本實用新型涉及污水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種低能耗農(nóng)村生活污水處理的裝置。
背景技術(shù)：
中國水資源缺乏和水污染嚴重地制約著我國總體經(jīng)濟的健康持續(xù)發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施滯后和管理水平低下抑制了農(nóng)村地區(qū)居民生活質(zhì)量的改善和提高，隨著國內(nèi)經(jīng)濟實力的增強，人們逐步意識到農(nóng)村污水處理的重要性，并開始采用一些符合當?shù)氐膶嶋H、能耗低和成本低的技術(shù)來處理農(nóng)村污水。國家正在加大力度扶持新農(nóng)村水改項目，農(nóng)村地區(qū)的水環(huán)境治理應(yīng)成為我國環(huán)境綜合治理的重要組成部分。
國內(nèi)一些研究機構(gòu)已經(jīng)對農(nóng)村污水的處理技術(shù)進行了實踐探索研究。如厭氧沼氣池處理技術(shù)，該技術(shù)能將大部分有機物降解產(chǎn)生沼氣，但是此技術(shù)缺點是受溫度影響很大，只適合氣溫較高的地區(qū)，處理之后的水還需要進一步處理才能達到排放的要求。而氧化塘處理技術(shù)，缺點是占地大，反應(yīng)速度慢，會破會周邊的衛(wèi)生等問題。人工濕地處理技術(shù)，較為成熟，目前國內(nèi)沿海城市如北京、深圳、江蘇、浙江等地區(qū)都在采用，效果也比較好。
人工濕地利用了自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)、生物等三重協(xié)同作用來實現(xiàn)對污水的凈化。自然條件下的生物處理法不但費用低廉、運用管理簡便，而且對難生化降解有機物、氮磷營養(yǎng)物和細菌的去除率略高于常規(guī)二級處理，達到部分三級處理的效果，而其基建費用和處理成本分別只為二級處理廠的1/5至1/3和1/20至1/10。
大部分人工濕地依靠自然復(fù)氧和濕地植物根際的氧化機制，氧化能力非常有限，水力負荷比較低，大部分有機物通過厭氧過程去除。而且占地面積較大，而大幅度提高濕地構(gòu)筑物負荷可以有效緩解占地面積大的問題。
因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進和發(fā)展。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種低能耗農(nóng)村生活污水處理的裝置，旨在解決現(xiàn)有人工濕地氧化能力非常有限，水力負荷比較低的問題。
本實用新型的技術(shù)方案如下：
一種低能耗農(nóng)村生活污水處理的裝置，其中，包括依次連接的三級厭氧處理系統(tǒng)、微曝氣生物濾池和復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)；
所述三級厭氧處理系統(tǒng)包括依次連接的污水流入方向上的格柵，三級厭氧池和污水流出方向上的提升泵；
所述微曝氣生物濾池包括設(shè)置在池體頂部的出水堰，設(shè)置在池體中部的承托濾板和設(shè)置于承托濾板上方的多孔吸附接觸填料層，及設(shè)置在池體底部的進水裝置；所述承托濾板上表面設(shè)置有多套微孔曝氣器；
所述復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)包括采用隔墻分割成的至少兩級復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)，進水端隔墻上設(shè)置有布水孔或管，出水端隔墻上設(shè)置有出水管，兩隔墻之間設(shè)置有填料層。
所述的低能耗農(nóng)村生活污水處理的裝置，其中，所述格柵為固定格柵或機械格柵。
所述的低能耗農(nóng)村生活污水處理的裝置，其中，所述三級厭氧池采用隔板分割成三格，每格之間公用隔板上設(shè)置有第一布水孔或管，第一布水孔或管口把池體分成上下兩部分，上部分為可變?nèi)莘e，下部分為惰性容積，可變?nèi)莘e按照6-8h的平均流量進行設(shè)計，惰性容積按照4-6h平均流量進行設(shè)計。
所述的低能耗農(nóng)村生活污水處理的裝置，其中，所述三級厭氧池內(nèi)按照50-75%填充率安裝生物填料。
所述的低能耗農(nóng)村生活污水處理的裝置，其中，所述多孔吸附接觸填料層采用一種或多種填料堆積而成，所述填料為陶粒、碎石、石灰石、沸石、煤渣或火山巖顆粒。
所述的低能耗農(nóng)村生活污水處理的裝置，其中，所述顆粒的粒徑為Φ20-40，所述多孔吸附接觸填料層的高度為1.2-1.6m。
所述的低能耗農(nóng)村生活污水處理的裝置，其中，所述微曝氣生物濾池的表面負荷為10-15m3/m2.d，高度為1.8-2.5m，氣水比為（1-3）：1。
所述的低能耗農(nóng)村生活污水處理的裝置，其中，所述復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)包括采用隔墻分割成的兩級復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)，所述兩級復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)為水平相連的一級復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)和二級復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)。
所述的低能耗農(nóng)村生活污水處理的裝置，其中，所述一級復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)的填料層設(shè)置從下至上為：底層，采用粒徑為40-80mm的碎石200-300mm；中層，采用富含鐵、鈣、硅和鋁的氧化物的爐渣或煤渣與碎石的混合料；上層，采用5-10mm的碎石。
所述的低能耗農(nóng)村生活污水處理的裝置，其中，所述二級復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)的填料層設(shè)置從下至上為：底層，采用粒徑為40-80mm的碎石200-300mm；中層，采用富含鈣的大理石或石灰石或煤渣與碎石的混合料；上層，采用5-10mm的碎石。
有益效果：本實用新型在結(jié)合曝氣生物濾池的特點基礎(chǔ)上，設(shè)置了升流式改良型的微曝氣生物濾池作為人工濕地的前道工序，不僅發(fā)揮了常規(guī)曝氣生物濾池高水力負荷的優(yōu)勢和高效降解污染物的優(yōu)勢，同時也強化了整個系統(tǒng)充氧效果，對降低人工濕地處理負荷以及防止人工濕地堵塞起到積極作用。
附圖說明
圖1為本實用新型一種低能耗農(nóng)村生活污水處理的裝置較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型提供一種低能耗農(nóng)村生活污水處理的裝置，為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本實用新型進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
圖1為本實用新型一種低能耗農(nóng)村生活污水處理的裝置較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。下面結(jié)合圖1對本實用新型的低能耗農(nóng)村生活污水處理的裝置進行詳細的說明，如圖1所示，包括依次連接的三級厭氧處理系統(tǒng)、微曝氣生物濾池3和復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)。本實用新型采用了微曝氣生物濾池作為人工濕地的前道工序，不僅發(fā)揮了常規(guī)微曝氣生物濾池高水力負荷的優(yōu)勢和高效降解污染物的優(yōu)勢，同時也強化了整個系統(tǒng)充氧效果，對降低人工濕地處理負荷以及防止人工濕地堵塞起到積極作用。
具體來說，所述三級厭氧處理系統(tǒng)包括依次連接的污水流入方向上的格柵，三級厭氧池2和污水流出方向上的提升泵10。所述格柵包括水平設(shè)置的第一格柵1和傾斜設(shè)置于第一格柵1上的第二格柵6，所述格柵為固定格柵或機械格柵。本實用新型所述格柵能夠截留大體積漂浮物，以便后續(xù)處理和確保后續(xù)設(shè)備的正常運行。所述三級厭氧池2采用隔板分割成三格，每格之間公用隔板上設(shè)置有第一布水孔或管8，第一布水孔或管8口把池體分成上下兩部分，上部分為可變?nèi)莘e，下部分為惰性容積，可變?nèi)莘e按照6-8h的平均流量進行設(shè)計，惰性容積按照4-6h平均流量進行設(shè)計。所述三級厭氧池2內(nèi)按照50-75%填充率安裝生物填料。所述三級厭氧池2內(nèi)包括填料層7和污泥層9，以強化厭氧效果。所述三級厭氧處理系統(tǒng)的出水端（污水流出方向）設(shè)置有提升泵10，所述提升泵10能夠?qū)⑷墔捬跆幚硐到y(tǒng)處理后流出的污水泵入微曝氣生物濾池3。所述三級厭氧處理系統(tǒng)的入水端接收微曝氣生物濾池3部分回流水，與新鮮污水混合。本實用新型所述三級厭氧池2兼作調(diào)節(jié)池，從而降低了工程費用，同時填充了生物填料，提高了三級厭氧池的降解污染物的效果。
具體來說，所述微曝氣生物濾池3包括設(shè)置在池體頂部的出水堰12，設(shè)置在池體中部的承托濾板14和設(shè)置于承托濾板14上方的多孔吸附接觸填料層13，及設(shè)置在池體底部的進水裝置15（即第二布水孔或管15）。優(yōu)選地，所述多孔吸附接觸填料層采用一種或多種填料堆積而成，例如，所述填料可以為陶粒、碎石、石灰石、沸石、煤渣或火山巖顆粒。所述填料顆粒的粒徑優(yōu)選為Φ20-40，采用粒徑Φ20-40的微孔填料作為吸附接觸填料，有利于微生物生長，同時使得填料不宜堵塞，無需對濾池進行反洗。所述多孔吸附接觸填料層的高度優(yōu)選為1.2-1.6m。
優(yōu)選地，所述承托濾板14的濾帽為曝氣生物濾池專用濾帽，材質(zhì)為ABS，按照處理水量的1.5-2.0倍來選擇濾帽的數(shù)量。所述微孔曝氣器為ABS材質(zhì)，所述微孔曝氣器為單孔膜曝氣器，微孔曝氣器間采用子母管形式布氣。所述承托濾板14上設(shè)置有多套微孔曝氣器，所述微曝氣生物濾池3還包括曝氣風(fēng)機11，所述曝氣風(fēng)機11與微曝氣生物濾床3的布氣管網(wǎng)連通。曝氣風(fēng)機11通過設(shè)置在承托濾板14上方的微孔曝氣器（如單孔膜曝氣器）進行曝氣。本實用新型的微曝氣生物濾池3采用升流式水流模式，與曝氣氣流方向相同。對微曝氣生物濾池3出水進行回流至三級厭氧池2入水端，與新鮮水混合，強化了系統(tǒng)的硝化及反硝化功能。
本實用新型所述微曝氣生物濾池3的表面負荷為10-15m3/m2.d，高度為1.8-2.5m，氣水比為（1-3）：1。優(yōu)選地，本實用新型采用較低的氣水比2:1。本實用新型的微曝氣生物濾池3，降低了濾池高度（總≤2.50m），減少了汽水比（如，為2：1），大幅度降低了充氧動力消耗，節(jié)省了運行電費。
具體來說，所述復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)包括采用隔墻分割成的至少兩級復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)。優(yōu)選地，如圖1所示，所述復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)包括采用隔墻分割成的兩級復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)，所述兩級復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)為水平相連的一級復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)4和二級復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)5。進水端隔墻上設(shè)置有第三布水孔或管16，出水端隔墻上設(shè)置有第三出水管20，兩隔墻之間設(shè)置有填料層。
優(yōu)選地，所述一級復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)4的填料層設(shè)置從下至上為：底層19，采用粒徑為40-80mm的碎石約200-300mm；中層18，采用富含鐵、鈣、硅和鋁等氧化物的高爐渣或煤渣與碎石混合料作為濕地的填充料；上層17采用5-10mm的碎石作為濕地的填充料，其上部種植以美人蕉為主的多種植物，間以香蒲、菖蒲、黃花鳶尾、茭草、燈芯草和蘆葦混搭栽種。
優(yōu)選地，所述二級復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)5填料設(shè)置從下至上為：底層24，采用粒徑為40-80mm的碎石約200-300mm；中層23，富含鈣的大理石或石灰石或煤渣與碎石作為濕地的填充料；上層22采用5-10mm的碎石作為濕地的填充料，其上部種植以美人蕉為主的多種植物，間以香蒲、菖蒲、黃花鳶尾、茭草、燈芯草和蘆葦混搭栽種。
下面結(jié)合圖1對本實用新型的低能耗農(nóng)村生活污水處理的工作流程進行詳細的說明。
如圖1所示，廢水先進入截留大體積漂浮物的第一格柵1和第二格柵6，然后自流進入兼作調(diào)節(jié)池的三級厭氧池2，提升泵10把污水泵至改良型的微曝氣生物濾池3，鼓風(fēng)機11充氧曝氣，處理后廢水自流進入后續(xù)的一級復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)4及二級復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)5。
具體來說，來自農(nóng)村收集管網(wǎng)的生活污水首先進入第一格柵1，并通過設(shè)置的第二格柵6截留大體積漂浮物，自流進入三級厭氧池2，三級厭氧池2兼調(diào)節(jié)池和沉淀池的作用，三級厭氧池2內(nèi)采用隔板分三格，每個隔板上設(shè)置布水管或孔8，使得三級厭氧池2上方為可變?nèi)莘e，下方為惰性容積。三級厭氧池2內(nèi)設(shè)填料層7和污泥層9，以強化厭氧效果。提升泵10提升廢水從改良型的微曝氣生物濾池3底部第二布水孔或管15進入，經(jīng)過承托濾板14后進入裝有組合濾料的填料層13，曝氣風(fēng)機11通過設(shè)置在承托濾板14上方的單孔膜曝氣器進行曝氣，采用較低的氣水比（如2：1），低水力負荷升流式的運行方式，一部分從改良型的微曝氣生物濾池3的上部自流進入一級復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)4的第三布水孔或管16，然后進入一級復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)4，另外一部分返回三級厭氧池2進水端，與新鮮污水混合。一級復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)4出水從第三出水管20流出，然后從第四布水孔或管21進入二級復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)5，處理后的廢水從第四出水管25流出，然后從第五布水孔或管26進入消毒渠進行消毒，最終出水達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級B類標準。
以一套處理規(guī)模為150立方/天的農(nóng)村污水處理站，如采用本裝置進行設(shè)施，需要設(shè)置1臺0.55kw的提升泵和1臺0.55kw的曝氣風(fēng)機，按照0.80元/kwh進行計算，運行成本為：0.14元/立方污水。與常規(guī)的埋地式一體化（A2O工藝）生活污水處理工藝相比（需要0.6-0.8元/立方污水），運行成本優(yōu)勢明顯。而采用三級厭氧、改良型的微曝氣生物濾池作為復(fù)合型人工濕地的預(yù)處理，人工濕地的負荷大為提高，常規(guī)人工濕地的負荷0.4-0.6m3/m2.d，本工藝人工濕地的負荷0.8-1.2m3/m2.d，占地面積將節(jié)省近一半。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的低能耗農(nóng)村生活污水處理的裝置具有如下優(yōu)勢：
1）、采用了三級厭氧處理系統(tǒng)、改良型的微曝氣生物濾池與復(fù)合濕地生態(tài)系統(tǒng)組合工藝，三級厭氧池采用與調(diào)節(jié)池共建，降低了工程費用，同時填充了生物填料，提高了三級厭氧池的降解污染物的效果。
2）、由于采用改良型的微曝氣生物濾池，降低了濾池高度（總≤2.50m），減少了汽水比（如為2：1），大幅度降低了充氧動力消耗，節(jié)省了運行電費。采用升流式水流模式，與曝氣氣流相同方向，采用粒徑Φ20-40的微孔填料作為吸附接觸填料，有利于微生物生長，同時使得填料不宜堵塞，無需對濾池進行反洗。對改良型的微曝氣生物濾池出水進行回流至三級厭氧池入水端，與新鮮水混合，強化了系統(tǒng)的硝化及反硝化功能。
3）、由于采用改良型微曝氣生物濾池作為人工濕地的預(yù)處理系統(tǒng)，大幅度降低了后續(xù)人工濕地的處理負荷，從而減少了人工濕地的占地面積，初步預(yù)計可減少近一半的用地面積。
4）、復(fù)合型人工濕地采用不同的填料進行混合放置，強化了人工濕地的物理、化學(xué)、生物等三重協(xié)同作用來實現(xiàn)對污水的凈化。如采用富含鐵、鈣、硅和鋁等氧化物的高爐渣或煤渣與碎石混合料作為濕地的填充料；如采用富含鈣的大理石或石灰石或煤渣與碎石作為濕地的填充料等，強化了系統(tǒng)的脫氮除磷效果。
5）、由于一種低能耗農(nóng)村生活污水處理的裝置及方法采用三級厭氧池+改良型微曝氣生物濾池作為人工濕地的預(yù)處理系統(tǒng)，使得系統(tǒng)耐沖擊能力大幅度上升，季節(jié)的變化引起的處理效果的波動較小，人工濕地處理效果更加穩(wěn)定，出水水質(zhì)有保證。
6）、以一套處理規(guī)模為150立方/天的農(nóng)村污水處理站，如采用本工藝進行設(shè)施，需要設(shè)置1臺0.55kw的提升泵和1臺0.55kw的曝氣風(fēng)機，按照0.80元/kwh進行計算，運行成本為：0.14元/立方污水。與常規(guī)的埋地式一體化（A2O工藝）生活污水處理工藝相比（需要0.6-0.8元/立方污水），運行成本優(yōu)勢明顯。而采用三級厭氧+改良型微曝氣生物濾池作為復(fù)合型人工濕地的預(yù)處理，人工濕地的負荷大為提高，常規(guī)人工濕地的負荷0.4-0.6m3/m2.d，本工藝人工濕地的負荷0.8-1.2m3/m2.d，占地面積將節(jié)省近一半。
綜上所述，本實用新型提供的低能耗農(nóng)村生活污水處理的裝置，對生活污水具有較好的除磷脫氮效果，操作簡單，能耗低，剩余污泥少，基建簡單，出水水質(zhì)好，占地面積相對較小的特點，有效解決了遠離城市排水網(wǎng)管的獨立生活小區(qū)的污水處理問題。
應(yīng)當理解的是，本實用新型的應(yīng)用不限于上述的舉例，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本實用新型所附權(quán)利要求的保護范圍。