一种农村面源污水处理系统及处理工艺

技术领域

本发明涉及农村污水处理技术领域，尤其是一种农村面源污水处理系统及处理工艺。

背景技术

农村面源污染是指农村生活和农业生产活动中，呈溶解状态或固体状态的污染物，如农田中的氮素、磷素、农药重金属、生活垃圾、农村禽畜粪便等有机或无机物质，这些物质从非特定的地域，在降水和径流冲刷的作用下，通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏等方式进入受纳水体所引起的污染。

现有技术中，农村面源污染主要是通过氧化塘进行处理，通过氧化塘水体自净以及氧化塘内微生物群落吸收作用来去除污水中的氮磷污染物，并沉降一些非溶解性固形物，但是氧化塘所需占地面积非常大，而且氧化塘出水水质不稳定，导致其不稳定的因素主要是因为农村面源污水进入氧化塘的进水量波动大，一方面会超出现有技术氧化塘的处理负荷，另一方面破坏了原氧化塘内的微生物群落稳定性，从而导致出水水质的不稳定。

发明内容

本申请针对上述现有技术中的缺点，提供一种农村面源污水处理系统及处理工艺，以氧化塘处理总量相同的污水量时，能够显著减小氧化塘的占地面积，且相较于单一氧化塘水处理，本发明的出水水质更稳定，水处理工艺更智能化。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种农村面源污水处理系统，其包括：

氧化塘，其一侧连通于面源污染水源，另一侧连通于受纳水体，所述氧化塘被配置为对面源污染水源进行生物降解；

监测单元，其设置在氧化塘的出水端，被配置为实时监测氧化塘内的出水水质是否达标；

一体化处理设备，其进水端连接于氧化塘，被配置为辅助氧化塘进行水处理；

提升单元，其设置于一体化处理设备与氧化塘之间，所述提升单元被配置为接受监测单元的信号并从氧化塘抽取污水至一体化处理设备内；

加药装置，用于向一体化处理设备内的对应处理池投放药剂；

控制系统，其信号连接于提升单元、加药装置、监测单元以及一体化处理设备；

所述氧化塘与受纳水体连通一侧还设置生物滤池及水生植物。

进一步地，所述氧化塘与一体化处理设备之间采用立体式架构搭建，所述一体化处理设备布置于氧化塘的空间上空，所述生物滤池及水生植物集成在氧化塘的出水侧。

进一步地，所述氧化塘与一体化处理设备之间采用平铺式架构搭建，所述一体化处理设备布置在的一侧地面，所述生物滤池以及水生植物布置在氧化塘与受纳水体之间的地面。

进一步地，所述一体化处理设备包括脱氮池、除磷池以及碳滤池。

进一步地，所述提升单元为至少一个提升水泵。

进一步地，所述加药装置包括脱氮药剂以及除磷药剂。

进一步地，还包括污泥池，所述污泥池通过排泥管连通于所述除磷池。

进一步地，所述生物滤池内填充生物质滤料，所述水生植物布置在生物质滤料的上层。

一种农村面源污染污水处理工艺，其包括如下步骤：

S1：农村面源污水进水至氧化塘；

S2：监测单元对氧化塘的出水水质实时监测；

S3：若S2中监测结果达标，外排至受纳水体；

S4：若S2中监测结果不达标，监测单元向提升单元、加药装置、一体化处理设备发出动作信号；

S5：S4动作后，提升单元动作；

S6：S5动作后，加药装置动作；

S7：S6动作后，一体化处理设备动作；

S8：S7动作后，一体化处理设备处理后的污水回流至氧化塘，氧化塘内的水外排至受纳水体。

本发明的有益效果如下：

1)相比现有技术仅通过氧化塘处理农村水污染，本发明能够显著降低氧化塘工程的占地面积；本发明中的一体化处理设备以及监测单元能够对氧化塘的氨氮、总磷、总氮指标实时监测，超出氧化塘的处理负荷时，由一体化设备进行补偿水处理，从而降低氧化塘的处理负荷；在氧化塘的出水末端还设置生物滤池，增加的生物滤池以及水生植物能够提高污水处理的效率，降低氧化塘的处理负荷，补偿水处理以及生物滤池均提高了农村面源污染的处理效率，从而能够减小了同环境、同体量污水工况下的氧化塘建设面积。

2)相比现有技术，大面积的氧化塘污水处理项目选址困难，选址苛刻。本发明提供的污水处理系统以及工艺，能够改善氧化塘选址的便捷性。基于1)中的技术效果，在农村面源污水处对缩减面积后的氧化塘选址更加便捷，受地理限制的可能性更小。且本发明污水处理系统的建设能根据农村实地的地理面貌以立体架构或平铺式架构两种方式搭建，其中以立体式架构搭建污水处理系统效果最优，即在减小占地面积后的氧化塘的上空搭建设备平台，且生物滤池、水生植物集中设置在氧化塘内的出水末端，即在减小的氧化塘内部和上空搭建系统，无需占用氧化塘之外的面积，从而使得项目施工占地面积小、受地理限制因素少。

3)相比现有技术仅通过氧化塘对农村面源污水处理的出水水质不稳定问题；本发明的污水处理系统和工艺通过一体化处理设备，在监测单元的实时监控下，能够对氧化塘内的氨氮、总磷、总氮指标实时监测，当超标时，进行水处理补偿，即由提升单元抽取塘内污水至一体化处理设备进行强化处理，由脱氮池、除磷池、碳滤池并对应投入药剂进行三级强化处理，强化去除污水中的氨氮、总磷、总氮以及重金属等污染物，直至水质达标，从而确保氧化塘内的指标不超标，氧化塘处理负荷不超上限。

同时，水泵等提升单元在作业时，会造成氧化塘内水体高速流动以及水体振荡，从而增加了水与空气的接触面，增加了氧化塘内的含氧量，含氧量的稳定保证了氧化塘内微生物群落的代谢稳定性。综上，本发明污水处理系统中的氧化塘相比现有技术的氧化塘，微生物群落代谢更稳定，氧化塘的自净能力更稳定，超出自净负荷时能够水处理补偿，出水末端还设置生物滤池强化处理，从而使得最终的出水水质更稳定。

4)相比现有技术，本发明污水处理系统更智能化；一体化处理设备配套控制系统，可以实时了解设备运行状况，随时掌握氧化塘的水质情况，通过远程监控，调整设备运行工况。

附图说明

图1为本发明实施例1的系统结构示意图；

图2为本发明实施例2的系统结构示意图。

其中：1、氧化塘；2、受纳水体；3、监测单元；4、一体化处理设备；41、脱氮池；42、除磷池；43、碳滤池；44、污泥池；5、加药装置；51、脱氮药剂；52、除磷药剂；6、提升单元；7、生物滤池；8、水生植物；9、控制系统。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

本发明旨在解决现有技术仅通过氧化塘进行农村面源污水处理，占地面积大、出水水质不稳定的问题。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供了一种基于立体式架构搭建的农村面源污染污水处理系统，其包括氧化塘1，氧化塘1优选设置在农村面源污水处理点附近，氧化塘1的一侧通过水管连通于面源污染水源，另一侧通过出水管连通于受纳水体2，氧化塘1被配置用于对面源污染水源进行生物降解；

监测单元3设置在氧化塘1的末端(靠近受纳水体2一侧)，被配置为实时监测氧化塘1内的出水水质是否达标，具体的用于监测氧化塘1内的氨氮、总氮、总磷以及其他重要参数是否合规(重金属等，依具体出水标准而定)；监测单元3能够为水处理领域市售款的水质监测仪器或水质分析仪器来实时监测氧化塘1内的指标并上传至控制系统9。

在一些实施例中，氧化塘1与一体化处理设备4之间采用立体式架构搭建，即一体化处理设备4通过搭建设备平台布置于氧化塘1的空间上空；一体化处理设备4的内部设置三个污水处理池，包括脱氮池41、除磷池42以及碳滤池43，一体化处理设备4的进水端通过提升单元6连接于氧化塘1，提升单元6被配置为接受监测单元3的信号并从氧化塘1抽取污水至一体化处理设备4内，脱氮池41的主要作用是去除污水中的氮化物(氨氮和硝态氮)，脱氮池41通过脱氮药剂51和微生物的作用，将硝酸盐氮逐步还原为氮气，从而将氮化物从污水中去除；除磷池42的主要作用是去除污水中的磷，除磷池42通过除磷药剂52和微生物的作用将污水中的磷去除或转化为不易溶解的沉淀物，从而降低磷浓度；碳滤池43的主要作用是去除污水中的有机物和某些微量污染物，碳滤池43使用活性炭等吸附材料，将污水中的有机物和一些难以去除的污染物吸附到表面，从而提高水质的净化效果；特别的是，还包括污泥池44，污泥池44通过排泥管连通于除磷池42，排泥管通过设置抽泥泵在信号控制下实现排泥，从而外排到外部的污泥池44。

需要说明的是：提升水泵等提升单元6在作业时，会造成氧化塘1内水体高速流动以及水体振荡，从而增加了水与空气的接触面，增加了氧化塘1内的含氧量，含氧量的稳定保证了氧化塘1内微生物群落的代谢稳定性，进而使得本发明的出水水质相比现有技术更稳定。

在一些实施例中，加药装置5用于向一体化处理设备4内的对应处理池投放药剂，加药装置5内投放的药剂种类包括脱氮药剂51以及除磷药剂52，加药装置5能够为水处理领域常规的加药装置5实现，在此不作限定。

在一些实施例中，控制系统9信号连接于提升单元6、加药装置5、监测单元3以及一体化处理设备4，控制系统9能够为水质监测领域、水处理领域的常规控制系统9，在此不作限定。

通过该技术方案，能够实现远程控制，智能化监测，以及提升单元6、加药装置5、监测单元3、一体化处理设备4在控制系统9下的水处理补偿动作。

在一些实施例中，生物滤池7及水生植物8(实施例1未示意)集成在氧化塘1的出水侧，生物滤池7内填充生物质滤料，水生植物8布置在生物质滤料的上层，通过滤料上面形成的生物膜、滤料的吸附作用、滤料上层水生植物8的三重作用来加强对污水中氮、磷的去除，确保最终进入河道的水能达到排放要求。

本发明的工作原理：

本发明的氧化塘1由于配置了生物滤池7以及一体化处理设备4进行水处理补偿，因此占地面积得以缩减；且使用空间架构搭建污水处理系统，无需占用氧化塘1外的额外面积。

农村面源污水进入氧化塘1内，氧化塘1通过微生物降解污水中的氨氮、总磷、总氮；在控制系统9下，出水末端一侧的监测单元3实时监测这三项指标(若有其他重金属指标视情况进行配置)，若指标不达标，控制系统9向提升单元6发出信号，提升水泵从氧化塘1内抽取污水至一体化处理设备4，加药装置5动作，投放两种药剂至对应的处理池，脱氮池41、除磷池42以及碳滤池43，三级处理池对污水中的氨氮、总磷个、总氮去除后，回排至氧化塘1内，使得氧化塘1内的指标不超过预设值，从而防止氧化塘1的处理负荷超出上限，且动作过程引起塘内水体的振荡，加强了水体含氧量，从而保证塘内微生物代谢稳定，最终出水前经过生物滤池7填充生物质滤料，通过滤料上面形成的生物膜、滤料的吸附作用、滤料上层水生植物8的三重作用来加强对污水中氮、磷的去除，确保最终进入河道的水能达到排放要求。

实施例2

如图2所示，本实施例提供了一种基于平铺式架构搭建的农村面源污染污水处理系统，本实施例适用于无法空间架构搭建的施工情况。

本实施例与实施例1同理，其区别在于搭建形式的不同，具体的，本实施例中氧化塘1设置在受纳水体2的附近，一体化处理设备4、加药装置5、生物滤池7、水生植物8、污泥池44、监测单元3设置在受纳水体2与氧化塘1之间的地面上，其能够达到的水处理效果与实施例1基本相同。

实施例3：

本实施例提供了一种农村面源污染污水处理工艺，其包括如下步骤：

S1：农村面源污水进水至氧化塘1；

S2：监测单元3对氧化塘1的出水水质实时监测；

S3：若S2中监测结果达标，外排至受纳水体2；

S4：若S2中监测结果不达标，监测单元3向提升单元6、加药装置5、一体化处理设备4发出动作信号；

S5：S4动作后，提升单元6动作；

S6：S5动作后，加药装置5动作；

S7：S6动作后，一体化处理设备4动作；

S8：S7动作后，一体化处理设备4处理后的污水回流至氧化塘1，氧化塘1内的水外排至受纳水体2。

本发明提供的农村面源污染污水处理工艺，相比现有技术仅通过氧化塘1处理的效率更高，出水水质更稳定，且施工应用的氧化塘1占地面积更小。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。