一個選擇性的 培養條件，並隨著時間的推移，發生了微生物區系的有規律的更迭，從而使水中的有機物或 毒物不斷被降解、氧化、分解、轉化或吸附沉降，進而達到去除汙染物的效果。
[0038] 有機汙染物的去除主要由過濾截留、吸附和微生物降解作用共同完成。過濾截留 和吸附作用在汙水下滲過程中起主要作用。有機物的真正去除是依靠填料中種類和數量龐 大的微生物進行分解降解完成，主要發生在停止進水期，其中的好氧降解是主導作用，兼 氧、厭氧分解作用較小，其分解最終產物為N 2、co#ra2〇等。分解產生氣體通過填料層和曝氣 層管道排入大氣中。
[0039] 需要理解的是，汙水中的有機氮通過微生物的氨化作用轉化為NH4+-N，在有氧環境 下由亞硝酸菌氧化為N02-N，再由硝酸菌將N02-N進一步氧化為N03-N的過程，該過程改變了 有機氮的存在形態。
[0040] 汙水中的磷是以磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機磷酸鹽型式存在。本系統對磷的去除作 用包括填料的過濾吸附、微生物固磷和植物吸收。
[0041] 需要理解的是，汙水在緩慢下跌的過程中，系統內微生物分解產生的廢氣由第一 曝氣層4和所述第二曝氣層6設有的曝氣管12排出，當汙水下滲到曝氣層以下，填料內部產 生一定的負壓，空氣從曝氣管12進入曝氣層，從而達到對第一 0段生物濾層3和第二0段生物 濾層5中好氧生物濾料供氧的目的。
[0042]需要理解的是，汙水繼續下跌進入Α段生物濾層7,因該段完全被水淹沒，形成了一 個厭氧微環境，厭氧菌利用汙水中剩餘有機物提供的碳源為能量將N03-N還原成N2，N2通過 曝氣層管道排出系統。
[0043]汙水經過約2h的滲濾達標排放後，系統停置4h，再進行下一輪進水循環。在停置 期，填料內吸附的汙染物質，通過微生物分解作用進一步分解，分解產生的氣體由曝氣層管 道排出。
[0044] 可以理解的是，植物種植層2種植的植物吸收的氮、磷類有機物，可以通過定期收 割植物得以去除。
[0045] 本實用新型採用間歇式進水，在停止進水期，附著在生物濾料表面的微生物將進 水期吸附的有機汙染物分解去除而達到淨化效果，從而恢復生物濾料的吸附性能。當然，本 實用新型還可以設置相同的多套汙水淨化系統，通過定時控制系統，實現連續進水、連續出 水。本實用新型的一體化汙水淨化系統佔地面積小、出水水質穩定、投資造價低、操作維護 簡單、運營管理費用低的特點，尤其適用於村鎮生活汙水、農副產品加工廠等有機汙水的處 理。
[0046] 實際應用中，本實用新型採用間歇進水方式，進水間隔周期通常為6h左右，該周期 時間限定由智能定時裝置控制汙水進水閥門既可現實。汙水整個滲濾過程約為2h，空置期 為4h。汙水在植物種植層2的停留時間約為20min，減少了植物泡水時間，有效保證植物良好 的呼吸環境。
[0047] 可以理解的是，為使第一曝氣層4和第二曝氣層6的曝氣程度更為充分，曝氣管12 可布設與所述第一曝氣層4和第二曝氣層6中，曝氣管12的分布的形狀可以由多種情況，可 參閱圖2中的排布方式，即呈井字形排布。
[0048] 當然，為了出水層8能夠更好的排出水流，出水層8處可設有布設於出水層8中的出 水管，參閱圖4。
[0049] 本實用新型的汙水處理池體1，可選用混凝土、磚混、碳鋼和玻璃鋼材料。根據現場 實際情況，池體可為地上式、半地上式或者地下式結構。
[0050] 參閱圖3，在本實用新型實施例中，所述進水口 9處連接有從所述汙水處理池體1外 部穿設至所述汙水處理池體1內部的進水管11;所述進水管11連接有布設於所述植物種植 層2的布水器13。
[0051] 上述，由布水器13布水到植物種植層2,布水器13的特殊結構，可以把汙水均勻灑 布在植物種植層2。有利於汙水在植物種植層2的分散。
[0052]在本實用新型實施例中，所述布水器13包括與所述進水管11連接的主線管道131， 以及多條連接於所述主線管道131管壁的分線管道132,所述分線管道132背離所述主線管 道131的一端開設澆灌口 132開設有若干澆灌口，澆灌口間距10cm，直徑5mm~10mm、為呈水 平均勻分布的圓孔。
[0053]上述，汙水由進水管11進入布水器13的主線管道131，再經由分線管道132將汙水 分布到植物種植層2,布水器13的特殊結構，可以把汙水均勻灑布在植物種植層2。有利於汙 水在植物種植層2的分散。
[0054] 可以理解的是，該布水器13、所述進水管11、所述曝氣管12和所述出水口 10均可以 是PVC管，具有較好的耐腐蝕性，且價格便宜。管道的直徑，根據處理汙水的水量和所使用的 位置來計算確定。
[0055] 在本實用新型實施例中，所述分線管道132垂直於所述主線管道131。
[0056] 在本實用新型實施例中，所述進水口9設置有閥門，閥門可以為智能定時電控閥 門。
[0057] 上述，閥門用於控制進水口 9的進水周期。
[0058] 在本實用新型實施例中，汙水進入一體化汙水淨化系統之前，應另外設置格柵和 沉澱池，去除汙水中的固體物質，避免固體物質阻塞該一體化汙水淨化系統。
[0059] 在本實用新型實施例中，所述第一0段生物濾層3與所述第二0段生物濾層5的厚度 相同，所述第一〇段生物濾層3或所述第二0段生物濾層5與所述汙水處理池體1的厚度比例 為 1:6 ~1:10〇
[0060]上述，在實際生產中，較為適於推廣的一體化汙水淨化系統的，汙水處理池體1高 度為230cm~370cm，植物種植層2的填料為細砂，植物種植層2的厚度約為20cm;第一 0段生 物濾層3和第二0段生物濾層5的好氧生物濾料均為細砂、碳粉、砂礫、沸石、陶粒等比表面積 大、孔隙率高、粒徑細小的惰性材料組成，第一 0段生物濾層3和第二0段生物濾層5的厚度均 約為40cm~80cm;A段生物濾層7的厭氧生物濾料為煤炭渣、頁巖石等組成，A段生物濾層7的 厚度為40cm~80cm;第一曝氣層4和第二曝氣層6的厚度均約為20cm，曝氣濾料為砂爍石層； 出水層8填料是砂礫石，出水層8厚度約為20cm。
[0061] 在本實用新型實施例中，所述汙水處理池體1的頂部距離所述植物種植層2的表面 30cm~50cm。
[0062] 以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本 領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則 之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【主權項】
1. 一體化汙水淨化系統，包括汙水處理池體，其特徵在於，所述汙水處理池體內由頂部 至底部依次設置有:植物種植層、第一 0段生物濾層、第一曝氣層、第二0段生物濾層、第二曝 氣層、A段生物濾層、以及出水層;所述汙水處理池體的頂部、靠近所述植物種植層處設有進 水口；所述池體的底部設有用於連通所述出水層和所述汙水處理池體外部的出水口； 所述第一曝氣層和所述第二曝氣層均設有用於連通所述汙水處理池體外部的曝氣管。2. 如權利要求1所述的一體化汙水淨化系統，其特徵在於:所述進水口處連接有從所述 汙水處理池體外部穿設至所述汙水處理池體內部的進水管;所述進水管連接有布設於所述 植物種植層的布水器。3. 如權利要求2所述的一體化汙水淨化系統，其特徵在於:所述布水器包括與所述進水 管連接的主線管道，以及多條連接於所述主線管道的分線管道，所述分線管道背離所述主 線管道的一端開設有若干澆灌口。4. 如權利要求3所述的一體化汙水淨化系統，其特徵在於:所述分線管道垂直於所述主 線管道。5. 如權利要求1所述的一體化汙水淨化系統，其特徵在於:所述進水口設置有閥門。6. 如權利要求1所述的一體化汙水淨化系統，其特徵在於:所述第一 0段生物濾層與所 述第二0段生物濾層的厚度相同，所述第一0段生物濾層或所述第二0段生物濾層與所述汙 水處理池體的高度比例為1:6~1:10。7. 如權利要求1所述的一體化汙水淨化系統，其特徵在於:所述汙水處理池體的頂部距 離所述植物種植層的表面30cm~50cm〇8. 如權利要求1所述的一體化汙水淨化系統，其特徵在於:所述出水口與A段生物濾層 的上表面平齊。
【文檔編號】C02F9/14GK205710332SQ201620558327
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月12日
【發明人】馬林雲, 趙樹章, 賴明輝, 劉新貴, 張幹均
【申請人】廣西飛揚環保科技有限公司