一种农村生活废水轻简过滤系统及方法

1.本发明属于废水处理设备技术领域，尤其涉及一种农村生活废水轻简过滤系统及方法。


背景技术：

2.生活废水是在生活过程中产生的污水，在农村，生活废水通常进行随地排放，而排放的生活废水则无法收集循环使用，造成水资源利用效率较低，生活废水的收集再使用是当下研究的课题之一，现行的农村污水处理系统结构复杂，运行成本高，环境适应性差。自然界的土壤层具有天然过滤水体的功能，能够对废水进行过滤，其过滤过程绿色环保，不会产生新的污染物。如果利用自然界天然过滤的特点，对生活废水进行过滤，然后在进行收集利用，能够提高水体的利用效率，达到节约水资源的目的，如何充分利用自然条件及水体运移规律，对生活废水进行处理是当下需要解决的问题。


技术实现要素：

3.针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种农村生活废水轻简过滤系统及方法，通过设置密封蓄水结构、过滤结构和进出水结构，能够对生活废水进行过滤和收集，起到了对生活废水净化和收集的作用，提高了生活废水的利用率。
4.本发明提供如下技术方案：一种农村生活废水轻简过滤系统，包括：密封蓄水结构、过滤结构和进出水结构，所述密封蓄水结构包括防渗水支撑框架、蓄水池、防渗黏土、下层支撑土壤，所述防渗水支撑框架位于蓄水池的外侧，所述下层支撑土壤位于防渗水支撑框架和蓄水池之间，所述防渗黏土位于下层支撑土壤的上侧，所述过滤结构包括上层植被、上层过滤土壤、过滤砂、砾石、过滤细沙，所述过滤结构位于防渗黏土的上侧，所述上层植被、上层过滤土壤、过滤砂、砾石、过滤细沙由上至下依次设置，所述进出水结构包括进水管和出水管，所述进水管设置在过滤细沙与防渗黏土之间。
5.优选的，所述密封蓄水结构还包括蓄水池盖、检修梯，所述蓄水池盖位于蓄水池的上侧，所述检修梯位于蓄水池的内侧。
6.优选的，所述出水管的内侧设置有活性炭滤芯，所述出水管上设置有出水阀门。
7.优选的，所述蓄水池的内侧设置有水位显示器，所述水位显示器用于测量并显示蓄水池内的水位高度。
8.优选的，所述砾石包括第一砾石层和第二砾石层，所述第一砾石层为粗砾石层，所述第二砾石层为细砾石层，所述第一砾石层位于第二砾石层的上侧。
9.优选的，所述第一砾石层的粒径为40-50mm，所述第二砾石层的粒径为2-8mm，所述第一砾石层的厚度为d，则第二砾石层的厚度为2-6d。
10.优选的，所述进水管包括第一进水管和第二进水管，所述第一进水管和第二进水管互相对称设置。
11.优选的，所述过滤细沙层内设置有渗水口，所述渗水口内设置有支撑件，所述进水管设置在支撑件内，所述支撑件的表面设置有渗水通孔，所述支撑件的表面设置有布料层，所述布料层用于隔离细沙，使水进入至进水管内。
12.优选的，所述出水管的进水端设置有进水口，所述蓄水池上设置有第一拉线，所述第一拉线的另一端设置有浮球，所述浮球的下侧连接有弹簧，所述弹簧的下端连接有塞体，所述塞体位于进水口的正上方，所述塞体与进水口相适配。
13.优选的，所述过滤砂为环形机构，所述过滤砂层的厚度为h1，外径为r2、内径为r1，系统一天内的处理水量为q，则它们之间满足以下关系：π（r
22
‑ꢀr12
）
·
h1=α
·
ln（q 3），上式中，h、r1、r2的单位为m，q的单位为m3，α为相关系数，取值范围为3-7。
14.优选的，所述过滤细沙的厚度为h2，h2=（0.62-0.95）h1。
15.优选的，所述蓄水池的内侧底部设置有沉淀网，所述沉淀网主要由多个方形条依次交错设置，沉淀网的中间形成有多个凹槽。
16.优选的，所述上层植被为美人蕉、黄花莺尾、灯心草、沙草中的一种或者多种。
17.优选的，所述蓄水池的开口处设置有抽风机，所述抽风机用于抽出蓄水池内的空气，对蓄水池进行通风处理。
18.一种农村生活废水轻简过滤系统的过滤方法，包括以下步骤：s1：生活废水的引流，将生活中产生的生活废水引入至过滤系统中，在引入过程中，经多个引入口引入至过滤系统内，避免生活废水集中至一个区域内；s2：生活废水的过滤，生活废水在过滤系统内依次经过上层植被、上层过滤土壤、过滤砂、砾石和过滤细沙进行过滤，上层植被、上层过滤土壤、过滤砂、砾石和过滤细沙对生活废水均起到过滤作用；s3：水体储存，过滤后的水体流入至蓄水池内，利用蓄水池对水体进行储存，在储存过程中，同时起到了对水体内杂质沉淀的作用；s4：水体排出，当蓄水池内的水位达到一定的高度时，通过出水管排出，出水管内设置有活性炭滤芯，活性炭滤芯对水体起到了再次过滤的作用；优选的，在步骤s4后，还有步骤s5：蓄水池的清理，当蓄水池内的沉淀物达到一定的数量后，对蓄水池内的沉淀物进行清理。
19.优选的，在敷设过滤细沙时，用工具对细沙层进行压实，使过滤细沙上表面保持平整，然后在上表面敷设一层隔离网，用于隔离砾石层和过滤细沙，过滤细沙敷设完毕后敷设砾石层，砾石层敷设结束后，在砾石层的空隙内填充有砂粒，用于增加砾石层的稳定性，同时，起到了良好的过滤作用。所述砾石层的上侧敷设有隔离网，所述隔离网用于隔离砾石和过滤砂，敷设过滤砂时，用工具对过滤砂进行压实，使过滤砂的上表面保持平整状态。
20.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：（1）本发明一种农村生活废水轻简过滤系统及方法，通过设置密封蓄水结构、过滤结构和进出水结构，能够对生活废水进行过滤和收集，起到了对生活废水净化和收集的作用，提高了生活废水的利用率。
21.（2）本发明一种农村生活废水轻简过滤系统及方法，所述过滤结构包括上层植被、上层过滤土壤、过滤砂、砾石和过滤细沙，充分利用了自然条件的过滤功能，既能实现污水
的再利用，又具有良好的生态保护功能。
22.（3）本发明一种农村生活废水轻简过滤系统及方法，本系统设置在地面以下，具有结构简单、操作方便、环境适应性强、后期维护成本较低的特点，能够适应于农村过滤生活废水的需要。
23.（4）本发明一种农村生活废水轻简过滤系统及方法，本系统利用植被、过滤土壤、过滤砂、砾石和过滤细沙对废水进行过滤，过滤过程不会产生污染物，具有绿色环保的特点，过滤后的水体能够重复使用，提高了水体的使用效率。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
25.图1是本发明的整体结构示意图。
26.图2是本发明的密封蓄水结构、过滤结构、进出水结构示意图。
27.图3是本发明的自动放水原理图。
28.图4是本发明的支撑件示意图。
29.图5是本发明的沉淀网示意图。
30.图中：1、上层植被； 2、水位显示器； 3、蓄水池盖； 4、上层过滤土壤；5、防渗水支撑框架；6、过滤砂；7、砾石； 8、过滤细沙； 9、出水阀门；10、活性炭滤芯；11、第一出水管；12、蓄水池； 13、第一进水管 ；14、下层支撑土壤； 15、防渗黏土；16、第二进水管；17、检修梯；18、进水口；19、塞体；20、弹簧；21、浮球；22、第一拉线；23、支撑件；24、沉淀网；100、密封蓄水结构；200、过滤结构；300、进出水结构。
具体实施方式
31.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
32.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式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方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
33.实施例一：如图1-2所示，一种农村生活废水轻简过滤系统，包括：密封蓄水结构100、过滤结构200和进出水结构300，所述密封蓄水结构100包括防渗水支撑框架5、蓄水池12、防渗黏土15、下层支撑土壤14，所述防渗水支撑框架5位于蓄水池12的外侧，所述下层支撑土壤14位于防渗水支撑框架5和蓄水池12之间，所述防渗黏土15位于下层支撑土壤14的上侧，所述过
滤结构200包括上层植被1、上层过滤土壤4、过滤砂6、砾石7、过滤细沙8，所述过滤结构200位于防渗黏土15的上侧，所述上层植被1、上层过滤土壤4、过滤砂6、砾石7、过滤细沙8由上至下依次设置，所述进出水结构300包括进水管和出水管11，所述进水管设置在过滤细沙8与防渗黏土15之间。
34.所述密封蓄水结构100还包括蓄水池盖3、检修梯17，所述蓄水池盖3位于蓄水池12的上侧，所述检修梯17位于蓄水池12的内侧。所述出水管11的内侧设置有活性炭滤芯10，所述出水管11上设置有出水阀门9。
35.所述蓄水池12的内侧设置有水位显示器2，所述水位显示器2用于测量并显示蓄水池12内的水位高度。所述砾石7包括第一砾石层和第二砾石层，所述第一砾石层为粗砾石层，所述第二砾石层为细砾石层，所述第一砾石层位于第二砾石层的上侧。所述第一砾石层的粒径为40-50mm，所述第二砾石层的粒径为2-8mm，所述第一砾石层的厚度为d，则第二砾石层的厚度为2-6d。
36.所述进水管包括第一进水管13和第二进水管16，所述第一进水管13和第二进水管16互相对称设置。
37.密封蓄水结构100中的蓄水池12放置于防渗水支撑框架5之内，与外层生态环境隔离，既能防止废水对外层环境的污染，又可以使经过过滤结构200过滤的水体更好的进入到蓄水池12。蓄水池12与防渗水支撑框架5之间布置有下层支撑土壤14，在固定蓄水池12与防渗水框架相对位置的同时，也为防渗黏土15提供支撑。防渗黏土放置于下层支撑土壤14之上，在为过滤结构提供支撑的同时，防止水体进入下层支撑土壤，使过滤后的水体更好的进入蓄水池12。废水排放到轻简过滤系统后，流经上层植被1，进入上层过滤土壤4，随后渗入到过滤砂层6，经下层砾石7沉积后，通过过滤细沙8渗入到进出水结构300的进水管的进水口，经进水口流入蓄水池12。过滤后的水体在蓄水池12进行沉淀蓄水，并通过水位传感器在过滤系统上部的水位显示器实时显示水位，水位达到排水深度后即可打开出水阀门9进行排水，水体通过出水阀门9后经活性炭滤芯10进行最后的过滤，随后排出过滤系统，即完成整个污水的过滤。当进水管的进出水口发生堵塞或者蓄水池沉淀物较多时，打开蓄水池盖，经检修梯进入蓄水池进行检修和清理。当活性炭滤芯达到使用寿命时，关闭出水阀门，即可进行活性炭滤芯的更换。该农村生活废水轻简过滤系统及其运行原理，结构简单、操作方便、环境适应性强，后期维护成本较低，充分利用了自然条件的过滤功能，既能实现污水的再利用，又具有良好的生态保护功能。该发明规避了现行农村污水处理系统结构复杂，运行成本高，环境适应性差，未能充分利用自然条件及水体运移规律的问题。
38.实施例二如图1-5所示，一种农村生活废水轻简过滤系统，包括：密封蓄水结构100、过滤结构200和进出水结构300，所述密封蓄水结构100包括防渗水支撑框架5、蓄水池12、防渗黏土15、下层支撑土壤14，所述防渗水支撑框架5位于蓄水池12的外侧，所述下层支撑土壤14位于防渗水支撑框架5和蓄水池12之间，所述防渗黏土15位于下层支撑土壤14的上侧，所述过滤结构200包括上层植被1、上层过滤土壤4、过滤砂6、砾石7、过滤细沙8，所述过滤结构200位于防渗黏土15的上侧，所述上层植被1、上层过滤土壤4、过滤砂6、砾石7、过滤细沙8由上至下依次设置，所述进出水结构300包括进水管和出水管11，所述进水管设置在过滤细沙8与防渗黏土15之间，所述防渗黏土15与过滤细沙8之间设置有防水层，所述防水层为塑料薄
膜层，改善防渗黏土15的防渗效果，使过滤后的水流入至蓄水池内。所述上层植被1为美人蕉、黄花莺尾、灯心草、沙草中的一种或者多种，能够有效地吸收水体中的氮、磷等元素，起到净化水质、美化环境的作用。
39.所述密封蓄水结构100还包括蓄水池盖3、检修梯17，所述蓄水池盖3位于蓄水池12的上侧，所述检修梯17位于蓄水池12的内侧。所述出水管11的内侧设置有活性炭滤芯10，所述出水管11上设置有出水阀门9。所述蓄水池的开口处设置有抽风机，当对蓄水池内进行检修时，首先利用抽风机将蓄水池内的空气抽出，置换蓄水池内的空气，避免出现蓄水池没出现缺氧的现象，保证了操作人员的作业安全。
40.所述蓄水池12的内侧设置有水位显示器2，所述水位显示器2用于测量并显示蓄水池12内的水位高度。所述砾石7包括第一砾石层和第二砾石层，所述第一砾石层为粗砾石层，所述第二砾石层为细砾石层，所述第一砾石层位于第二砾石层的上侧。所述第一砾石层的粒径为40-50mm，所述第二砾石层的粒径为2-8mm，所述第一砾石层的厚度为d，则第二砾石层的厚度为2-6d，此时砾石层的过滤效果最佳，当废水经过砾石层时，能够对废水进行充分过滤。所述过滤砂6的粒径为0.08-5mm，过滤砂的表观密度不小于2400kg/m3；松散堆积密度不小于1200kg/m3，空隙率不大于40%。
41.所述进水管包括第一进水管13和第二进水管16，所述第一进水管13和第二进水管16互相对称设置。所述过滤细沙层8内设置有渗水口，所述渗水口内设置有支撑件23，所述进水管设置在支撑件23内，所述支撑件23的表面设置有渗水通孔，所述支撑件23的表面设置有布料层，所述布料层用于隔离细沙，使水进入至进水管内。
42.所述出水管的进水端设置有进水口18，所述蓄水池上设置有第一拉线22，所述第一拉线22的另一端设置有浮球21，所述浮球21的下侧连接有弹簧20，所述弹簧20的下端连接有塞体19，所述塞体19位于进水口18的正上方，所述塞体19与进水口18相适配。当蓄水池12内水体液面高度为h1时，浮球21开始受到一个向上的浮力，液面高度越高，浮球21受到的浮力越大，浮球21受到浮力后开始拉动弹簧20，当蓄水池12内水体液面高度为h2时，浮球21带动塞体19向上移动，进水口18开启，蓄水池12内的水经出水管11流出蓄水池12外侧，此时，蓄水池12内的液位高度逐渐降低，塞体19落入至进水口18处，出水管11处于关闭状态。
43.所述过滤砂为环形机构，所述过滤砂层的厚度为h1，外径为r2、内径为r1，系统一天内的处理水量为q，则它们之间满足以下关系：π（r
22
‑ꢀr12
）
·
h1=α
·
ln（q 3），上式中，h、r1、r2的单位为m，q的单位为m3，α为相关系数，取值范围为3-7，当满足以上关系时，所述过滤系统能够平稳持续地运行，当α小于3时，废水渗透的速率较高，废水过滤效果较差，当α大于7时，废水渗透的速率较低，上侧植被内留有积水，不利于上层植被的生长，当α处于3-7内时，系统能够持续进行过滤，并且过滤效果较好。所述过滤细沙的厚度为h2，h2=（0.62-0.95）h1，当过滤细沙的厚度与过滤砂层的厚度满足以上关系时，过滤细沙的工作效率较高，过滤细沙的厚度过高，则利用率较低，造成材料的浪费，过滤细沙的厚度过小，则废水过滤处理效果较差，无法对废水充分过滤。
44.所述蓄水池12的内侧底部设置有沉淀网24，所述沉淀网24主要由多个方形条依次交错设置，沉淀网24的中间形成有多个凹槽，当蓄水池内的污水进行沉淀时，沉淀物位于凹槽内，当对蓄水池12内进行清理时，能够增加操作人员与蓄水池地面之间的摩擦力，防止出现打滑倾倒的现象，保证了操作人员的人身安全。
45.实施例三一种农村生活废水轻简过滤系统的过滤方法，包括以下步骤：s1：生活废水的引流，将生活中产生的生活废水引入至过滤系统中，在引入过程中，经多个引入口引入至过滤系统内，避免生活废水集中至一个区域内；s2：生活废水的过滤，生活废水在过滤系统内依次经过上层植被、上层过滤土壤、过滤砂、砾石和过滤细沙进行过滤，上层植被、上层过滤土壤、过滤砂、砾石和过滤细沙对生活废水均起到过滤作用；s3：水体储存，过滤后的水体流入至蓄水池内，利用蓄水池对水体进行储存，在储存过程中，同时起到了对水体内杂质沉淀的作用；s4：水体排出，当蓄水池内的水位达到一定的高度时，通过出水管排出，出水管内设置有活性炭滤芯，活性炭滤芯对水体起到了再次过滤的作用。
46.实施例四一种农村生活废水轻简过滤系统的过滤方法，包括以下步骤：s1：生活废水的引流，将生活中产生的生活废水引入至过滤系统中，在引入过程中，经多个引入口引入至过滤系统内，避免生活废水集中至一个区域内；s2：生活废水的过滤，生活废水在过滤系统内依次经过上层植被、上层过滤土壤、过滤砂、砾石和过滤细沙进行过滤，上层植被、上层过滤土壤、过滤砂、砾石和过滤细沙对生活废水均起到过滤作用；s3：水体储存，过滤后的水体流入至蓄水池内，利用蓄水池对水体进行储存，在储存过程中，同时起到了对水体内杂质沉淀的作用；s4：水体排出，当蓄水池内的水位达到一定的高度时，通过出水管排出，出水管内设置有活性炭滤芯，活性炭滤芯对水体起到了再次过滤的作用；s5：蓄水池的清理，当蓄水池内的沉淀物达到一定的数量后，对蓄水池内的沉淀物进行清理。
47.在敷设过滤细沙8时，用工具对细沙层进行压实，使过滤细沙8上表面保持平整，然后在上表面敷设一层隔离网，用于隔离砾石层和过滤细沙，过滤细沙敷设完毕后敷设砾石层，砾石层敷设结束后，在砾石层的空隙内填充有砂粒，用于增加砾石层的稳定性，同时，起到了良好的过滤作用。所述砾石层的上侧敷设有隔离网，所述隔离网用于隔离砾石和过滤砂6，敷设过滤砂6时，用工具对过滤砂6进行压实，使过滤砂的上表面保持平整状态。所述上层植被1为美人蕉、黄花莺尾、灯心草、沙草中的一种或者多种，能够有效地吸收水体中的氮、磷等元素，起到净化水质、美化环境的作用。
48.通过上述技术方案得到的装置是一种农村生活废水轻简过滤系统及方法，通过设置密封蓄水结构、过滤结构和进出水结构，能够对生活废水进行过滤和收集，起到了对生活废水净化和收集的作用，提高了生活废水的利用率。
49.以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化；凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。