生活污水处理装置及方法和应用与流程

1.本发明涉及污水处理技术领域，尤其是涉及一种生活污水处理装置及方法和应用。


背景技术：

2.农村生活污水主要来源于居民的日常生产生活，包括厨房污水、清洁用水、禽畜养殖产生的废水、化粪池废水等。农村生活污水所含的污染物主要是有机物(如蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮等)和大量病原微生物(如寄生虫卵和肠道传染病毒等)。
3.随着农村生活水平的提高，加上农村人口数量众多，生活污水的排放量激增，但是农村生活污水分散范围广，收集比较困难。由于生活污水的处理设施不健全，很多收集的生活污水不进行处理或者处理的不达标即排放至地下或者附近的坑塘河流，造成农村水环境污染。
4.目前农村生活污水主要是通过传统的沼气发酵或者工业净水设备进行处理，传统的沼气发酵方式处理的效果较差，功能较为简单；工业净水设备受到农村地区经济条件、气候条件等因素的影响，电能供给不足，若大规模利用电能进行生活污水处理，则工业净水设备会处于停运或者半停运状态。因此，现有的农村污水处理中存在电力消耗大、污水处理效率不高的缺陷。
5.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

6.本发明的第一目的在于提供一种生活污水处理装置，旨在解决现有技术中电力消耗大、处理效率不高的技术问题。
7.本发明的第二目的在于提供一种生活污水处理方法，该方法运行费用低，处理效率高，出水稳定达标且经济环保。
8.为解决上述技术问题，本发明特采用如下技术方案：
9.本发明的第一方面提供了一种生活污水处理装置，包括一级过滤池、预处理池、生化池、调节池、净化池、生物滤床反应池、沉淀池、吸附池和太阳能供电装置。
10.所述一级过滤池、预处理池、生化池、调节池、净化池、生物滤床反应池、沉淀池和吸附池依次连通。
11.可选地，在所述预处理池和所述生化池之间还设有二级过滤池。
12.优选地，所述预处理池、所述二级过滤池和所述生化池依次连通。
13.可选地，所述沉淀池和所述净化池相连通，将所述沉淀池产生的沉淀经所述净化池进行处理。
14.可选地，所述净化池内部设有曝气管道。
15.优选地，所述曝气管道与曝气机相连接。
16.优选地，所述净化池内部设有搅拌装置。
17.可选地，所述一级过滤池内部从上至下依次设有粗粒碎石层、中粒碎石层和细粒碎石层。
18.优选地，所述粗粒碎石层中粗粒碎石的粒径为25-35mm。
19.优选地，所述中粒碎石层中中粒碎石的粒径为10-15mm。
20.优选地，所述细粒碎石层中细粒碎石的粒径为1-3mm。
21.本发明的第二方面提供了一种生活污水处理方法，主要采用第一方面所述的生活污水处理装置对生活污水进行处理。
22.其中，所述一级过滤池对生活污水进行固液分离。
23.所述预处理池内设有处理剂，所述处理剂与所述一级过滤池的出水反应降低渣油和磷含量。
24.所述生化池内设有生物处理菌，所述生物处理菌对预处理池的出水去除有机质。
25.所述调节池对生化池的出水进行ph调节。
26.所述净化池内部设有反应填料，所述反应填料与调节池的出水反应提高含氧量。
27.所述生物滤床反应池内设有污泥陶粒，所述污泥陶粒与所述调节池出水进行硝化反应。
28.所述沉淀池对所述生物滤床反应池的出水进行沉淀，形成的上清液进入所述吸附池，底部的沉淀返回所述净化池进行处理。
29.所述吸附池内设有吸附介质，所述吸附介质对所述上清液中的色素和异位分子吸附后，得到净化后的生活污水。
30.可选地，所述处理剂包括按质量百分比计的如下组分：阳离子季铵盐型聚丙烯酸胺絮凝剂0.01％-0.15％、硫酸亚铁5％-10％、聚合氯化铝10％-20％、氯化铝10％-20％、高氯酸钾2％-5％、硫酸铝5％-10％、余量为水。
31.优选地，所述处理剂的添加量为20g/l-80g/l。
32.可选地，所述生物处理菌包括毛霉菌、细长真杆菌、链孢囊菌和酱油曲霉。
33.优选地，所述毛霉菌、所述细长真杆菌、所述链孢囊菌和所述酱油曲霉的cfu配比为10-15:5-10:3-5:8-11。
34.优选地，所述生物处理菌的添加量为10g/l-50g/l。
35.优选地，所述生物处理菌的处理时间为0.5h-3h。
36.优选地，所述反应填料与调节池的出水反应时间为0.2h-2h。
37.可选地，所述污泥陶粒的粒径为8mm-14mm。
38.优选地，所述污泥陶粒的密度为875-895kg/m3。
39.优选地，所述污泥陶粒的堆积密度为360-380kg/m3。
40.优选地，所述吸附介质包括活性炭。
41.本发明的第三方面提供了第一方面所述的生活污水处理装置或第二方面所述的生活污水处理方法在处理生活污水中的应用。
42.优选地，所述生活污水包括农村户用生活污水。
43.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
44.1.本发明提供的生活污水处理装置，该装置设有太阳能供电装置，实现了污水处理中的电能供给，无需耗费其他电能，节约了成本。该生活污水处理装置还设有依次连通的
一级过滤池、预处理池、生化池、调节池、净化池、生物滤床反应池、沉淀池和吸附池，保证了污水的连续处理，处理效率高；一个处理过程结束可直接进入下一过程，设备稳定可靠。
45.2.本发明提供的生活污水处理方法，使得出水达到db12/889-2019《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》。该工艺处理过程连续，处理效率高，降低了运行成本。
46.3.本发明提供的生活污水处理装置或生活污水处理工艺在处理生活污水中的应用，为处理生活污水提供了处理效率高，性能良好的装置和方法，适合大规模推广使用。
附图说明
47.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
48.图1为实施例1提供的生活污水处理装置的结构示意图；
49.图2为实施例1一种方案提供的生活污水处理装置的结构示意图；
50.图3为实施例1另一种方案提供的生活污水处理装置的结构示意图；
51.图4为实施例1中净化池的结构示意图。
52.图标：1-一级过滤池；2-预处理池；3-调节池；4-净化池；41-连接管；42-电机；43-进料口；44-搅拌杆；45-搅拌叶；46-曝气机；47-排液管；48-过滤网；49-曝气管；5-生物滤床反应池；6-沉淀池；7-吸附池；8
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表流湿地；81-基质层；82-湿地植物；830-太阳能供电装置；9-二级过滤池；10-生化池。
具体实施方式
53.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
54.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
55.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“一级”、“二级”、“三级”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
56.实施例1
57.本实施例提供了一种生活污水处理装置，其结构示意图如图1所示，包括一级过滤池1、预处理池2、生化池10、调节池3、净化池4、生物滤床反应池5、沉淀池6、吸附池7和太阳能供电装置830。
58.所述一级过滤池1、预处理池2、生化池10、调节池3、净化池4、生物滤床反应池5、沉淀池6和吸附池7依次连通。
15mm；所述细粒碎石层中细粒碎石的粒径为1
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3mm。
77.在本实施例的一些实施方式中，粗粒碎石的粒径典型但不限于25mm、 26mm、27mm、28mm、29mm、30mm、31mm、32mm、33mm、34mm或35mm；中粒碎石的粒径典型但不限于10mm、11mm、12mm、13mm、14mm 或15mm；细粒碎石的粒径典型但不限于1mm、2mm或3mm。
78.[预处理池]
[0079]
所述预处理池内设有处理剂，所述处理剂与所述一级过滤池的出水反应降低渣油和磷含量。
[0080]
可选地，所述处理剂包括按质量百分比计的如下组分：阳离子季铵盐型聚丙烯酸胺絮凝剂0.01％-0.15％、硫酸亚铁5％-10％、聚合氯化铝10％-20％、氯化铝10％-20％、高氯酸钾2％-5％、硫酸铝5％-10％、余量为水。
[0081]
在本发明的一些实施方式中，所述处理剂中，阳离子季铵盐型聚丙烯酸胺絮凝剂的质量百分比典型但不限于0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、 0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％或0.15％；硫酸亚铁的质量百分比典型但不限于5％、6％、7％、8％、9％或10％；聚合氯化铝的质量百分比典型但不限于10％、11％、12％、13％、14％、15％、 16％、17％、18％、19％或20％；氯化铝的质量百分比典型但不限于10％、 11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％；高氯酸钾的质量百分比典型但不限于2％、3％、4％或5％；硫酸铝的质量百分比典型但不限于5％、6％、7％、8％、9％或10％。
[0082]
优选地，所述处理剂的添加量为20g/l-80g/l。
[0083]
在本发明的一些实施方式中，所述处理剂的添加量典型但不限于20g/l、 30g/l、40g/l、50g/l、60g/l、70g/l或80g/l。
[0084]
处理剂能够与渣油絮凝，与磷化物形成沉淀，从而降低生活污水中的渣油和磷含量。
[0085]
优选地，在所述预处理池后设有二级过滤池，用于过滤预处理过程中形成的沉淀，降低出水的渣油和磷含量。
[0086]
[生化池]
[0087]
所述生化池内设有生物处理菌，所述生物处理菌对预处理池的出水去除有机质。可选地，所述生物处理菌包括毛霉菌、细长真杆菌、链孢囊菌和酱油曲霉。
[0088]
毛霉菌、细长真杆菌、链孢囊菌和酱油曲霉通过相互协调和相互配合，形成了一个能够高效处理生活污水的微生物系统，具有降解油脂、淀粉和纤维素的能力，还能有效减少硫化氢的释放。
[0089]
优选地，所述毛霉菌、所述细长真杆菌、所述链孢囊菌和所述酱油曲霉的cfu配比为10-15:5-10:3-5:8-11。
[0090]
在本发明的一些实施方式中，所述毛霉菌、所述细长真杆菌、所述链孢囊菌和所述酱油曲霉的cfu配比典型但不限于10:5:3:8、12:7:5:9、或 15:10:5:11。
[0091]
优选地，所述生物处理菌的添加量为10g/l-50g/l。
[0092]
在本发明的一些实施方式中，所述生物处理菌的添加量典型但不限于 10g/l、20g/l、30g/l、40g/l或50g/l。
[0093]
优选地，所述生物处理菌的处理时间为0.5h-3h。
[0094]
在本发明的一些实施方式中，所述生物处理菌的处理时间典型但不限于0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h或3h。
[0095]
在本发明的一些实施方式中，毛霉菌、细长真杆菌、链孢囊菌和酱油曲霉接种于驯化培养基上，在25℃条件下培养30h后加入生化池中。
[0096]
在本发明的一种优选实施方式中，驯化培养基的包括浓度为0.20g/l的葡萄糖、浓度为0.12g/l的蛋白胨、浓度为0.15g/l的牛肉膏、0.05g/l的 (nh4)2hpo4。
[0097]
[调节池]
[0098]
所述调节池对生化池的出水进行ph调节。
[0099]
优选地，调节池出水的ph为7-9。
[0100]
在本发明的一些实施方式中，调节池出水的ph典型但不限于7、7.5、 8、8.5或9。
[0101]
[净化池]
[0102]
所述净化池内部设有反应填料，所述反应填料与调节池的出水反应提高含氧量。
[0103]
在本发明的一些实施方式中，反应填料典型但不限于mbbr填料。
[0104]
优选地，所述反应填料与调节池的出水反应时间为0.2h-2h。
[0105]
在本发明的一些实施方式中，所述反应填料与调节池的出水反应时间典型但不限于为0.5h、1h、1.5h或2h。
[0106]
[生物滤床反应池]
[0107]
所述生物滤床反应池内设有污泥陶粒，所述污泥陶粒与所述调节池出水进行硝化反应。
[0108]
可选地，所述污泥陶粒的粒径为8mm-14mm。
[0109]
在本发明的一些实施方式中，所述污泥陶粒的粒径典型但不限于8mm、 9mm、10mm、11mm、12mm、13mm或14mm。
[0110]
优选地，所述污泥陶粒的密度为875-895kg/m3。
[0111]
在本发明的一些实施方式中，所述污泥陶粒的密度典型但不限于 875kg/m3、880kg/m3、885kg/m3或895kg/m3。
[0112]
优选地，所述污泥陶粒的堆积密度为360-380kg/m3。
[0113]
在本发明的一些实施方式中，所述污泥陶粒的堆积密度典型但不限于 360kg/m3、365kg/m3、370kg/m3、375kg/m3或380kg/m3。
[0114]
[沉淀池]
[0115]
所述沉淀池对所述生物滤床反应池的出水进行沉淀，形成的上清液进入所述吸附池，底部的沉淀返回所述净化池进行处理。
[0116]
沉淀作用是指固体从液体中因密度差异而发生沉降，从而分离。
[0117]
在本发明的一些实施方式中，沉淀池中加入反硝化菌进行反硝化处理，将硝酸盐中的氮还原为氮气排出，降低污水中的含氮量。
[0118]
[吸附池]
[0119]
所述吸附池内设有吸附介质，所述吸附介质对所述上清液中的色素和异位分子吸附后，得到净化后的生活污水。
[0120]
优选地，所述吸附介质包括活性炭。
[0121]
试验例1
[0122]
本试验例采用实施例1中图3提供的生活污水处理装置和实施例2提供的生活污水处理方法对农村户用生活污水进行处理，具体包括将生活污水引入一级过滤池中，进水流量为300l/d。预处理池中处理剂的加入量为 80g/l。预处理池中处理剂的加入量为20g/l。处理剂中的成分包括：阳离子季铵盐型聚丙烯酸胺絮凝剂0.01wt.％、硫酸亚铁5wt.％、聚合氯化铝10wt.％、氯化铝10wt.％、高氯酸钾2wt.％、硫酸铝5wt.％、余量为水。
[0123]
生化池中生物处理菌的加入量为10g/l，生物处理菌中毛霉菌、细长真杆菌、链孢囊菌和酱油曲霉的cfu配比为10:5:3:8，生物处理菌的处理时间为0.5h，在调节池中将污水的ph值调节为7，之后送入净化池内处理 0.2h，得到净化后的生活污水。
[0124]
试验例2
[0125]
本试验例采用实施例1中图3提供的生活污水处理装置和实施例2提供的生活污水处理方法对农村户用生活污水进行处理，具体包括将生活污水引入一级过滤池中，进水流量为400l/d。预处理池中处理剂的加入量为 20g/l。处理剂中的成分包括：阳离子季铵盐型聚丙烯酸胺絮凝剂0.15wt.％、硫酸亚铁10wt.％、聚合氯化铝20wt.％、氯化铝20wt.％、高氯酸钾5wt.％、硫酸铝10wt.％、余量为水。
[0126]
生化池中生物处理菌的加入量为50g/l，生物处理菌中毛霉菌、细长真杆菌、链孢囊菌和酱油曲霉的cfu配比为15:10:5:11，生物处理菌的处理时间为1h，在调节池中将污水的ph值调节为8，之后送入净化池内处理 2h，得到净化后的生活污水。
[0127]
试验例3
[0128]
本试验例采用实施例1中图3提供的生活污水处理装置和实施例2提供的生活污水处理方法对农村户用生活污水进行处理，具体包括将生活污水引入一级过滤池中，进水流量为500l/d。预处理池中处理剂的加入量为 40g/l。处理剂中的成分包括：阳离子季铵盐型聚丙烯酸胺絮凝剂0.1wt.％、硫酸亚铁8wt.％、聚合氯化铝15wt.％、氯化铝15wt.％、高氯酸钾4wt.％、硫酸铝8wt.％、余量为水。
[0129]
生化池中生物处理菌的加入量为40g/l，生物处理菌中毛霉菌、细长真杆菌、链孢囊菌和酱油曲霉的cfu配比为12:8:4:10，生物处理菌的处理时间为3h，在调节池中将污水的ph值调节为9，之后送入净化池内处理1h，得到净化后的生活污水。
[0130]
试验例4
[0131]
本试验例采用实施例1中图3提供的生活污水处理装置和实施例2提供的生活污水处理方法对农村户用生活污水进行处理，具体包括将生活污水引入一级过滤池中，进水流量为600l/d。预处理池中处理剂的加入量为 60g/l。处理剂中的成分包括：阳离子季铵盐型聚丙烯酸胺絮凝剂0.12wt.％、硫酸亚铁8wt.％、聚合氯化铝10wt.％、氯化铝20wt.％、高氯酸钾4wt.％、硫酸铝5wt.％、余量为水。
[0132]
生化池中生物处理菌的加入量为40g/l，生物处理菌中毛霉菌、细长真杆菌、链孢囊菌和酱油曲霉的cfu配比为15:7:4:11，生物处理菌的处理时间为2h，在调节池中将污水的ph值调节为7，之后送入净化池内处理2h，得到净化后的生活污水。
[0133]
对比例1
[0134]
本对比例对农村户用生活污水进行处理，与试验例1的区别在于，生活污水处理装置中不设置生化池，其余装置和步骤均与试验例1相同，在此不再赘述。
[0135]
对比例2
[0136]
本对比例对农村户用生活污水进行处理，与试验例2的区别在于，生活污水处理装置中不设置生化池，其余装置和步骤均与试验例2相同，在此不再赘述。
[0137]
对比例3
[0138]
本对比例对农村户用生活污水进行处理，与试验例3的区别在于，生活污水处理装置中不设置生化池，其余装置和步骤均与试验例3相同，在此不再赘述。
[0139]
对比例4
[0140]
本对比例对农村户用生活污水进行处理，与试验例4的区别在于，生活污水处理装置中不设置生化池，其余装置和步骤均与试验例4相同，在此不再赘述。
[0141]
对比例5
[0142]
本对比例对农村户用生活污水进行处理，使用的设备为智能一体化污水净化系统，规格为icwt
‑‑
b-100，生产厂家为北京碧水源科技股份有限公司。
[0143]
验证例1
[0144]
对试验例1-4和对比例1-5得到的净化后的生活污水进行水质检测， ss、cod、bod、tn和tp的检测方法均按照db12/889-2019《农村生活污水处理设施水污染物排放标准》中的方法进行。数据结果如表1所示。
[0145]
表1处理前后的水质检测结果(单位：mg/l)
[0146][0147]
需要说明的是，去除率为处理前后生活污水某成分的浓度差值与处理前生活污水某成分的浓度的比值。
[0148]
由表1可以看出，试验例1-4在处理生活污水时，ss、cod、bod、tn和tp的去除率明显高于对比例1-5的污水处理装置的去除率，说明二级过滤池和调节池之间增加生化池对生活污水进行处理，能够提高ss、cod、 bod、tn和tp的去除率，且相对于市售的净水设备，利用本发明污水处理装置及污水处理方法处理的生活污水，ss、cod、bod、tn和tp的去除率较高。
[0149]
验证例2
[0150]
对试验例1-4和对比例1-4中太阳能供电装置的储电量和泵的耗电量进行统计，数据结果如表2所示。
[0151]
表2储电量和耗电量数据表
[0152][0153]
由表2可以看出，本发明提供的太阳能光伏控制系统的储电量为80kwh，处理生活污水时，试验例1-4和对比例1-4的各个高压泵与排泥泵的总耗电量之和明显小于太阳能光伏控制系统的储电量，说明本发明的太阳能装置能够供应各个高压泵与排泥泵的电能，无需耗费其他电能，节约了成本。
[0154]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。