本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域或污水處理領(lǐng)域，具體為一種雜排水處理設(shè)備及其操作方法。

背景技術(shù)：

雜排水是指不含糞便排水的生活污水。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城鎮(zhèn)一體化進(jìn)程加快，居民小區(qū)拔地而起，節(jié)比鱗次，人民的生活水平的顯著提高，但也帶來(lái)居民用水量的大幅增加，雜排水量隨之大幅升高。大部分雜排水經(jīng)過(guò)處理后，最終排入自然水體中，造成了水資源的浪費(fèi)。

據(jù)相關(guān)的研究調(diào)查表明，居民用水量中只有很小一部分用于人體直接接觸的烹飪和飲用用水等，高達(dá)95％的用水量用于生活雜用水，如小區(qū)沖廁、綠化澆灌、空調(diào)補(bǔ)水、地面沖洗水、洗車、水景等。這些生活雜用水并無(wú)高水質(zhì)要求，這種用水分布需求為小區(qū)雜排水的回用提供了可能，此外，隨著水資源短缺的危機(jī)和國(guó)家對(duì)回用水占比要求的提高，對(duì)雜排水的處理回用也變得極為重要。

申請(qǐng)?zhí)枮?01110179119.6的發(fā)明申請(qǐng)公開了一種生活雜排水生化處理裝置，其由化糞池、高位水箱、直管沉淀槽及微曝氣生物濾池順序連接構(gòu)成，化糞池與高位水箱之間連接有水泵，高位水箱的設(shè)置高度高于化糞池、直管沉淀槽及微曝氣生物濾池；化糞池的輸入管中設(shè)有粗格柵及細(xì)格柵，化糞池設(shè)有沉淀槽、隔油隔沫槽及兩級(jí)過(guò)濾槽；直管沉淀槽包括沉淀槽殼體及直管濾芯；微曝氣生物濾池包括生物濾池殼體，生物濾池殼體內(nèi)設(shè)有至少兩個(gè)生物質(zhì)槽，每個(gè)生物質(zhì)槽的下部設(shè)有微曝氣頭。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，制造成本低，利用生物質(zhì)球作為生物細(xì)菌的載體，用生化處理方法處理有機(jī)廢水，降低處理費(fèi)用，提高處理效果，減小生活雜排水對(duì)環(huán)境的污染及對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。

專利號(hào)為201420550997.3的實(shí)用新型公開了一種處理雜排水的系統(tǒng)，在綠化帶下設(shè)置水池，所述水池依次包括三部分：廢水池、填料池和清水池，三部分之間分別通過(guò)隔離裝置隔開；其中廢水池中設(shè)置有三層過(guò)濾層，分別為粗格柵、細(xì)格柵和活性炭層，廢水池底設(shè)置有潛水泵；填料池中設(shè)置有生物填料，生物填料為載體富集微生物，形成生態(tài)防護(hù)系統(tǒng)。其在不浪費(fèi)土地資源的情況下，主要利用生態(tài)綠化帶來(lái)處理雜排水達(dá)到水資源的再利用，節(jié)能環(huán)保。

然而，在我國(guó)采用的分散型污水處理系統(tǒng)，在運(yùn)行過(guò)程中需要消耗大量電能，運(yùn)行費(fèi)用較高，常因缺乏資金而無(wú)法正常運(yùn)行。與此同時(shí)，太陽(yáng)能作為可再生能源和清潔新能源，受到各國(guó)的重視和大力扶持發(fā)展。隨著太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和太陽(yáng)能光伏制造工藝的成熟，光伏組件的成本越來(lái)越低，大規(guī)模利用太陽(yáng)能的時(shí)代即將到來(lái)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種可利用太陽(yáng)能處理雜排水的設(shè)備及操作方法，其尤其適用于農(nóng)村和小區(qū)等分散性污水的處理，其利用太陽(yáng)能作為動(dòng)力能源，使雜排水經(jīng)過(guò)處理后達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，最后再進(jìn)一步進(jìn)行生態(tài)處理，達(dá)到水資源再生目的，不僅解決了運(yùn)行費(fèi)用負(fù)擔(dān)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)無(wú)/低能耗運(yùn)行，同時(shí)具有較好的景觀性。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：

一種雜排水處理設(shè)備，包括生物處理單元、集水池單元、生態(tài)系統(tǒng)單元及曝氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單元，其中

所述生物處理單元位于集水池單元前端，其設(shè)有進(jìn)水口I、出水口I、污泥出口和曝氣裝置，其中進(jìn)水口I用于接收雜排水，出水口I與集水池單元連接，污泥出口用于污泥的收集與排放，曝氣裝置連接曝氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單元；

所述集水池單元位于生物處理單元與生態(tài)系統(tǒng)單元之間，其設(shè)有進(jìn)水口II、出水口II、回用汲水口和檢查井，其中進(jìn)水口II與出水口I連接，出水口II連接生態(tài)系統(tǒng)單元；

所述生態(tài)系統(tǒng)單元位于集水池單元后端，其在雜排水進(jìn)水后通過(guò)植物-土壤系統(tǒng)處理使其自然流出，排放到自然水體中；

所述曝氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單元包括曝氣出口，其通過(guò)太陽(yáng)能電池板提供電力。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述生物處理單元采用生物法對(duì)雜排水進(jìn)行處理，其所采用生物法的污泥負(fù)荷為0.1～0.5kg COD/kg·MLSS·d，污水停留時(shí)間3～12h，最大曝氣強(qiáng)度時(shí)溶解氧濃度為1.5～3mg/L。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述集水池單元為一池體，其可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置為方型、圓型或其它型體，其進(jìn)水口II、出水口II及檢查井均設(shè)置于池體頂部，所述集水池單元的存儲(chǔ)體積為其污水日處理能力的1～3倍。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述生態(tài)系統(tǒng)單元從上到下依次設(shè)置為植物層、碎石層、土壤層，其中植物層種植有菖蒲、美人蕉、菱白和蘆葦，所述生態(tài)系統(tǒng)單元的水力停留時(shí)間為24～72h。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述曝氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單元主要由太陽(yáng)能電池板、控制器、逆變器和空氣泵組成，其通過(guò)太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生電力，由控制器根據(jù)電力強(qiáng)度和光照強(qiáng)度的不同，建立分級(jí)運(yùn)行模式，并由逆變器產(chǎn)生交流電帶動(dòng)空氣泵運(yùn)轉(zhuǎn)。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述分級(jí)運(yùn)行模式分為高級(jí)、中級(jí)、低級(jí)和晚間四種，當(dāng)曝氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單元在高級(jí)運(yùn)行模式時(shí)，曝氣裝置曝氣強(qiáng)度最大，生物處理單元為好氧狀態(tài)；當(dāng)其在中、低級(jí)運(yùn)行模式時(shí)，曝氣裝置曝氣強(qiáng)度逐漸降低，生物處理單元為缺氧狀態(tài)；當(dāng)其在晚間運(yùn)行模式時(shí)，曝氣裝置不曝氣，生物處理單元為厭氧狀態(tài)。

一種雜排水處理操作方法，所述方法應(yīng)用于上述任一項(xiàng)所述的雜排水處理設(shè)備，其包括以下步驟

(1)、將收集的雜排水進(jìn)水到生物處理單元中，通過(guò)其微生物的作用，使污水達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)，其間曝氣由曝氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單元提供；

(2)、將步驟(1)經(jīng)過(guò)生物處理單元處理后的出水進(jìn)水到集水池單元，用于回用；

(3)、將步驟(2)未用完的出水進(jìn)水到生態(tài)系統(tǒng)單元，通過(guò)植物-土壤系統(tǒng)的凈化處理，出水直接排放。

作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，雜排水在各單元間的水力流動(dòng)由高程控制實(shí)現(xiàn)自發(fā)流動(dòng)，其中各單元的高程由高到依次為生物處理單元、集水池單元、生態(tài)系統(tǒng)單元。

本發(fā)明帶來(lái)的有益效果有：

本發(fā)明的雜排水處理設(shè)備及操作方法適應(yīng)性強(qiáng)，尤其適用于處理農(nóng)村和小區(qū)等分散性雜排水，其有效地利用太陽(yáng)能和高程差實(shí)現(xiàn)工藝的無(wú)/低能耗運(yùn)行，達(dá)到水資源再生目的，不僅解決了運(yùn)行費(fèi)用負(fù)擔(dān)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)無(wú)/低能耗運(yùn)行，同時(shí)具有較好的景觀性。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，

附圖1為本發(fā)明雜排水處理設(shè)備的工藝流程示意圖；

附圖2為本發(fā)明曝氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中各序號(hào)所對(duì)應(yīng)的標(biāo)注名稱如下：

1-生物處理單元，2-集水池單元，3-生態(tài)系統(tǒng)系統(tǒng)，4-曝氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單元，5-太陽(yáng)能電池板，6-控制器，7-逆變器，8-空氣泵。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體的實(shí)施方案敘述本發(fā)明。除非特別說(shuō)明，本發(fā)明中所用的技術(shù)手段均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法。另外，實(shí)施方案應(yīng)理解為說(shuō)明性的，而非限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍僅由權(quán)利要求書所限定。

實(shí)施例1

一種雜排水處理設(shè)備，主要包括生物處理單元1、集水池單元2、生態(tài)系統(tǒng)單元3及曝氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單元4。

參照附圖1及附圖2，生物處理單元1位于集水池單元2前端，其設(shè)有進(jìn)水口I、出水口I、污泥出口和曝氣裝置，其中進(jìn)水口I用于接收雜排水，出水口I與集水池單元2連接，污泥出口用于污泥的收集與排放，曝氣裝置連接曝氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單元4。生物處理單元1具體采用生物法對(duì)雜排水進(jìn)行處理，其所采用生物法的污泥負(fù)荷為0.3kg COD/kg·MLSS·d，污水停留時(shí)間7h，最大曝氣強(qiáng)度溶解氧濃度為2.5mg/L。

集水池單元2位于生物處理單元1與生態(tài)系統(tǒng)單元3之間，其設(shè)有進(jìn)水口II、出水口II、回用汲水口和檢查井，其中進(jìn)水口II與出水口I連接，出水口II連接生態(tài)系統(tǒng)單元3。集水池單元2為一方型池體，其進(jìn)水口II、出水口II及檢查井均設(shè)置于池體頂部，集水池單元2的存儲(chǔ)體積為其污水日處理能力的2倍。

生態(tài)系統(tǒng)單元3位于集水池單元2后端，其在雜排水進(jìn)水后通過(guò)植物-土壤系統(tǒng)處理使其自然流出，排放到自然水體中。同時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)單元3從上到下依次設(shè)置為植物層、碎石層、土壤層，其中植物層種植有菖蒲、美人蕉、菱白和蘆葦?shù)?，此生態(tài)系統(tǒng)單元3的水力停留時(shí)間為48h。

曝氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單元4設(shè)置有曝氣出口，其主要由太陽(yáng)能電池板5、控制器6、逆變器7和空氣泵8組成，運(yùn)行時(shí)通過(guò)太陽(yáng)能電池板5產(chǎn)生電力，由控制器6根據(jù)電力強(qiáng)度和光照強(qiáng)度的不同，建立分級(jí)運(yùn)行模式，并由逆變器7產(chǎn)生交流電帶動(dòng)空氣泵8運(yùn)轉(zhuǎn)。

具體的，分級(jí)運(yùn)行模式可分為高級(jí)、中級(jí)、低級(jí)和晚間四種，當(dāng)曝氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單元4在高級(jí)運(yùn)行模式時(shí)，曝氣裝置曝氣強(qiáng)度最大，生物處理單元1為好氧狀態(tài)；當(dāng)其在中、低級(jí)運(yùn)行模式時(shí)，曝氣裝置曝氣強(qiáng)度逐漸降低，生物處理單元1為缺氧狀態(tài)；當(dāng)其在晚間運(yùn)行模式時(shí)，曝氣裝置不曝氣，生物處理單元1為厭氧狀態(tài)。

一種雜排水處理操作方法，其包括以下步驟

(1)、將收集的雜排水進(jìn)水到生物處理單元1中，通過(guò)其微生物的作用，使污水達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)，其間曝氣由曝氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單元4提供；

(2)、將步驟(1)經(jīng)過(guò)生物處理單元1處理后的出水進(jìn)水到集水池單元2，用于回用；

(3)、將步驟(2)未用完的出水進(jìn)水到生態(tài)系統(tǒng)單元3，通過(guò)植物-土壤系統(tǒng)的凈化處理，出水直接排放。

在上述步驟中，雜排水在各單元間的水力流動(dòng)由高程控制實(shí)現(xiàn)自發(fā)流動(dòng)，其中各單元的高程由高到依次為生物處理單元1、集水池單元2、生態(tài)系統(tǒng)單元3。

實(shí)施例2

一種雜排水處理設(shè)備，包括生物處理單元1、集水池單元2、生態(tài)系統(tǒng)單元3及曝氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單元4。

在本實(shí)施例，生物處理單元1采用生物法對(duì)雜排水進(jìn)行處理，其所采用生物法的污泥負(fù)荷為0.5kg COD/kg·MLSS·d，污水停留時(shí)間12h，最大曝氣強(qiáng)度時(shí)溶解氧濃度為3mg/L。

集水池單元2為一圓型池體，其進(jìn)水口II、出水口II及檢查井均設(shè)置于池體頂部，所述集水池單元2的存儲(chǔ)體積為其污水日處理能力的3倍。

生態(tài)系統(tǒng)單元3從上到下依次設(shè)置為植物層、碎石層、土壤層，其中植物層種植有菖蒲、美人蕉、菱白和蘆葦?shù)龋錾鷳B(tài)系統(tǒng)單元3的水力停留時(shí)間為72h。

本實(shí)施例設(shè)備的其它結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系同實(shí)施例1。

實(shí)施例3

一種雜排水處理操作方法，其包括以下步驟

(1)、收集的雜排水注入生物處理單元1，生物處理單元1中的微生物，在曝氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單元4驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)的好氧、缺氧、厭氧條件下的對(duì)雜排水進(jìn)行處理，使其初步達(dá)到回用水的標(biāo)準(zhǔn)；

(2)、生物處理單元1中處理過(guò)的雜排水流入到集水池單元2中，可用作綠化、灌溉用水等；

(3)、集水池單元2中未使用的雜排水流入到生態(tài)系統(tǒng)單元3中，通過(guò)植物-土壤系統(tǒng)的凈化處理，出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，直接排放。

實(shí)施例4

采用本發(fā)明對(duì)國(guó)內(nèi)某單位的雜排水進(jìn)行處理。

該單位雜排水的水質(zhì)情況如下：pH 6.8～8.1、COD 104～386mg/L、BOD₅69～259mg/L、NH₄⁺-N 22～77mg/L、TN 37～90mg/L、TP 1.6～15.2mg/L。

采用本發(fā)明方法對(duì)上述雜排水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。雜排水處理規(guī)模為30～45L/h，各處理單元的主要運(yùn)行條件和處理效果見表1。

表1實(shí)施例1的主要處理單元及處理效果

通過(guò)本發(fā)明的處理，生物處理單元1的出水指標(biāo)可滿足《GB/T 18920-2002城市污水再生利用·城市雜用水水質(zhì)》中道路清掃、綠化、建筑用水的要求，即BOD₅<15mg/L，氨氮<10mg/L；生態(tài)系統(tǒng)單元3的出水指標(biāo)可滿足《GB8978-1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求，即COD<100mg/L，BOD₅<20mg/L，PO₄^－-P<0.5mg/L，NH₄⁺-N<15mg/L。

實(shí)施例5

采用本發(fā)明對(duì)國(guó)內(nèi)某農(nóng)村的雜排水進(jìn)行處理。

該雜排水的水質(zhì)情況如下：pH 7～8、COD 330～373mg/L、NH₄⁺-N 93mg/L、TN 120mg/L、TP 4.3mg/L。

采用本發(fā)明方法對(duì)上述雜排水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，雜排水進(jìn)水量5～8L/h。經(jīng)過(guò)生物處理單元1的處理后，出水水質(zhì)為COD 25～40mg/L、NH₄⁺-N 19mg/L、TN28mg/L、TP 1.6mg/L，達(dá)到《GB 20922-2007城市污水再生利用·農(nóng)田灌溉用水水質(zhì)》的灌溉要求，即COD<100mg/L；經(jīng)過(guò)生態(tài)系統(tǒng)單元3的處理后，出水水質(zhì)COD 14mg/L、NH₄⁺-N 11mg/L、TN 19mg/L、TP 0.8mg/L，達(dá)到《GB8978-1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

需要說(shuō)明的是，以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。