专利名称：一种净化水的处理装置和操作方法
技术领域：
本发明涉及水的净化装置和操作方法，尤其涉及一种分散农村生活污水的植物生态处理装置和操作方法。
背景技术：
随着污水处理的普及，城镇污水处理日益规模化，分散农村生活污水的处理亟待解决。据统计，现阶段全国共有行政村60多万个，自然村250多万个，居住着全围2亿多农户，近8亿居民。而农村的经济发展日益提高，生活水平也随之提高，现代化的家具也走进农村，抽水马桶与厨房厨具等设施也走入农户，按照传统的农村污水排放方式，农户污水直接排入水塘、河沟，容易导致滋生蚊蝇，污染水源，严重地还会危及到自然保护地、河和湖， 目前已造成河湖污染甚至富营养化的例子已不胜枚举。而我国围土地域辽阔，分布在不同方位的农村地形形态各异，收集管道较难铺设，进而不易采取统一的污水处理方式，且农村生活污水水质水量不稳定，因此必须寻找一种适合的成套处理技术。目前，针对分散农村生活污水的特点，处理流程为前期预处理和二级处理。在我国，生活污水前期处理通常为化粪池，化粪池在消除病原体、减少污染等方面能够起到一定作用，但由于化粪池长期使用，残留在化粪池中的沉积物得不到及时清理，能够渗漏导致污染地下水。由于农村生活污水中的污染物是以有机物为主，其生化性较好，所以通常情况下农村生活污水的二级处理采用生物处理的方式。国内的处理工艺种类繁多，主流工艺包括自流式复合滤床[I]、改良化粪池-地下土壤渗滤系统[2]、以人工湿地为核心的处理方式等，这些方式虽然能满足农村生活污水的基本处理需求，但通常占地面积比较大，具有污染地下水的风险，并未实现设备成套化。针对现有分散农村生活污水的处理技术的不足，本发明提出了在密闭和开放式的反应器中，依靠微曝气提供微动力，并利用特殊的反应器结构设计提供旋转式水流，应用微生物和植物根系净化原理处理污水，借助极少的外部能量，实现生物反应床内持续供氧并形成好氧、缺氧等不同生物呼吸区域，使污水得到有效净化。参考文献[I]张亮，洪松，毛旭辉，文成.自流式复合滤床处理农村生活污水实验研究[J].华中科技大学学报(自然科学版)，2008 (9)，125-128。[2]华文才，冯益敏，朱炳泉.地下上壤渗透系统处理农村生活污水试验分析[J].华东交通大学学报，2008 (6)，6-10。[3]宋志文，毕学军，曹军.人工湿地及其在我国小城市污水处理中的应用[J].生态学杂志，2003 (3)，74-78。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术的不足，为农村生活污水的处理设计出一套简易、节能、降低成本、处理效率高的处理装置。
为实现上述目的，本发明提供了一种净化水的处理装置，包括厌氧罐体、好氧罐体、空气泵和外层盖板；所述厌氧罐体包括第一圆筒、第一挡板、第一填料网和厌氧菌；所述第一圆筒、第一填料网、厌氧菌均位于所述第一挡板内部；所述第一填料网置于所述第一圆筒和所述第一挡板之间；所述厌氧菌位于所述第一填料网上挂膜生长；所述第一挡板侧部设置第一进水管；所述第一圆筒中设置抽水泵和第一液位计；所述第一圆筒上设置有第一开孔；所述好氧罐体包括第二圆筒、第二档板、第二填料网、好氧菌和水生植物；所述第二圆筒、第二填料网、好氧菌和水生植物均位于所述第二挡板内部；所述第二填料网置于所述第二圆筒和所述第二挡板之间；所述好氧菌位于所述第二填料网上挂膜生长；所述第二档板侧部分别设置第二进水管和出水管；所述第二圆筒中设置第二液位计；所述第二圆筒上设置有第二开孔；所述水生植物位于整个好氧罐体内部；所述抽水泵与第二进水管连接；所述空气泵位于所述好氧罐体上部；所述外层盖板位于所述厌氧罐体上部。进一步地，厌氧罐体为封闭式体系，好氧罐体为开放式体系。厌氧罐体和好氧罐体均为埋地式。第一圆筒、第一挡板、第二圆筒和第二档板均为空心圆柱体。第一填料网和第二填料网均为立体网状支架，且均为生物陶粒填料。 进一步地，好氧罐体内设置的水生植物选自花叶芦竹、西伯利亚鸢尾、黄菖蒲、再力花和美人蕉中的一种或多种。本发明还公开了一种使用所述净化水处理装置处理农村分散生活污水的方法，包括以下步骤I.净化水处理装置的微生物驯化及挂膜污水植物生态处理系统，在处理农村生活污水前，加入污水厂沉砂池后进水，对所述的处理装置进行前期的试运行，通过污水中的污染物质C0D、铵态氮、总磷和B0D5对所述的厌氧罐体和所述的好氧罐体进行微生物驯化和生物膜的培养。2.净化水处理装置处理农村生活污水将分散农村生活污水依次引入厌氧罐体和好氧罐体，厌氧罐体与好氧罐体之间通过所述的第一液位计和所述的第二液位计调控进出水，进出水中分别监控COD、NH4+-N和TPo本发明的优点是I.本发明的处理装置是一种由表层植物床和底层生物反应床构成的复合生物生态处理系统，依靠极少的外部能量，可实现生物反应床内持续供氧并形成好氧、厌氧等不同生物呼吸区域；2.特殊的立体网状支架不仅可供微生物栖息生长，也为表层植物根系延伸发育提供了充分的空间；3.科学精致的内部设计则保证了系统均匀的水力分布和良好的水力循环；4.由外圈和内圈构成的表层植物床分别选育栽种了根系发达和污染物吸收能力强的水生植物，不仅起到净化污水的功能，而且使系统外观天然而葱郁；5.整个系统高度集约，占地面积小。耗能低。针对中等浓度的生活污水，处理效果好。系统集成制造，运输安装方便，且造价低廉，运行维护费用低。系统主体为埋地式，地面部分为植物，外部环境优雅美观。
图I是本发明所采用的净化水处理装置的平面图。图2是本发明所采用的净化水处理装置中厌氧罐体的立面图。图3是本发明所采用的净化水处理装置中好氧罐体的立面图。图中，I-厌氧罐体；2_好氧罐体；3_第一圆筒；4_第一挡板；5_第一填料网；6-抽水泵；7_第二圆筒2 ;8_第二挡板2 ;9_第二填料网；2 ; 10-空气泵；11_第一进水管；12_第二进水管2 ; 13-出水管。
具体实施例方式以下实施例中所用净化水的处理装置如图I和图2所示。在本发明较佳的实施例中，所述处理装置整个系统尺寸为5900mm*3100mm。所述处理装置由厌氧罐体和好氧罐体组 成，两者均为圆柱形结构，两者尺寸均为2000mm*2000mm，主体材质均为玻璃钢。厌氧罐体为封闭式体系，好氧罐体为开放性体系。厌氧罐上部设置有外层盖板，其材质为碳钢。好氧罐体上部设置有空气泵，为好氧罐体提供空气。厌氧罐体内部设置第一圆筒、第一挡板、第一填料网和厌氧菌。第一填料网置于第一圆筒和第一挡板之间，第一填料网为特殊的立体网状支架，供厌氧菌挂膜生长。厌氧罐体侧部设置第一进水管，第一圆筒内部设置抽水泵和第一液位计，且第一圆筒上设置第一开孔。污水经第一进水管进入厌氧罐体内部，环形绕流一周后，由中部第一开孔进入第一圆筒内部，当第一圆筒中液位达到第一液位计检测水位时，第一圆筒中设置的抽水泵开始工作，将水抽入好氧罐体中。好氧罐体内部设置第二圆筒、第二挡板、第二填料网、好氧菌和水生植物。第二填料网置于第二圆筒和第二挡板之间，第二填料网为特殊的立体网状支架，供好氧菌挂膜生长。好氧罐体侧部分别设置第二进水管和出水管，第二圆筒中设置第二液位计，且第二圆筒上设置第二开孔。厌氧罐体中的抽水泵将水经好氧罐体侧部的第二进水管抽入到好氧罐体中，环形绕流一周后，由第二开孔进入第二圆筒内部，当第二圆筒中液位达到第二液位计检测水位，水自流排放。好氧罐体内部的水生植物位于整个好氧罐体内部，包括第二圆筒和第二挡板之间。好氧罐体中种植的水生植物种类选自花叶芦竹、西伯利亚鸢尾、黄菖蒲、再力花和美人蕉中的一种或多种，植物根系用第二圆筒中内置的第二填料网固定。 在本发明另一较佳的实施例中，厌氧罐体侧部的第一进水管相对室外地坪的高度为O. 30m,好氧罐体侧部的第二进水管和出水管相对室外地坪的高度均为O. 30m。厌氧罐体侧部第一进水管的公称直径为80mm，好氧罐体侧部第二进水管的公称直径为25mm，好氧罐体侧部出水管的公称直径为80mm。厌氧罐体侧部第一进水管和好氧罐体侧部出水管公称直径保持一致，可以保证本发明中的处理装置进出水流量平衡，而好氧罐体侧部第二进水管的公称直径较第一进水管和出水管小，可以控制好氧罐体的进水流量。以下实施例中C0D、NH4+-N、TN和TP测定方法根据参考文献“APHA StandardMethodfor the Examination of Water and Waterwater 1995”进行测定。COD 米用重络酸钾法;TN采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法；NH4+-N采用纳氏试剂比色法；TP采用钥锑抗分光光度法。实施例I :
将分散农村生活污水依次引入厌氧罐体和好氧罐体，厌氧罐体与好氧罐体之间通过第一液位计和第二液位计调控进出水。进出水中分别监控COD、NH4+-N和TP控制进水流速为60L/h，系统的水力停留时间(HRT)为200小时。COD在此运行状态下效果显著，COD去除率维持在92% 93%浮动，从入口到厌氧罐，去除质量浓度均超过进水浓度的一半，从厌氧罐体到好氧罐体浓度依然在骤然递减60%以上，从好氧罐体到出口浓度变化不大。出水中总氮浓度接近15mg/L，满足污水排放标准一级A标准，总氮平均去除率在55%左右，浮动不大。氨氮的出水满足污水排放标准二类水。TP的平均出水浓度为略低于3. 0000mg/L，满足城镇污水排放标准二类水。实施例2 将分散农村生活污水依次引入厌氧罐体和好氧罐体，厌氧罐体与好氧罐体之间通过第一液位计和第二液位计调控进出水。进出水中分别监控COD、NH4+-N和TP控制进水流速为200L/h，系统的HRT为60小时。COD在此运行状态下效果显著，COD去除率维持在63 % 73 %浮动，从入口到厌氧罐，去除质量浓度均超过进水浓度的30 %，从厌氧罐体到好氧罐体浓度依然在骤然递减55%以上，从好氧罐体到出口浓度变化不大。总氮去除率在 14% 17%稳定。氨氮去除率在13% 22%，氨氮出水浓度满足污水排放标准二类水。出水TP满足污水排放标准三类水，去除率在10 % 20 %之间，去除稳定。以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
权利要求
1.一种净化水的处理装置，其特征在于包括厌氧罐体、好氧罐体、空气泵和外层盖板；所述厌氧罐体包括第一圆筒、第一挡板、第一填料网和厌氧菌；所述第一圆筒、第一填料网、厌氧菌均位于所述第一挡板内部；所述第一填料网置于所述第一圆筒和所述第一挡板之间；所述厌氧菌位于所述第一填料网上挂膜生长；所述第一挡板侧部设置第一进水管；所述第一圆筒中设置抽水泵和第一液位计；所述第一圆筒上设置有第一开孔；所述好氧罐体包括第二圆筒、第二档板、第二填料网、好氧菌和水生植物；所述第二圆筒、第二填料网、好氧菌和水生植物均位于所述第二挡板内部；所述第二填料网置于所述第二圆筒和所述第二挡板之间；所述好氧菌位于所述第二填料网上挂膜生长；所述第二档板侧部分别设置第二进水管和出水管；所述第二圆筒中设置第二液位计；所述第二圆筒上设置有第二开孔；所述水生植物位于整个好氧罐体内部；所述抽水泵与第二进水管连接；所述空气泵位于所述好氧罐体上部；所述外层盖板位于所述厌氧罐体上部。
2.如权利要求I所述的处理装置，其中，所述的厌氧罐体为封闭式体系。
3.如权利要求I所述的处理装置，其中，所述的好氧罐体为开放式体系。
4.如权利要求I所述的处理装置，其中，所述的厌氧罐体和所述的好氧罐体均为埋地式。
5.如权利要求I所述的处理装置，其中，所述的第一圆筒、所述的第一挡板、所述的第二圆筒、所述的第二档板均为空心圆柱体。
6.如权利要求I所述的处理装置，其中，所述的第一填料网和所述的第二填料网均为立体网状支架。
7.如权利要求I所述的处理装置，其中，所述的第一填料网和所述的第二填料网均为生物陶粒填料。
8.如权利要求I所述的处理装置，其中，所述的水生植物选自花叶芦竹、西伯利亚鸢尾、黄菖蒲、再力花和美人蕉中的一种或多种。
9.一种使用权利要求I所述的处理装置处理农村分散生活污水的方法，包括以下步骤 (1)净化水处理装置的微生物驯化及挂膜 污水植物生态处理系统，在处理农村生活污水前，加入污水厂沉砂池后进水，对所述的处理装置进行前期的试运行，通过污水中的污染物质COD、铵态氮、总磷和B0D5对所述的厌氧罐体和所述的好氧罐体进行微生物驯化和生物膜的培养； (2)净化水处理装置处理农村生活污水 将分散农村生活污水依次引入厌氧罐体和好氧罐体，厌氧罐体与好氧罐体之间通过所述的第一液位计和所述的第二液位计调控进出水，进出水中分别监控COD、NH4+-N和TP。
全文摘要
本发明提供了一种净化水的处理装置和操作方法，包括厌氧罐体、好氧罐体、空气泵和外层盖板；厌氧罐体包括第一圆筒、第一挡板、第一填料网和厌氧菌；第一挡板侧部设置第一进水管；第一圆筒中设置抽水泵和第一液位计；第一圆筒上设置有第一开孔；好氧罐体包括第二圆筒、第二档板、第二填料网、好氧菌和水生植物；第二档板侧部分别设置第二进水管和出水管；第二圆筒中设置第二液位计；第二圆筒上设置有第二开孔；水生植物位于整个好氧罐体内部；抽水泵与第二进水管连接；空气泵位于好氧罐体上部；外层盖板位于厌氧罐体上部。本发明的处理装置和使用方法能够高效率处理分散农村生活污水，节省占地、节约成本、易于管理。
文档编号C02F3/30GK102910735SQ201210442418
公开日2013年2月6日 申请日期2012年11月7日 优先权日2012年11月7日
发明者张波, 何义亮 申请人:上海交通大学