一種模塊化生態(tài)污水處理系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，特別涉及一種模塊化生態(tài)污水處理系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，城市面積逐漸擴(kuò)大，城市污水管道越來越長，污水運(yùn)送成本越來越高。國家大力推廣中水回用技術(shù)，以應(yīng)對水資源短缺的危機(jī)，但是污水廠集中處理污水的方法需要長距離的污水運(yùn)送管道，將處理后的污水輸送至中水用戶，管道建設(shè)投資以及運(yùn)送成本較高。當(dāng)前最有效、經(jīng)濟(jì)的方法就是讓生活污水在公共建筑或住宅小區(qū)室內(nèi)外進(jìn)行相關(guān)凈化處理，縮短污水產(chǎn)生和污水處理構(gòu)筑物之間的距離，降低初期投資以及運(yùn)送成本。
[0003]相比于傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)，人工濕地作為一種新型污水處理技術(shù)，以其低投資、低能耗、運(yùn)行方便及景觀美化功能等特點(diǎn)越來越受到人們的關(guān)注。人工濕地凈化原理是利用了生物接觸氧化法，其原理是用生物接觸氧化工藝在人工濕地內(nèi)充填濾料，已經(jīng)充氧的污水浸沒全部濾料，并以一定的流速流經(jīng)濾料。在濾料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，污水中有機(jī)污染物得到去除，污水得到凈化。人工濕地類型包括水平潛流人工濕地和垂直流人工濕地。傳統(tǒng)的水平潛流人工濕地中的基質(zhì)長期處于淹水狀態(tài)，濕地床環(huán)境趨于厭氧，復(fù)氧效果較差；垂直流人工濕地中污水在基質(zhì)中靠重力作用非飽和流動，雖然復(fù)氧能力有所提高，但仍不能滿足有機(jī)物及氨氮的去除要求，因此，傳統(tǒng)的人工濕地類型具有一定的缺點(diǎn)。
[0004]分散式污水處理屬于一種新型生物膜法污水處理技術(shù)，主要由濾床、布水設(shè)置和排水系統(tǒng)等部分組成，當(dāng)污水由上而下從長有豐富生物膜的濾料的空隙間流過，與生物膜中的微生物充分接觸時，污水中的污染物被微生物吸附并降解，從而使污水得以凈化。分散式污水處理不僅運(yùn)行費(fèi)用低，系統(tǒng)殘?jiān)伲詣踊潭雀?，而且具有可移動性好、適應(yīng)性強(qiáng)、工藝操作方式靈活等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]因此，需要一種能適用于公用建筑及住宅小區(qū)的高效處理污水的裝置及系統(tǒng)和高效的分散式污水處理工藝，且無需較大的占地面積和空間、成本合理、節(jié)能環(huán)保，清理維護(hù)檢修都應(yīng)較為方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在第一方面，本發(fā)明提供了一種生態(tài)污水處理單元體，所述生態(tài)污水處理單元體外觀形狀為長方體，內(nèi)部填充兩層或三層級配濾料作為微生物生長載體，四壁及底部支撐結(jié)構(gòu)為透水性良好的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
[0007]在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明的生態(tài)污水處理單元體底面為10_50cm的正方形，高度 30_150cm。
[0008]在一個實(shí)施方案中，所述級配濾料為三層，包括以輕質(zhì)頁巖陶粒濾料為主的上層、以石英砂濾料為主的中層和以礫石為主的下層。
[0009]在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明的生態(tài)污水處理單元四壁及底部的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)孔的大小可以是均一大小，即小于最細(xì)濾料層濾料粒徑。
[0010]在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明的生態(tài)污水處理單元體四壁及底部的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)孔的大小可以不是均一大小，而是根據(jù)其接觸的濾料層粒徑來確定，網(wǎng)孔大小小于所述濾料層粒徑的大小。
[0011]在一個實(shí)施方案中，在本發(fā)明的生態(tài)污水處理單元體四周所在的面上設(shè)置有卡槽或卡扣，所述卡槽為“T”型凹槽，所述卡扣為“T”型卡扣，卡扣內(nèi)具有防止臭氣溢出的密封墊，例如皮墊。
[0012]在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明的生態(tài)污水處理單元頂部四周粘有密封墊，例如皮墊使得單元體之間結(jié)合處密封。
[0013]在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明的生態(tài)污水處理單元頂部為植被層，用于種植景觀植物，植被種植在頂部濾料之內(nèi)。
[0014]在第二方面，本發(fā)明提供了由本發(fā)明第一方面所述的生態(tài)污水處理單元體組成的生態(tài)污水處理模塊，所述生態(tài)污水處理單元體根據(jù)處理水量或地形條件將所述生態(tài)污水處理單元體排列成所需形狀。
[0015]在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明的生態(tài)污水處理模塊的外部被網(wǎng)格包覆，網(wǎng)格網(wǎng)孔直徑為3_5mm。
[0016]在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明的生態(tài)污水處理模塊由數(shù)個至數(shù)十個所述的生態(tài)污水處理單元體組成。
[0017]在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明的生態(tài)污水處理模塊為所述生態(tài)污水處理單元排列成的長方體或正方體。
[0018]在一個實(shí)施方案中，所述生態(tài)污水處理單元結(jié)合處的頂部密封，防止臭味散發(fā)，例如通過防水膠密封。在所述生態(tài)污水處理單元體頂部四周粘有密封墊，例如皮墊的情況下，也可以使得單元體之間結(jié)合處密封。
[0019]在第三方面，本發(fā)明提供了包括本發(fā)明第二方面所述的生態(tài)污水處理模塊的模塊化生態(tài)污水處理裝置，還包括:容器、安裝架、布水管、排水管和潛污栗；
[0020]所述容器為所述污水處理裝置的外殼，具有上部開口。所述容器底部為淺“V”型結(jié)構(gòu)，所述淺“V”型結(jié)構(gòu)的最低處設(shè)置有儲泥池，所述排水管設(shè)在所述容器的底部；
[0021]所述安裝架設(shè)置在所述容器和生態(tài)污水處理模塊之間，位于所述容器內(nèi)的底部，用于支撐所述生態(tài)污水處理模塊從而在所述容器底部形成儲水空間；
[0022]所述布水管位于所述容器上部，用于將污水引入到所述生態(tài)污水處理模塊中；
[0023]所述潛污栗在所述生態(tài)污水處理模塊內(nèi)處于所述儲泥池上方、與所述生態(tài)污水處理單元體接觸的四壁為不透水結(jié)構(gòu)的單元中，與所述排水管連接。
[0024]在一個實(shí)施方案中，所述布水管前端設(shè)有可開閉的閥門或者設(shè)有進(jìn)水栗。
[0025]在第四方面，本發(fā)明提供了一種包括本發(fā)明第三方面所述的生態(tài)污水處理裝置的模塊化生態(tài)污水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括化糞池、進(jìn)水栗、本發(fā)明第三方面所述的污水處理裝置，其中，所述污水處理裝置如果有多個則串聯(lián)連接，前一級模塊化生態(tài)污水處理裝置的潛水栗同時作為后一級模塊化生態(tài)污水處理裝置的進(jìn)水栗，根據(jù)原水或出水水質(zhì)情況，確定所述生態(tài)污水處理裝置串聯(lián)的數(shù)量。
[0026]在第五方面，本發(fā)明提供了一種利用本發(fā)明第三方面所述的模塊化生態(tài)污水處理裝置進(jìn)行模塊化生態(tài)污水處理方法，包括:
[0027]污水經(jīng)所述布水管進(jìn)入所述容器內(nèi)，此時關(guān)閉所述潛污栗；
[0028]待所述容器內(nèi)污水水位上升到預(yù)定水位高度后，關(guān)閉所述布水管；
[0029]污水淹沒濾料一定時間后，開啟所述潛污栗，經(jīng)過所述裝置處理的水瞬間從所述容器內(nèi)抽出；
[0030]水位降低至設(shè)定低位點(diǎn)后，關(guān)閉所述潛污栗；
[0031]達(dá)到放空時間后開啟所述布水管，所述容器內(nèi)再次進(jìn)污水。
[0032]應(yīng)當(dāng)理解，前述大體的描述和后續(xù)詳盡的描述均為示例性說明和解釋，并不應(yīng)當(dāng)用作對本發(fā)明所要求保護(hù)內(nèi)容的限制。
【附圖說明】
[0033]參考隨附的附圖，本發(fā)明更多的目的、功能和優(yōu)點(diǎn)將通過本發(fā)明實(shí)施方式的如下描述得以闡明，其中:
[0034]圖1 (a)示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的模塊化生態(tài)污水處理裝置的剖面圖；
[0035]圖1 (b)示出了從圖1 (a)所示的裝置上方以俯視角度看到的生態(tài)污水處理單元布置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖1(c)示出了圖1(a)所示的生態(tài)污水處理單元結(jié)構(gòu)的局部放大示意圖；
[0037]圖1(d)示出了圖1(c)所示的生態(tài)污水處理單元結(jié)構(gòu)的“T”型卡槽和“T”型卡扣示意圖；
[0038]圖2示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的模塊化生態(tài)污水處理系統(tǒng)應(yīng)用的示例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]通過參考示范性實(shí)施例，本發(fā)明的目的和功能以及用于實(shí)現(xiàn)這些目的和功能的方法將得以闡明。然而，本發(fā)明并不受限于以下所公開的示范性實(shí)施例；可以通過不同形式來對其加以實(shí)現(xiàn)。說明書的實(shí)質(zhì)僅僅是幫助相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員綜合理解本發(fā)明的具體細(xì)節(jié)。
[0040]在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記代表相同或類似的部件，或者相同或類似的步驟。
[0041]圖1a示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的一種模塊化生態(tài)污水處理裝置的剖面結(jié)構(gòu)圖。模塊化生態(tài)污水處理裝置100包括容器101、生態(tài)污水處理模塊102、安裝架103、排水管104、布水管105和潛污栗106。
[0042]容器101為生態(tài)污水處理裝置100的外殼，主要用于容納所述生態(tài)污水處理模塊102的整體。容器101優(yōu)選為其底面呈矩形的立方體結(jié)構(gòu)，亦可根據(jù)其安放位置處的結(jié)構(gòu)(例如安裝在墻體處)進(jìn)行形狀和結(jié)構(gòu)上的調(diào)整。所述容器101所選用的材料優(yōu)選為混凝土、磚混、不銹鋼、玻璃鋼或高強(qiáng)度塑料等。所述容器101底部為淺“V”型結(jié)構(gòu)，即從容器底部邊緣向中心具有一定的坡度，便于將污水處理過程中產(chǎn)生的污泥收集到所述淺“V”型結(jié)構(gòu)的最低處設(shè)置的儲泥池115。排水管104設(shè)在容器101的底部，排水管104與潛污栗106連接，用于將處理后的水迅速抽吸排出。潛污栗106處于所述儲泥池115上方附近的位置，潛污栗106處于與所述單元體接觸的四壁為不透水結(jié)構(gòu)的單元中，以防止污水短流。
[0043]生態(tài)污水處理模塊102由數(shù)個至數(shù)十個結(jié)構(gòu)、組成和尺寸均相同的生態(tài)污水處理單元111組成，生態(tài)污水處理單元111外觀形狀為長方體，優(yōu)選設(shè)置成可移動的，即可以根據(jù)需要從生態(tài)污水處理模塊102中取出。內(nèi)部填充兩層或三層級配濾料作為微生物生長載體，四壁及底部支撐結(jié)構(gòu)為透水性良好的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，污水可以在不同的生態(tài)污水處理單元111之間自由流動，生態(tài)污水處理單元111通過卡槽相互拼接，根據(jù)處理水量或地形條件將所述生態(tài)污水處理單元111排列成所需形狀。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例，生態(tài)污水處理單元111并排放置在容器101中。每個生態(tài)污水處理單元111包括由不同粒徑的顆粒構(gòu)成的濾料。例如，靠近開口處的上層Illa以礫石為主，粒徑10-15毫米，從上(開口)至下(底部)顆粒的粒徑也逐步減小，中層Illb為輕質(zhì)頁巖陶粒濾料，粒徑3-10毫米，下層Illc為石英砂濾料，粒徑1-4毫米。污水進(jìn)