公布日：2024.04.19
申請(qǐng)日：2024.02.02
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/02(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N;C02F3/32(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F103/42(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開一種庭院式多功能農(nóng)村污水凈化及再利用裝置及其方法。該裝置包括化糞池、多功能污水凈化設(shè)備和生態(tài)處理設(shè)備，污水凈化裝置包括好氧微生物反應(yīng)裝置、缺氧微生物反應(yīng)裝置、曝氣裝置、黑水精密過濾裝置、粗效過濾裝置、灰水精密過濾裝置和混合提升裝置；生態(tài)處理設(shè)備包括提升泵、多級(jí)濾床裝置、挺水植物凈化裝置和出水回用種植裝置；該方法使用該裝置。該裝置經(jīng)過科學(xué)的集成化設(shè)計(jì)，通過生化-物化相結(jié)合的方法，利用生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用，可有效地解決因發(fā)展規(guī)劃、地形地勢(shì)等外界因素?zé)o法集中收集處理的農(nóng)戶對(duì)于污水處理的需求；該方法運(yùn)行效率高，運(yùn)行過程操作難度小，運(yùn)行成本低廉，極具推廣前景。
權(quán)利要求書
1.一種庭院式多功能農(nóng)村污水凈化及再利用裝置，其特征在于，包括：化糞池，所述化糞池用以對(duì)黑水進(jìn)行固液分離及厭氧消化反應(yīng)；多功能污水凈化設(shè)備，所述污水凈化裝置包括好氧微生物反應(yīng)裝置、缺氧微生物反應(yīng)裝置、曝氣裝置、黑水精密過濾裝置、粗效過濾裝置、灰水精密過濾裝置和混合提升裝置，所述好氧微生物反應(yīng)裝置的進(jìn)水口與所述化糞池的出水口連接，所述缺氧微生物反應(yīng)裝置的進(jìn)氣口與所述曝氣裝置的出氣口連接，所述好氧微生物反應(yīng)裝置、所述缺氧微生物反應(yīng)裝置和所述黑水精密過濾裝置依次連通以凈化黑水，所述粗效過濾裝置和灰水精密過濾裝置連通以凈化灰水，所述黑水精密過濾裝置和所述灰水精密過濾裝置均與所述混合提升裝置連通；生態(tài)處理設(shè)備，所述生態(tài)處理設(shè)備包括提升泵、多級(jí)濾床裝置、挺水植物凈化裝置和出水回用種植裝置，所述提升泵的進(jìn)水口與所述混合提升裝置的出水口連接，所述多級(jí)濾床裝置的進(jìn)水口與所述提升泵的出水口連接以凈化入水，所述多級(jí)濾裝置、所述挺水植物凈化裝置和所述出水回用種植裝置依次連通以將凈化后的污水就地回用；其中，所述化糞池的出水口與所述好氧微生物反應(yīng)裝置的進(jìn)水口之間、所述缺氧微生物反應(yīng)裝置的進(jìn)氣口與所述曝氣裝置的出氣口之間、所述混合提升裝置的出水口與所述提升泵的進(jìn)水口之間以及所述提升泵的出水口與所述多級(jí)濾床裝置的進(jìn)水口之間均設(shè)有管道以進(jìn)行連通，所述化糞池、好氧微生物反應(yīng)裝置、所述缺氧微生物反應(yīng)裝置和所述黑水精密過濾裝置構(gòu)成黑水處理單元，所述粗效過濾裝置和灰水精密過濾裝置構(gòu)成灰水處理單元，所述黑水處理單元和所述灰水處理單元互不連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的庭院式多功能農(nóng)村污水凈化及再利用裝置，其特征在于，所述好氧微生物反應(yīng)裝置包括好氧池、多個(gè)殼體和多個(gè)強(qiáng)化硝化效果的改性高分子生物填料，所述好氧池的進(jìn)水口與所述化糞池的出水口連接，所述好氧池與所述缺氧微生物反應(yīng)裝置連通，所述殼體為中空魚網(wǎng)狀多孔懸浮球體，所述殼體均設(shè)于所述好氧池內(nèi)，多個(gè)所述改性高分子生物填料設(shè)于單個(gè)所述殼體內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的庭院式多功能農(nóng)村污水凈化及再利用裝置，其特征在于，所述缺氧微生物反應(yīng)裝置包括缺氧池、主體和改性聚氨酯填料，所述缺氧池的一端與所述好氧微生物反應(yīng)裝置連通，所述好氧池的另一端與所述黑水連通，所述主體為網(wǎng)狀大孔結(jié)構(gòu)，所述主體設(shè)于所述缺氧池內(nèi)，所述改性聚氨酯填料耦合于所述主體內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的庭院式多功能農(nóng)村污水凈化及再利用裝置，其特征在于，所述黑水精密過濾裝置、所述粗效過濾裝置和所述灰水精密過濾裝置的過濾介質(zhì)均為石英砂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的庭院式多功能農(nóng)村污水凈化及再利用裝置，其特征在于，所述多級(jí)濾床裝置的濾料包括卵石層和陶粒沸石混合層，所述卵石層設(shè)于所述陶粒沸石混合層的下方，所述卵石層和所述陶粒沸石混合層的單粒直徑從下到上依次為16-32mm、8-16mm、4-8mm、2-4mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的庭院式多功能農(nóng)村污水凈化及再利用裝置，其特征在于，所述挺水植物凈化裝置包括挺水植物凈化池、復(fù)合土層和挺水植物，所述挺水植物凈化池與所述多級(jí)濾床裝置連通，所述復(fù)合土層填設(shè)于所述挺水植物凈化池內(nèi)，所述挺水植物種植于所述復(fù)合土層上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的庭院式多功能農(nóng)村污水凈化及再利用裝置，其特征在于，所述出水回用種植裝置包括出水回用種植池、本地土和植物，所述出水回用種植池與所述挺水植物凈化裝置連通，所述本地土層填設(shè)于所述出水回用種植池內(nèi)，所述本地土層的左端與挺水植物凈化裝置的右端連接，所述植物種植于所述本地土層上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的庭院式多功能農(nóng)村污水凈化及再利用裝置，其特征在于，所述曝氣設(shè)備為變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的庭院式多功能農(nóng)村污水凈化及再利用裝置，其特征在于，還包括就地控制柜，所述就地控制柜與所述曝氣設(shè)備以及所述提升泵均連接以進(jìn)行就地控制。
10.一種庭院式多功能農(nóng)村污水凈化及再利用方法，利用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的庭院式多功能農(nóng)村污水凈化及再利用裝置，其特征在于，包括：步驟1：農(nóng)戶產(chǎn)生的黑水通過管道進(jìn)入所述化糞池，黑水在所述化糞池內(nèi)進(jìn)行固液分離及厭氧消化反應(yīng)；黑水經(jīng)過所述化糞池進(jìn)入所述好氧微生物反應(yīng)裝置，利用所述好氧微生物反應(yīng)裝置內(nèi)的微生物將水中的氨高效氧化為硝態(tài)氮；黑水經(jīng)過所述好氧微生物反應(yīng)裝置后再通過所述缺氧微生物反應(yīng)裝置，利用所述缺氧微生物反應(yīng)裝置內(nèi)微生物在缺氧狀態(tài)下還原硝態(tài)氮，釋放出分子態(tài)氮或一氧化二氮；黑水經(jīng)過所述缺氧微生物反應(yīng)裝置后再通過所述黑水精密過濾裝置，對(duì)黑水中的懸浮物進(jìn)行截留；步驟2：農(nóng)戶產(chǎn)生的灰水通過管道進(jìn)入所述粗效過濾裝置，完成對(duì)灰水進(jìn)行粗過濾的過程；灰水經(jīng)過所述粗效過濾裝置后再通過所述灰水精密過濾裝置，完成對(duì)灰水的精密過濾的過程；步驟3：經(jīng)過所述黑水精密過濾裝置的黑水進(jìn)入所述混合提升裝置；經(jīng)過所述灰水精密過濾裝置的灰水進(jìn)入所述混合提升裝置；在所述混合提升裝置內(nèi)混合后的黑水和灰水進(jìn)入所述多級(jí)濾床裝置，在所述多級(jí)濾床裝置內(nèi)完成多級(jí)過濾的過程。步驟4：黑水和灰水經(jīng)過所述多級(jí)濾床裝置后進(jìn)入所述挺水植物凈化裝置，通過生化-物化相結(jié)合的方法，利用生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實(shí)現(xiàn)對(duì)污染水體的高效凈化；已凈化的污水經(jīng)過所述挺水植物凈化裝置進(jìn)入所述出水回用種植裝置，利用植物種植，完成污水處理后就地回用的過程。
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述背景技術(shù)中提到的至少一個(gè)問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種庭院式多功能農(nóng)村污水凈化及再利用裝置及其方法。
本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種庭院式多功能農(nóng)村污水凈化及再利用裝置，包括：
化糞池，所述化糞池用以對(duì)黑水進(jìn)行固液分離及厭氧消化反應(yīng)；
多功能污水凈化設(shè)備，所述污水凈化裝置包括好氧微生物反應(yīng)裝置、缺氧微生物反應(yīng)裝置、曝氣裝置、黑水精密過濾裝置、粗效過濾裝置、灰水精密過濾裝置和混合提升裝置，所述好氧微生物反應(yīng)裝置的進(jìn)水口與所述化糞池的出水口連接，所述缺氧微生物反應(yīng)裝置的進(jìn)氣口與所述曝氣裝置的出氣口連接，所述好氧微生物反應(yīng)裝置、所述缺氧微生物反應(yīng)裝置和所述黑水精密過濾裝置依次連通以凈化黑水，所述粗效過濾裝置和灰水精密過濾裝置連通以凈化灰水，所述黑水精密過濾裝置和所述灰水精密過濾裝置均與所述混合提升裝置連通；
生態(tài)處理設(shè)備，所述生態(tài)處理設(shè)備包括提升泵、多級(jí)濾床裝置、挺水植物凈化裝置和出水回用種植裝置，所述提升泵的進(jìn)水口與所述混合提升裝置的出水口連接，所述多級(jí)濾床裝置的進(jìn)水口與所述提升泵的出水口連接以凈化入水，所述多級(jí)濾裝置、所述挺水植物凈化裝置和所述出水回用種植裝置依次連通以將凈化后的污水就地回用；
其中，所述化糞池的出水口與所述好氧微生物反應(yīng)裝置的進(jìn)水口之間、所述缺氧微生物反應(yīng)裝置的進(jìn)氣口與所述曝氣裝置的出氣口之間、所述混合提升裝置的出水口與所述提升泵的進(jìn)水口之間以及所述提升泵的出水口與所述多級(jí)濾床裝置的進(jìn)水口之間均設(shè)有管道以進(jìn)行連通，所述化糞池、好氧微生物反應(yīng)裝置、所述缺氧微生物反應(yīng)裝置和所述黑水精密過濾裝置構(gòu)成黑水處理單元，所述粗效過濾裝置和灰水精密過濾裝置構(gòu)成灰水處理單元，所述黑水處理單元和所述灰水處理單元互不連通。
可選的，所述好氧微生物反應(yīng)裝置包括好氧池、多個(gè)殼體和多個(gè)強(qiáng)化硝化效果的改性高分子生物填料，所述好氧池的進(jìn)水口與所述化糞池的出水口連接，所述好氧池與所述缺氧微生物反應(yīng)裝置連通，所述殼體為中空魚網(wǎng)狀多孔懸浮球體，所述殼體均設(shè)于所述好氧池內(nèi)，多個(gè)所述改性高分子生物填料設(shè)于單個(gè)所述殼體內(nèi)。
可選的，所述缺氧微生物反應(yīng)裝置包括缺氧池、主體和改性聚氨酯填料，所述缺氧池的一端與所述好氧微生物反應(yīng)裝置連通，所述好氧池的另一端與所述黑水精密過濾裝置連通，所述主體為網(wǎng)狀大孔結(jié)構(gòu)，所述主體設(shè)于所述缺氧池內(nèi)，所述改性聚氨酯填料耦合于所述主體內(nèi)。
可選的，所述黑水精密過濾裝置、所述粗效過濾裝置和所述灰水精密過濾裝置的過濾介質(zhì)均為石英砂。
可選的，所述多級(jí)濾床裝置的濾料包括卵石層和陶粒沸石混合層，所述卵石層設(shè)于所述陶粒沸石混合層的下方，所述卵石層和所述陶粒沸石混合層的單粒直徑從下到上依次為16-32mm、8-16mm、4-8mm、2-4mm。
可選的，所述挺水植物凈化裝置包括挺水植物凈化池、復(fù)合土層和挺水植物，所述挺水植物凈化池與所述多級(jí)濾床裝置連通，所述復(fù)合土層填設(shè)于所述挺水植物凈化池內(nèi)，所述挺水植物種植于所述復(fù)合土層上。
可選的，所述出水回用種植裝置包括出水回用種植池、本地土和植物，所述出水回用種植池與所述挺水植物凈化裝置連通，所述本地土層填設(shè)于所述出水回用種植池內(nèi)，所述本地土層的左端與挺水植物凈化裝置的右端連接，所述植物種植于所述本地土層上。
可選的，所述曝氣設(shè)備為變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)。
可選的，還包括就地控制柜，所述就地控制柜與所述曝氣設(shè)備以及所述提升泵均連接以進(jìn)行就地控制。
一種庭院式多功能農(nóng)村污水凈化及再利用方法，利用上述任一項(xiàng)實(shí)施例提供的庭院式多功能農(nóng)村污水凈化及再利用裝置，包括：
步驟1：農(nóng)戶產(chǎn)生的黑水通過管道進(jìn)入所述化糞池，黑水在所述化糞池內(nèi)進(jìn)行固液分離及厭氧消化反應(yīng)；黑水經(jīng)過所述化糞池進(jìn)入所述好氧微生物反應(yīng)裝置，利用所述好氧微生物反應(yīng)裝置內(nèi)的微生物將水中的氨高效氧化為硝態(tài)氮；黑水經(jīng)過所述好氧微生物反應(yīng)裝置后再通過所述缺氧微生物反應(yīng)裝置，利用所述缺氧微生物反應(yīng)裝置內(nèi)微生物在缺氧狀態(tài)下還原硝態(tài)氮，釋放出分子態(tài)氮或一氧化二氮；黑水經(jīng)過所述缺氧微生物反應(yīng)裝置后再通過所述黑水精密過濾裝置，對(duì)黑水中的懸浮物進(jìn)行截留；
步驟2：農(nóng)戶產(chǎn)生的灰水通過管道進(jìn)入所述粗效過濾裝置，完成對(duì)灰水進(jìn)行粗過濾的過程；灰水經(jīng)過所述粗效過濾裝置后再通過所述灰水精密過濾裝置，完成對(duì)灰水的精密過濾的過程；
步驟3：經(jīng)過所述黑水精密過濾裝置的黑水進(jìn)入所述混合提升裝置；經(jīng)過所述灰水精密過濾裝置的灰水進(jìn)入所述混合提升裝置；在所述混合提升裝置內(nèi)混合后的黑水和灰水進(jìn)入所述多級(jí)濾床裝置，在所述多級(jí)濾床裝置內(nèi)完成多級(jí)過濾的過程。
步驟4：黑水和灰水經(jīng)過所述多級(jí)濾床裝置后進(jìn)入所述挺水植物凈化裝置，通過生化-物化相結(jié)合的方法，利用生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實(shí)現(xiàn)對(duì)污染水體的高效凈化；已凈化的污水經(jīng)過所述挺水植物凈化裝置進(jìn)入所述出水回用種植裝置，利用植物種植，完成污水處理后就地回用的過程。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的庭院式多功能農(nóng)村污水凈化及再利用裝置及其方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中因地形地勢(shì)等自然條件無法將污水收集處理、周邊道路不宜大規(guī)模開挖無法就地收集等技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)有益效果：該庭院式多功能農(nóng)村污水凈化及再利用裝置經(jīng)過科學(xué)的集成化設(shè)計(jì)，通過生化-物化相結(jié)合的方法，利用生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實(shí)現(xiàn)對(duì)污染水體的高效凈化，可有效地解決因發(fā)展規(guī)劃、地形地勢(shì)等外界因素?zé)o法集中收集處理的農(nóng)戶對(duì)于污水處理的需求；該農(nóng)村污水凈化及再利用方法運(yùn)行效率高，運(yùn)行過程操作難度小，運(yùn)行成本低廉，極具推廣前景。
（發(fā)明人：唐朕;黃曉慧;張殿權(quán);安文斌;孫旭;秦明峰;騰勝平;張金強(qiáng);王乃舜;馮晶晶）
