[發(fā)明專利]一種重力驅(qū)動的分散式農(nóng)村污水處理系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2022-06-06
• 公開（公告）號: CN115010318A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王曉玲;董廣耀;陳一天;鄭雅致
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F3/28;C02F3/04;C02F3/32;C02F101/30
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 張建中

1.一種重力驅(qū)動的分散式農(nóng)村污水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括通過管道依次連通且呈階梯狀分布的格柵槽、厭氧槽、多級土壤滲濾系統(tǒng)及階梯式潛流人工濕地；格柵槽用于濾除漂浮或懸浮污染物；厭氧槽用于在厭氧條件下降解大分子有機物；多級土壤滲濾系統(tǒng)用于去除氮磷及吸附并降解中小分子有機物；階梯式潛流人工濕地用于去除水體中的富營養(yǎng)元素。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力驅(qū)動的分散式農(nóng)村污水處理系統(tǒng)，其特征在于，厭氧槽內(nèi)設(shè)置多塊交錯布置的防止短流板，在厭氧槽內(nèi)設(shè)有用于降解有機物并將氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣的微生物；厭氧槽的進、出水口均接近槽底，在厭氧槽的出水管道設(shè)置閥門。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力驅(qū)動的分散式農(nóng)村污水處理系統(tǒng)，其特征在于，多級土壤滲濾系統(tǒng)包括布水管道、通氣管道及從上至下依次分布的土壤表層、粗礫石層、土壤模塊與滲濾材料混鋪層、滲濾排水層；至少一部分通氣管道鋪設(shè)在土壤模塊與滲濾材料混鋪層中；布水管道分布在粗礫石層中部，管道等距開孔；土壤表層用于種植植物；土壤模塊與滲濾材料混鋪層中，土壤模塊用于吸附并降解中小顆粒有機物及將污水中的亞硝酸鹽和硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮氣，滲濾材料用于對氨氮、磷酸鹽以及鐵離子進行吸附，并將吸附的氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽；滲濾排水層鋪設(shè)礫石，用于將從土壤模塊與滲濾材料混鋪層滲透的污水排出。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的重力驅(qū)動的分散式農(nóng)村污水處理系統(tǒng)，其特征在于，土壤模塊的材料包括土壤及以下一種或幾種材料：沙子、鋸末、木炭和鐵顆粒。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的重力驅(qū)動的分散式農(nóng)村污水處理系統(tǒng)，其特征在于，滲濾材料包括以下一種或幾種材料：沸石、珍珠巖、礫石。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重力驅(qū)動的分散式農(nóng)村污水處理系統(tǒng)，其特征在于，階梯式潛流人工濕地建立在邊坡上，包括多層階梯，在階梯末端及相鄰階梯之間設(shè)置擋水墻；每層階梯從上至下依次包括基質(zhì)層、潛流排水層及防滲層；基質(zhì)層用于吸附有機物，基質(zhì)層上種植植物；植物用于吸收有機物；潛流排水層鋪設(shè)礫石，用于將從基質(zhì)層滲透的污水排出至下一階梯；防滲層用于防止污水滲透。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的重力驅(qū)動的分散式農(nóng)村污水處理系統(tǒng)，其特征在于，階梯式潛流人工濕地建立在坡角為20～30°的邊坡上，每層階梯水平寬度為0.3～0.5m。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的重力驅(qū)動的分散式農(nóng)村污水處理系統(tǒng)，其特征在于，基質(zhì)層從上至下依次包括綠沸石層、黏土層和細砂層。

9.一種重力驅(qū)動的分散式農(nóng)村污水處理方法，其特征在于，設(shè)置通過管道依次連通且呈階梯狀分布的格柵槽、厭氧槽、多級土壤滲濾系統(tǒng)、階梯式潛流人工濕地及蓄水池；采用格柵槽濾除漂浮或懸浮污染物；采用厭氧槽在厭氧條件下降解大分子有機物；采用多級土壤滲濾系統(tǒng)去除氮磷及吸附并降解中小分子有機物；采用階梯式潛流人工濕地去除水體中的富營養(yǎng)元素；采用蓄水池儲存處理后的污水。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的重力驅(qū)動的分散式農(nóng)村污水處理方法，其特征在于，該方法包括：

通過封閉管道收集污水；

收集的污水通過管道進入格柵槽；格柵槽內(nèi)設(shè)粗格柵和細格柵，采用粗格柵濾除較大顆粒的漂浮或懸浮污染物；采用細格柵濾除穿過粗格柵的較小顆粒懸浮物質(zhì)；

通過格柵槽處理的污水進入?yún)捬醪郏辉趨捬醪蹆?nèi)投放厭氧氨氧化菌、水解菌、酸化菌；通過水解菌、酸化菌將大分子有機物降解為小分子有機物；通過厭氧氨氧化菌將氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣；

多級土壤滲濾系統(tǒng)設(shè)置布水管道、通氣管道及從上至下依次分布的土壤表層、粗礫石層、土壤模塊與滲濾材料混鋪層、滲濾排水層；使至少一部分通氣管道鋪設(shè)在土壤模塊與滲濾材料混鋪層中；使布水管道分布在粗礫石層中部，管道等距開孔；土壤表層用于種植植物；土壤模塊與滲濾材料混鋪層中，土壤模塊用于吸附并降解中小顆粒有機物及將污水中的亞硝酸鹽和硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮氣，滲濾材料用于對氨氮、磷酸鹽以及鐵離子進行吸附，并將吸附的氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽；在滲濾排水層鋪設(shè)礫石，用于將從土壤模塊與滲濾材料混鋪層滲透的污水排出；通過厭氧槽處理的污水依次經(jīng)過粗礫石層、土壤模塊與滲濾材料混鋪層后經(jīng)滲濾排水層排出；

將階梯式潛流人工濕地建立在邊坡上，設(shè)置多層階梯，在階梯末端及相鄰階梯之間設(shè)置擋水墻；每層階梯從上至下依次設(shè)置基質(zhì)層、潛流排水層及防滲層；基質(zhì)層用于吸附有機物，在基質(zhì)層上種植植物；植物用于吸收有機物；在潛流排水層鋪設(shè)礫石，用于將從基質(zhì)層滲透的污水排出至下一階梯；防滲層用于防止污水滲透；通過多級土壤滲濾系統(tǒng)處理的污水進入第一層階梯的基質(zhì)層，依次經(jīng)過各層階梯的基質(zhì)層處理后，由各層階梯的潛流排水層流入下一階梯的基質(zhì)層，直至從末端階梯的潛流排水層匯聚后進入蓄水池；

蓄水池上部設(shè)置出水管；當蓄水池液位達到出水管位置后沿出水管流出。