一种基于A/O耦合人工湿地的农村污水处理系统的制作方法

一种基于a/o耦合人工湿地的农村污水处理系统
技术领域
1.本实用新型属于生活污水处理技术领域，尤其涉及一种基于a/o耦合人工湿地的农村污水处理系统。


背景技术：

2.近年来，随着国家乡村振兴政策的大力推行，农村生活污水处理已是当前比较重要的一项工作。农村生活污水主要包括卫生间污水和餐厨污水等，这些污水中含有大量的有机、无机污染物、病原微生物等，氮磷和cod浓度较高。农村生活污水随处乱排现象非常明显，极易产生严重的农村环境污染问题。因此，如何研发一项能够将农村生活污水有效收集处理、稳定运行达标排放且成本较低的方法，对改善农村生活污水处理效果具有非常重大的实际意义。
3.a/o法和传统人工湿地均是污水处理中比较常见的两种工艺，其中a/o法主要依靠填料生长附着微生物进行污水处理；传统人工湿地工艺主要通过填料、微生物和水生植物的共同协同作用下实现污水处理。但是在使用这两种工艺过程中发现以下问题：微生物挂膜的效果较差，污水处理的效果有限；湿地发生堵塞时导致运行故障，处理效率低下，出水水质不稳定，运行成本较高，剩余污泥和植物废弃物容易造成二次污染。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种基于a/o耦合人工湿地的农村污水处理系统，它具有处理效率高、处理效果好、占地面积小以及能连续运行的特点。
5.本实用新型的目的是这样实现的：一种基于a/o耦合人工湿地的农村污水处理系统，包括由前端墙、后端墙、左侧墙和右侧墙围成一个矩形的处理区以及自前至后依次设在处理区内的前处理单元和后处理单元；所述前处理单元包括厌氧池和好氧池；所述后处理单元包括沉淀池、上升垂直潜流人工湿地、下降垂直潜流人工湿地以及深度吸附池；其中，
6.所述厌氧池的顶标高、好氧池的顶标高、沉淀池的顶标高、上升垂直潜流人工湿地的顶标高、下降垂直潜流人工湿地的顶标高以及深度吸附池的顶标高均相同；所述厌氧池的底标高、好氧池的底标高和沉淀池的底标高均相同；所述上升垂直潜流人工湿地的底标高、下降垂直潜流人工湿地的底标高以及深度吸附池的底标高均相同并位于所述沉淀池的中下部；
7.所述厌氧池与好氧池之间由第一公用墙隔开，该第一公用墙的顶部镂空；所述好氧池与沉淀池之间由第二公用墙隔开；所述沉淀池与上升垂直潜流人工湿地之间由第三公用墙隔开；所述上升垂直潜流人工湿地与下降垂直潜流人工湿地之间由第四公用墙隔开，该第四公用墙的顶部镂空；所述下降垂直潜流人工湿地与深度吸附池之间由第五公用墙隔开，该第五公用墙的底部镂空；
8.所述前端墙的上部中间设有原始污水进水口；所述后端墙的上部中间设有溢流出水口；
9.所述后处理单元通过在第二公用墙的中间至后端墙的中间之间设置一道纵向隔墙而分成左后处理单元和右后处理单元；所述左后处理单元由左沉淀池、左上升垂直潜流人工湿地、左下降垂直潜流人工湿地和左深度吸附池构成；所述右后处理单元由右沉淀池、右上升垂直潜流人工湿地、右下降垂直潜流人工湿地和右深度吸附池构成；
10.所述厌氧池内安装有组合填料；
11.所述好氧池内的安装有悬浮填料，该悬浮填料的底部设有微孔曝气装置；
12.所述第二公用墙的上部与左沉淀池和右沉淀池一一对应地开设一个左可调出水口和一个右可调出水口，左可调出水口的标高和右可调出水口的标高相同并低于所述原始污水进水口的标高，左可调出水口和右可调出水口上一一对应地安装一个左流量调节阀和一个右流量调节阀；
13.所述第三公用墙的中下部与左上升垂直潜流人工湿地和右上升垂直潜流人工湿地一一对应地开设一个左出水口和一个右出水口；
14.所述左上升垂直潜流人工湿地和右上升垂直潜流人工湿地内各自从下到上依次设置布水管、卵石填料层、硫铁矿复合填料层、瓜子片填料层和美人蕉；左上升垂直潜流人工湿地中的布水管和右上升垂直潜流人工湿地的布水管一一对应地与所述沉淀池的左出水口和右出水口连接；
15.所述左下降垂直潜流人工湿地和右下降垂直潜流人工湿地内各自从下到上均依次设置微孔曝气装置、砾石填料层、新型合成填料层、瓜子片填料层和鸢尾；
16.所述左深度吸附池和右深度吸附池内各自设置生物质炭吸附填料。
17.上述的基于a/o耦合人工湿地的农村污水处理系统，其中，所述厌氧池内的组合填料为改性醛化丝生物填料，填充比为60％～90％。
18.上述的基于a/o耦合人工湿地的农村污水处理系统，其中，所述好氧池内的悬浮填料为改性聚氨酯生物填料，填充比为40％～80％。
19.上述的基于a/o耦合人工湿地的农村污水处理系统，其中，所述左上升垂直潜流人工湿地和右上升垂直潜流人工湿地内的卵石填料层的厚度为35～50cm，粒径为2～5cm；所述硫铁矿复合填料层由无纺布将硫铁矿包裹而成，厚度为50～70cm；所述瓜子片填料层的厚度为10～30cm，粒径为0.5～1.0cm。
20.上述的基于a/o耦合人工湿地的农村污水处理系统，其中，所述左下降垂直潜流人工湿地和右下降垂直潜流人工湿地内的瓜子片填料层的厚度为10～30cm，粒径为0.5～1.0cm；所述新型合成填料层的厚度为50～70cm；所述砾石填料层的厚度为30～45cm，粒径为0.2～3cm。
21.本实用新型的基于a/o耦合人工湿地的农村污水处理系统具有以下特点：
22.(1)本实用新型的处理系统为一体化结构，充分利用空间，占地面积小，能有效降低基建投资成本，方便安装和操作，水力停留时间长；
23.(2)针对农村生活污水排放的不稳定性，本实用新型将后处理单元分成左后处理单元和右后处理单元，可根据进水流量大小选择采用选择左后处理单元运行，或右后处理单元运行，或左后处理单元和右后处理单元同时运行，当右后处理单元运行时，左后处理单元进入“休息”状态，同时检修可能出现的问题，防止出现运行堵塞，确保污水处理系统能连续运行，提高处理效率；
24.(3)本实用新型的处理系统的厌氧池中的改性醛化丝生物填料较常规的生物填料能够附着更多的厌氧微生物，能将污水中的大分子有机污染物分解成小分子有机污染物，同时进行厌氧释磷，然后进入好氧池，进行好氧吸磷，同时发生硝化反应，并去除部分有机物，含有硝酸根no
3-的污水直接进入上升垂直潜流人工湿地，硫铁作为电子供体，无需投加碳源和设置硝化液内回流管道，发生自养反硝化脱氮，运行成本低，同时污水中的磷酸根离子po
43-在铁离子的作用下发生沉淀反应，能够降低氮磷含量；污水再进入下降垂直潜流人工湿地，通过改性纤维球、颗粒碳、铁刨花和改性陶粒构成的微电解系统，在好氧条件下发生电化学反应，并且通过植物根系的吸收作用，进一步提高脱氮、除磷、除碳的效果；
25.(4)污水最后进入深度吸附池，深度吸附池内的生物质炭吸附填料由沉淀池排放的剩余污泥和已枯萎的美人蕉、鸢尾共同在250～500℃的反应温度下经热处理1.5～4h，再通过冷却、清洗、干燥后得到生物质炭吸附材料，使出水清澈，最终出水能够稳定达到gb3838-2002
ⅴ
类水标准，并实现废弃产物的资源化回收利用。
附图说明
26.图1是本实用新型的基于a/o耦合人工湿地的农村污水处理系统的纵向断面图；
27.图2是本实用新型的基于a/o耦合人工湿地的农村污水处理系统的平面图。
具体实施方式
28.下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
29.请参阅图1和图2，本实用新型的基于a/o耦合人工湿地的农村污水处理系统，包括由前端墙1a、后端墙1b、左侧墙1c和右侧墙1d围成一个矩形的处理区以及自前至后依次设在处理区内的前处理单元和后处理单元，前处理单元包括厌氧池1和好氧池2；后处理单元包括沉淀池3、上升垂直潜流人工湿地4、下降垂直潜流人工湿地5以及深度吸附池6。
30.厌氧池1的顶标高、好氧池2的顶标高、沉淀池3的顶标高、上升垂直潜流人工湿地4的顶标高、下降垂直潜流人工湿地5的顶标高以及深度吸附池6的顶标高均相同；厌氧池1的底标高、好氧池2的底标高和沉淀池3的底标高均相同；上升垂直潜流人工湿地4的底标高、下降垂直潜流人工湿地5的底标高以及深度吸附池6的底标高均相同并位于沉淀池3的中下部。
31.厌氧池1与好氧池2之间由第一公用墙10隔开，该第一公用墙10的顶部镂空；好氧池2与沉淀池3之间由第二公用墙20隔开；沉淀池3与上升垂直潜流人工湿地4之间由第三公用墙30隔开；上升垂直潜流人工湿地4与下降垂直潜流人工湿地5之间由第四公用墙40隔开，该第四公用墙40的顶部镂空；下降垂直潜流人工湿地5与深度吸附池6之间由第五公用墙50隔开，该第五公用墙50的底部镂空。
32.前端墙1a的上部中间设有原始污水进水口101；后端墙1b的上部中间设有溢流出水口102。
33.后处理单元通过在第二公用墙20的中间至后端墙1d的中间之间设置一道纵向隔墙60而分成左后处理单元和右后处理单元；左后处理单元由左沉淀池3a、左上升垂直潜流人工湿地4a、左下降垂直潜流人工湿地5a和左深度吸附池6a构成，右后处理单元由右沉淀池3b、右上升垂直潜流人工湿地4b、右下降垂直潜流人工湿地5b和右深度吸附池6b构成。
34.厌氧池1内安装有组合填料11，该组合填料11为改性醛化丝生物填料，填充比为60％～90％。
35.好氧池2内安装有悬浮填料21，该悬浮填料为改性聚氨酯生物填料，填充比为40％～80％，该悬浮填料21的底部设有微孔曝气装置22。
36.第二公用墙20的上部与左沉淀池3a和右沉淀池3b一一对应地开设一个左可调出水口和一个右可调出水口，左可调出水口的标高和右可调出水口的标高相同并低于原始污水进水口1a的标高，左可调出水口和右可调出水口上一一对应地安装一个左流量调节阀2a和一个右流量调节阀2b。
37.第三公用墙30的中下部与左上升垂直潜流人工湿地4a和右上升垂直潜流人工湿地4b一一对应地开设一个左出水口和一个右出水口。
38.左上升垂直潜流人工湿地4a和右上升垂直潜流人工湿地4b内各自从下到上依次设置布水管41、卵石填料层42、硫铁矿复合填料层43、瓜子片填料层44和美人蕉45；左上升垂直潜流人工湿地4a中的布水管41和右上升垂直潜流人工湿地4b的布水管41一一对应地与沉淀池3的左出水口和右出水口连接；卵石填料层42的厚度为35～50cm，粒径为2～5cm；硫铁矿复合填料层43由无纺布将硫铁矿包裹而成，厚度为50～70cm；瓜子片填料层44的厚度为10～30cm，粒径为0.5～1.0cm。
39.左下降垂直潜流人工湿地5a和右下降垂直潜流人工湿地5b内各自从下到上均依次设置微孔曝气装置51、砾石填料层52、新型合成填料层53、瓜子片填料层54和鸢尾55；砾石填料层52的厚度为30～45cm，粒径为0.2～3cm；新型合成填料层53的厚度为50～70cm，该新型合成填料层53由如下材料按质量百分比配置而成：改性纤维球6％～35％、颗粒碳7％～30％、铁刨花5％～25％、改性陶粒3％～25％；瓜子片填料层54的厚度为10～30cm，粒径为0.5～1.0cm；
40.左深度吸附池6a和右深度吸附池6b内各自设置生物质炭吸附填料61，该生物质炭吸附填料61是由沉淀池3排放的剩余污泥31、上升垂直潜流人工湿地4中的已枯萎的美人蕉45和下降垂直潜流人工湿地5中的已枯萎的鸢尾共同在250～500℃的反应温度下热处理1.5～4h，再通过冷却、清洗、干燥后得到的。
41.本实用新型的基于a/o耦合人工湿地的农村污水处理系统进行农村污水处理时包括以下步骤：
42.步骤一，污水从处理区的前端墙上的原始污水进水口101进入厌氧池1，通过厌氧池1内的改性醛化丝生物填料附着厌氧微生物，使污水中大分子有机污染物分解成小分子有机污染物，同时进行厌氧释磷；
43.步骤二，污水从第一公用墙10的顶部进入好氧池2，通过好氧池2内的悬浮填料21上生长附着的聚磷菌充分吸收污水中的磷，将磷转移至污泥胞内，并在硝化菌的作用下充分发生硝化反应，同时去除部分有机物，还通过微孔曝气装置22使好氧池2中溶解氧的含量为2mg/l，使污水中的活性污泥处于悬浮状态；
44.步骤三，好氧池2内的污水进入沉淀池3中进行固液分离，固液分离后的剩余污泥31沉入沉淀池3的底部，定期收集排放剩余污泥31；
45.步骤四，沉淀池3中固液分离后的含有硝酸根的污水从第三公用墙30的中下部的出水口通过布水管51从底部进入上升垂直潜流人工湿地4，在上升垂直潜流人工湿地4内通
过硫铁矿复合填料层43提供电子供体发生自养反硝化脱氮，同时通过生成磷酸铁沉淀除磷，并在卵石填料层42、瓜子片填料层44和美人蕉45的共同吸附和微生物降解作用下再次进行脱氮、除磷和除碳；
46.步骤五，污水从第四公用墙40的顶部进入下降垂直潜流人工湿地5；下降垂直潜流人工湿地5内的新型合成填料层53构成微电解系统，并在好氧条件下发生电化学反应，在砾石填料层52和瓜子片填料层55吸附和鸢尾55根系吸收的共同作用下，进一步脱氮、除磷和除碳
47.步骤六，污水从第五公用墙50的底部进入深度吸附池6，通过深度吸附池6内的生物质炭吸附填料61吸附污水中剩余污染物，降低浊度和色度，提高透明度，直到水达标，并从处理区的后端墙1b上的溢流出水口102达标排放，同时实现废弃产物资源化回收利用。
48.进行步骤三至步骤六时，根据原始污水的进水流量选择左后处理单元运行，或右后处理单元运行，或左后处理单元和右后处理单元同时运行；当原始污水的进水流量较小时可关闭左流量调节阀2a，以右后处理单元的右沉定池3b、右上升垂直潜流人工湿地4b、右下降垂直潜流人工湿地5b和右深度吸附池6b运行，或关闭右流量调节阀2b，以左后处理单元的左沉定池3a、左上升垂直潜流人工湿地4a、左下降垂直潜流人工湿地5a和左深度吸附池6a运行；当右后处理单元运行时，左后处理单元进入“休息”状态，同时检修可能出现的问题，防止出现运行堵塞，确保污水处理系统能连续运行，提高处理效率。
49.以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。