專利名稱：一種凈化水的處理裝置和操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水的凈化裝置和操作方法，尤其涉及一種分散農(nóng)村生活污水的植物生態(tài)處理裝置和操作方法。
背景技術(shù)：
隨著污水處理的普及，城鎮(zhèn)污水處理日益規(guī)?；?，分散農(nóng)村生活污水的處理亟待解決。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)階段全國(guó)共有行政村60多萬(wàn)個(gè)，自然村250多萬(wàn)個(gè)，居住著全圍2億多農(nóng)戶，近8億居民。而農(nóng)村的經(jīng)濟(jì)發(fā)展日益提高，生活水平也隨之提高，現(xiàn)代化的家具也走進(jìn)農(nóng)村，抽水馬桶與廚房廚具等設(shè)施也走入農(nóng)戶，按照傳統(tǒng)的農(nóng)村污水排放方式，農(nóng)戶污水直接排入水塘、河溝，容易導(dǎo)致滋生蚊蠅，污染水源，嚴(yán)重地還會(huì)危及到自然保護(hù)地、河和湖， 目前已造成河湖污染甚至富營(yíng)養(yǎng)化的例子已不勝枚舉。而我國(guó)圍土地域遼闊，分布在不同方位的農(nóng)村地形形態(tài)各異，收集管道較難鋪設(shè)，進(jìn)而不易采取統(tǒng)一的污水處理方式，且農(nóng)村生活污水水質(zhì)水量不穩(wěn)定，因此必須尋找一種適合的成套處理技術(shù)。目前，針對(duì)分散農(nóng)村生活污水的特點(diǎn)，處理流程為前期預(yù)處理和二級(jí)處理。在我國(guó)，生活污水前期處理通常為化糞池，化糞池在消除病原體、減少污染等方面能夠起到一定作用，但由于化糞池長(zhǎng)期使用，殘留在化糞池中的沉積物得不到及時(shí)清理，能夠滲漏導(dǎo)致污染地下水。由于農(nóng)村生活污水中的污染物是以有機(jī)物為主，其生化性較好，所以通常情況下農(nóng)村生活污水的二級(jí)處理采用生物處理的方式。國(guó)內(nèi)的處理工藝種類繁多，主流工藝包括自流式復(fù)合濾床[I]、改良化糞池-地下土壤滲濾系統(tǒng)[2]、以人工濕地為核心的處理方式等，這些方式雖然能滿足農(nóng)村生活污水的基本處理需求，但通常占地面積比較大，具有污染地下水的風(fēng)險(xiǎn)，并未實(shí)現(xiàn)設(shè)備成套化。針對(duì)現(xiàn)有分散農(nóng)村生活污水的處理技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了在密閉和開放式的反應(yīng)器中，依靠微曝氣提供微動(dòng)力，并利用特殊的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供旋轉(zhuǎn)式水流，應(yīng)用微生物和植物根系凈化原理處理污水，借助極少的外部能量，實(shí)現(xiàn)生物反應(yīng)床內(nèi)持續(xù)供氧并形成好氧、缺氧等不同生物呼吸區(qū)域，使污水得到有效凈化。參考文獻(xiàn)[I]張亮，洪松，毛旭輝，文成.自流式復(fù)合濾床處理農(nóng)村生活污水實(shí)驗(yàn)研究[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2008 (9)，125-128。[2]華文才，馮益敏，朱炳泉.地下上壤滲透系統(tǒng)處理農(nóng)村生活污水試驗(yàn)分析[J].華東交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2008 (6)，6-10。[3]宋志文，畢學(xué)軍，曹軍.人工濕地及其在我國(guó)小城市污水處理中的應(yīng)用[J].生態(tài)學(xué)雜志，2003 (3)，74-78。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，為農(nóng)村生活污水的處理設(shè)計(jì)出一套簡(jiǎn)易、節(jié)能、降低成本、處理效率高的處理裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種凈化水的處理裝置，包括厭氧罐體、好氧罐體、空氣泵和外層蓋板；所述厭氧罐體包括第一圓筒、第一擋板、第一填料網(wǎng)和厭氧菌；所述第一圓筒、第一填料網(wǎng)、厭氧菌均位于所述第一擋板內(nèi)部；所述第一填料網(wǎng)置于所述第一圓筒和所述第一擋板之間；所述厭氧菌位于所述第一填料網(wǎng)上掛膜生長(zhǎng)；所述第一擋板側(cè)部設(shè)置第一進(jìn)水管；所述第一圓筒中設(shè)置抽水泵和第一液位計(jì)；所述第一圓筒上設(shè)置有第一開孔；所述好氧罐體包括第二圓筒、第二檔板、第二填料網(wǎng)、好氧菌和水生植物；所述第二圓筒、第二填料網(wǎng)、好氧菌和水生植物均位于所述第二擋板內(nèi)部；所述第二填料網(wǎng)置于所述第二圓筒和所述第二擋板之間；所述好氧菌位于所述第二填料網(wǎng)上掛膜生長(zhǎng)；所述第二檔板側(cè)部分別設(shè)置第二進(jìn)水管和出水管；所述第二圓筒中設(shè)置第二液位計(jì)；所述第二圓筒上設(shè)置有第二開孔；所述水生植物位于整個(gè)好氧罐體內(nèi)部；所述抽水泵與第二進(jìn)水管連接；所述空氣泵位于所述好氧罐體上部；所述外層蓋板位于所述厭氧罐體上部。進(jìn)一步地，厭氧罐體為封閉式體系，好氧罐體為開放式體系。厭氧罐體和好氧罐體均為埋地式。第一圓筒、第一擋板、第二圓筒和第二檔板均為空心圓柱體。第一填料網(wǎng)和第二填料網(wǎng)均為立體網(wǎng)狀支架，且均為生物陶粒填料。 進(jìn)一步地，好氧罐體內(nèi)設(shè)置的水生植物選自花葉蘆竹、西伯利亞鳶尾、黃菖蒲、再力花和美人蕉中的一種或多種。本發(fā)明還公開了一種使用所述凈化水處理裝置處理農(nóng)村分散生活污水的方法，包括以下步驟I.凈化水處理裝置的微生物馴化及掛膜污水植物生態(tài)處理系統(tǒng)，在處理農(nóng)村生活污水前，加入污水廠沉砂池后進(jìn)水，對(duì)所述的處理裝置進(jìn)行前期的試運(yùn)行，通過(guò)污水中的污染物質(zhì)C0D、銨態(tài)氮、總磷和B0D5對(duì)所述的厭氧罐體和所述的好氧罐體進(jìn)行微生物馴化和生物膜的培養(yǎng)。2.凈化水處理裝置處理農(nóng)村生活污水將分散農(nóng)村生活污水依次引入?yún)捬豕摅w和好氧罐體，厭氧罐體與好氧罐體之間通過(guò)所述的第一液位計(jì)和所述的第二液位計(jì)調(diào)控進(jìn)出水，進(jìn)出水中分別監(jiān)控COD、NH4+-N和TPo本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是I.本發(fā)明的處理裝置是一種由表層植物床和底層生物反應(yīng)床構(gòu)成的復(fù)合生物生態(tài)處理系統(tǒng)，依靠極少的外部能量，可實(shí)現(xiàn)生物反應(yīng)床內(nèi)持續(xù)供氧并形成好氧、厭氧等不同生物呼吸區(qū)域；2.特殊的立體網(wǎng)狀支架不僅可供微生物棲息生長(zhǎng)，也為表層植物根系延伸發(fā)育提供了充分的空間；3.科學(xué)精致的內(nèi)部設(shè)計(jì)則保證了系統(tǒng)均勻的水力分布和良好的水力循環(huán)；4.由外圈和內(nèi)圈構(gòu)成的表層植物床分別選育栽種了根系發(fā)達(dá)和污染物吸收能力強(qiáng)的水生植物，不僅起到凈化污水的功能，而且使系統(tǒng)外觀天然而蔥郁；5.整個(gè)系統(tǒng)高度集約，占地面積小。耗能低。針對(duì)中等濃度的生活污水，處理效果好。系統(tǒng)集成制造，運(yùn)輸安裝方便，且造價(jià)低廉，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。系統(tǒng)主體為埋地式，地面部分為植物，外部環(huán)境優(yōu)雅美觀。


圖I是本發(fā)明所采用的凈化水處理裝置的平面圖。圖2是本發(fā)明所采用的凈化水處理裝置中厭氧罐體的立面圖。圖3是本發(fā)明所采用的凈化水處理裝置中好氧罐體的立面圖。圖中，I-厭氧罐體；2_好氧罐體；3_第一圓筒；4_第一擋板；5_第一填料網(wǎng)；6-抽水泵；7_第二圓筒2 ;8_第二擋板2 ;9_第二填料網(wǎng)；2 ; 10-空氣泵；11_第一進(jìn)水管；12_第二進(jìn)水管2 ; 13-出水管。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例中所用凈化水的處理裝置如圖I和圖2所示。在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述處理裝置整個(gè)系統(tǒng)尺寸為5900mm*3100mm。所述處理裝置由厭氧罐體和好氧罐體組 成，兩者均為圓柱形結(jié)構(gòu)，兩者尺寸均為2000mm*2000mm，主體材質(zhì)均為玻璃鋼。厭氧罐體為封閉式體系，好氧罐體為開放性體系。厭氧罐上部設(shè)置有外層蓋板，其材質(zhì)為碳鋼。好氧罐體上部設(shè)置有空氣泵，為好氧罐體提供空氣。厭氧罐體內(nèi)部設(shè)置第一圓筒、第一擋板、第一填料網(wǎng)和厭氧菌。第一填料網(wǎng)置于第一圓筒和第一擋板之間，第一填料網(wǎng)為特殊的立體網(wǎng)狀支架，供厭氧菌掛膜生長(zhǎng)。厭氧罐體側(cè)部設(shè)置第一進(jìn)水管，第一圓筒內(nèi)部設(shè)置抽水泵和第一液位計(jì)，且第一圓筒上設(shè)置第一開孔。污水經(jīng)第一進(jìn)水管進(jìn)入?yún)捬豕摅w內(nèi)部，環(huán)形繞流一周后，由中部第一開孔進(jìn)入第一圓筒內(nèi)部，當(dāng)?shù)谝粓A筒中液位達(dá)到第一液位計(jì)檢測(cè)水位時(shí)，第一圓筒中設(shè)置的抽水泵開始工作，將水抽入好氧罐體中。好氧罐體內(nèi)部設(shè)置第二圓筒、第二擋板、第二填料網(wǎng)、好氧菌和水生植物。第二填料網(wǎng)置于第二圓筒和第二擋板之間，第二填料網(wǎng)為特殊的立體網(wǎng)狀支架，供好氧菌掛膜生長(zhǎng)。好氧罐體側(cè)部分別設(shè)置第二進(jìn)水管和出水管，第二圓筒中設(shè)置第二液位計(jì)，且第二圓筒上設(shè)置第二開孔。厭氧罐體中的抽水泵將水經(jīng)好氧罐體側(cè)部的第二進(jìn)水管抽入到好氧罐體中，環(huán)形繞流一周后，由第二開孔進(jìn)入第二圓筒內(nèi)部，當(dāng)?shù)诙A筒中液位達(dá)到第二液位計(jì)檢測(cè)水位，水自流排放。好氧罐體內(nèi)部的水生植物位于整個(gè)好氧罐體內(nèi)部，包括第二圓筒和第二擋板之間。好氧罐體中種植的水生植物種類選自花葉蘆竹、西伯利亞鳶尾、黃菖蒲、再力花和美人蕉中的一種或多種，植物根系用第二圓筒中內(nèi)置的第二填料網(wǎng)固定。 在本發(fā)明另一較佳的實(shí)施例中，厭氧罐體側(cè)部的第一進(jìn)水管相對(duì)室外地坪的高度為O. 30m,好氧罐體側(cè)部的第二進(jìn)水管和出水管相對(duì)室外地坪的高度均為O. 30m。厭氧罐體側(cè)部第一進(jìn)水管的公稱直徑為80mm，好氧罐體側(cè)部第二進(jìn)水管的公稱直徑為25mm，好氧罐體側(cè)部出水管的公稱直徑為80mm。厭氧罐體側(cè)部第一進(jìn)水管和好氧罐體側(cè)部出水管公稱直徑保持一致，可以保證本發(fā)明中的處理裝置進(jìn)出水流量平衡，而好氧罐體側(cè)部第二進(jìn)水管的公稱直徑較第一進(jìn)水管和出水管小，可以控制好氧罐體的進(jìn)水流量。以下實(shí)施例中C0D、NH4+-N、TN和TP測(cè)定方法根據(jù)參考文獻(xiàn)“APHA StandardMethodfor the Examination of Water and Waterwater 1995”進(jìn)行測(cè)定。COD 米用重絡(luò)酸鉀法;TN采用堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法；NH4+-N采用納氏試劑比色法；TP采用鑰銻抗分光光度法。實(shí)施例I :
將分散農(nóng)村生活污水依次引入?yún)捬豕摅w和好氧罐體，厭氧罐體與好氧罐體之間通過(guò)第一液位計(jì)和第二液位計(jì)調(diào)控進(jìn)出水。進(jìn)出水中分別監(jiān)控COD、NH4+-N和TP控制進(jìn)水流速為60L/h，系統(tǒng)的水力停留時(shí)間(HRT)為200小時(shí)。COD在此運(yùn)行狀態(tài)下效果顯著，COD去除率維持在92% 93%浮動(dòng)，從入口到厭氧罐，去除質(zhì)量濃度均超過(guò)進(jìn)水濃度的一半，從厭氧罐體到好氧罐體濃度依然在驟然遞減60%以上，從好氧罐體到出口濃度變化不大。出水中總氮濃度接近15mg/L，滿足污水排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，總氮平均去除率在55%左右，浮動(dòng)不大。氨氮的出水滿足污水排放標(biāo)準(zhǔn)二類水。TP的平均出水濃度為略低于3. 0000mg/L，滿足城鎮(zhèn)污水排放標(biāo)準(zhǔn)二類水。實(shí)施例2 將分散農(nóng)村生活污水依次引入?yún)捬豕摅w和好氧罐體，厭氧罐體與好氧罐體之間通過(guò)第一液位計(jì)和第二液位計(jì)調(diào)控進(jìn)出水。進(jìn)出水中分別監(jiān)控COD、NH4+-N和TP控制進(jìn)水流速為200L/h，系統(tǒng)的HRT為60小時(shí)。COD在此運(yùn)行狀態(tài)下效果顯著，COD去除率維持在63 % 73 %浮動(dòng)，從入口到厭氧罐，去除質(zhì)量濃度均超過(guò)進(jìn)水濃度的30 %，從厭氧罐體到好氧罐體濃度依然在驟然遞減55%以上，從好氧罐體到出口濃度變化不大?？偟コ试?14% 17%穩(wěn)定。氨氮去除率在13% 22%，氨氮出水濃度滿足污水排放標(biāo)準(zhǔn)二類水。出水TP滿足污水排放標(biāo)準(zhǔn)三類水，去除率在10 % 20 %之間，去除穩(wěn)定。以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種凈化水的處理裝置，其特征在于包括厭氧罐體、好氧罐體、空氣泵和外層蓋板；所述厭氧罐體包括第一圓筒、第一擋板、第一填料網(wǎng)和厭氧菌；所述第一圓筒、第一填料網(wǎng)、厭氧菌均位于所述第一擋板內(nèi)部；所述第一填料網(wǎng)置于所述第一圓筒和所述第一擋板之間；所述厭氧菌位于所述第一填料網(wǎng)上掛膜生長(zhǎng)；所述第一擋板側(cè)部設(shè)置第一進(jìn)水管；所述第一圓筒中設(shè)置抽水泵和第一液位計(jì)；所述第一圓筒上設(shè)置有第一開孔；所述好氧罐體包括第二圓筒、第二檔板、第二填料網(wǎng)、好氧菌和水生植物；所述第二圓筒、第二填料網(wǎng)、好氧菌和水生植物均位于所述第二擋板內(nèi)部；所述第二填料網(wǎng)置于所述第二圓筒和所述第二擋板之間；所述好氧菌位于所述第二填料網(wǎng)上掛膜生長(zhǎng)；所述第二檔板側(cè)部分別設(shè)置第二進(jìn)水管和出水管；所述第二圓筒中設(shè)置第二液位計(jì)；所述第二圓筒上設(shè)置有第二開孔；所述水生植物位于整個(gè)好氧罐體內(nèi)部；所述抽水泵與第二進(jìn)水管連接；所述空氣泵位于所述好氧罐體上部；所述外層蓋板位于所述厭氧罐體上部。
2.如權(quán)利要求I所述的處理裝置，其中，所述的厭氧罐體為封閉式體系。
3.如權(quán)利要求I所述的處理裝置，其中，所述的好氧罐體為開放式體系。
4.如權(quán)利要求I所述的處理裝置，其中，所述的厭氧罐體和所述的好氧罐體均為埋地式。
5.如權(quán)利要求I所述的處理裝置，其中，所述的第一圓筒、所述的第一擋板、所述的第二圓筒、所述的第二檔板均為空心圓柱體。
6.如權(quán)利要求I所述的處理裝置，其中，所述的第一填料網(wǎng)和所述的第二填料網(wǎng)均為立體網(wǎng)狀支架。
7.如權(quán)利要求I所述的處理裝置，其中，所述的第一填料網(wǎng)和所述的第二填料網(wǎng)均為生物陶粒填料。
8.如權(quán)利要求I所述的處理裝置，其中，所述的水生植物選自花葉蘆竹、西伯利亞鳶尾、黃菖蒲、再力花和美人蕉中的一種或多種。
9.一種使用權(quán)利要求I所述的處理裝置處理農(nóng)村分散生活污水的方法，包括以下步驟 (1)凈化水處理裝置的微生物馴化及掛膜 污水植物生態(tài)處理系統(tǒng)，在處理農(nóng)村生活污水前，加入污水廠沉砂池后進(jìn)水，對(duì)所述的處理裝置進(jìn)行前期的試運(yùn)行，通過(guò)污水中的污染物質(zhì)COD、銨態(tài)氮、總磷和B0D5對(duì)所述的厭氧罐體和所述的好氧罐體進(jìn)行微生物馴化和生物膜的培養(yǎng)； (2)凈化水處理裝置處理農(nóng)村生活污水 將分散農(nóng)村生活污水依次引入?yún)捬豕摅w和好氧罐體，厭氧罐體與好氧罐體之間通過(guò)所述的第一液位計(jì)和所述的第二液位計(jì)調(diào)控進(jìn)出水，進(jìn)出水中分別監(jiān)控COD、NH4+-N和TP。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種凈化水的處理裝置和操作方法，包括厭氧罐體、好氧罐體、空氣泵和外層蓋板；厭氧罐體包括第一圓筒、第一擋板、第一填料網(wǎng)和厭氧菌；第一擋板側(cè)部設(shè)置第一進(jìn)水管；第一圓筒中設(shè)置抽水泵和第一液位計(jì)；第一圓筒上設(shè)置有第一開孔；好氧罐體包括第二圓筒、第二檔板、第二填料網(wǎng)、好氧菌和水生植物；第二檔板側(cè)部分別設(shè)置第二進(jìn)水管和出水管；第二圓筒中設(shè)置第二液位計(jì)；第二圓筒上設(shè)置有第二開孔；水生植物位于整個(gè)好氧罐體內(nèi)部；抽水泵與第二進(jìn)水管連接；空氣泵位于好氧罐體上部；外層蓋板位于厭氧罐體上部。本發(fā)明的處理裝置和使用方法能夠高效率處理分散農(nóng)村生活污水，節(jié)省占地、節(jié)約成本、易于管理。
文檔編號(hào)C02F3/30GK102910735SQ201210442418
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者張波, 何義亮 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)