[發明專利]一種重力驅動的分散式農村污水處理系統及方法

在審

• 申請號: 202210628336.7
• 申請日: 2022-06-06
• 公開（公告）號: CN115010318A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 王曉玲;董廣耀;陳一天;鄭雅致
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F3/28;C02F3/04;C02F3/32;C02F101/30
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 張建中

本發明公開了一種重力驅動的分散式農村污水處理系統，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元素。本發明還公開了一種重力驅動的分散式農村污水處理方法。本發明充分利用地形特點，使得生態濾床的每個系統之間具有一定的高度差，從而由重力驅動水流，不需要額外的電力，為物理?生物?生態組合處理污水，實現了單一系統的優勢互補。

技術領域

本發明涉及污水處理領域，特別涉及一種重力驅動的分散式農村污水處理系統及方法。

背景技術

目前，農村污水處理不同于城市及中小城鎮，具有點多、面廣、量小、分散等特點，面臨管理水平低、建站和運行資金短缺等問題。這就導致農村沒有完備的污水處理系統，分散式農村污水直接排放或者經過簡單處理后排放至河流、池塘，導致了水體生態環境氮、磷富營養化，甚至造成水體發黑，散發臭味；若污水滲入地下，則會破壞土壤生態環境，造成土壤板結，間接造成農牧業經濟損失。

傳統化糞池是一種易于操作的技術，在農村地區被廣泛采用。然而，處理后總懸浮固體、氨氮和總磷的濃度仍然很高。同時，處理過程中還會排放大量溫室氣體。除此之外，人工濕地作為一種生態污水處理技術也被廣泛應用。人工濕地主要有潛流和表面流工濕地兩種形式。雖然表面流人工濕地對化學需氧量和生化需氧量有較好的處理效果，但對氨氮和總磷的去除率有限且變化較大。此外，由于該系統是對大氣開放的，因此氣味和蒼蠅的問題也是較難解決的。雖然相比于表面流人工濕地，潛流人工濕地具有更高的污染物去除效率，但在運行中也面臨一些常見的問題，如控制復雜、堵塞等。一些集中式的污水處理的綜合工藝由于需要電力驅動水流和曝氣，且建設成本高，操作和維護復雜，所以從長期運營的角度來看，這對許多小型農村社區來說在經濟上是不可行的。針對上述問題，我們提出一種重力驅動的分散式農村污水處理系統，它是一種物理-生物-生態組合處理系統，可以實現單一工藝的優劣互補，可以克服傳統處理技術以及集中式的污水處理的綜合工藝存在的大面積、去除效率低、易堵塞、能耗高等問題，具備有機物和氮磷的高效去除，并且抗沖擊能力和液壓負載率高，占地面積要求小，適應農村污水較為分散的特點，易于維護，低能耗，長壽命，無噪音和無氣味，還利于景觀的改善。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種低能耗、長壽命、無噪音、無氣味、改善景觀的重力驅動的分散式農村污水處理系統及方法。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：一種重力驅動的分散式農村污水處理系統，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元素。

進一步地，厭氧槽內設置多塊交錯布置的防止短流板，在厭氧槽內設有用于降解有機物并將氨氮轉化為氮氣的微生物；厭氧槽的進、出水口均接近槽底，在厭氧槽的出水管道設置閥門。

進一步地，多級土壤滲濾系統包括布水管道、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，并將吸附的氨氮轉化為亞硝酸鹽；滲濾排水層鋪設礫石，用于將從土壤模塊與滲濾材料混鋪層滲透的污水排出。

進一步地，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。

進一步地，滲濾材料包括以下一種或幾種材料：沸石、珍珠巖、礫石。