作者简介：陈昢圳（1983—），女，博士，高级工程师，主要从事乡村水环境污染治理研究。E-mail：@sina

基金项目：天津市自然科学基金（）；中央级科研院所基本科研业务费专项（，2019--cpz）；中国农业科学院科技

创新工程协同创新任务（CAAS-）

：（）；-

（,2019--cpz）； from the of （CAAS⁃

）

摘 要：为了加强我国寒冷干旱地区农村污水治理，介绍了一种无动力·蒸发式污水处理新技术真人百家家乐app，由前处理装置、二次过滤装置、

特殊土壤处理蒸发装置组成，整个系统采用地埋式，埋藏深度为冻土层以下。通过无动力·蒸发式污水处理系统处理内蒙古地区

的集中式与分散式农村生活污水，处理后污水可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A标准，氨氮、

总磷、BOD5、CODCr、悬浮物的去除率均超过90%。系统终端蒸发装置可将净化后水体全部蒸发，系统运行无需专人维护，节能减

排。该技术在内蒙古地区已有多处工程应用，且具有良好的应用效果，适用于北方低温干旱地区，有很强的地域实用性。

关键词：干旱寒冷地区；农村生活污水；无动力；蒸发式；污水处理技术

中图分类号：U664.9+2 文献标志码：A 文章编号：2095-6819（2019）05-0570-05 doi: 10.13254/j.jare.2019.0264

— — 570

2019年9月

陈昢圳，等：一种无动力·蒸发式农村生活污水处理新技术及其工程应用

党的十九大报告提出乡村振兴战略，要着力解决

突出环境问题，开展农村人居环境整治行动，其中农

村生活污水治理是一个重要方向。随着生活水平的

提高，农村生活污水排放量逐年加大，但目前我国大

多数农村并没有完善的污水收集和处理设施。据住

建部《2016 年城乡建设统计年鉴》数据，中国乡镇集

中供水率达到 81.44%，但污水平均处理率只有

11.38%，集中处理率仅有6%，我国96%的村庄没有

排水渠道和污水处理系统

[1]

。污水直接排放，严重污

染纳污水体和土壤，并且会严重威胁地下水安全和农

村居民的身体健康

[2]

。由于农村污水面广分散，不能

直接照搬城镇污水处理技术或方式，必须建立适合农

村特点的处理方法

[3-4]

。我国干旱寒冷地区主要包括

内蒙古大部、宁夏、甘肃、新疆等地，这些地区的农村

占地面积较大，具有干燥少雨、温差大、太阳辐射强、

蒸发量大、雨热同季等显著的气候特征，自然条件严

酷。同时这些农村污水处理设施建设滞后，常用的污

水处理工艺推广比较难。因此，本文介绍一种无动

力·蒸发式污水处理系统，可有效地利用干旱寒冷地

区农村面积大、气候干燥、蒸发量大等自然条件，能很

好地处理农村生活污水。

1 材料与方法

1.1 无动力·蒸发式污水处理系统

无动力·蒸发式污水处理系统主要包括前期处理

装置、精密滤水处理装置、蒸发装置、检水槽，见工艺

流程图1。无动力·蒸发式污水处理系统采用污水进

阶式处理。前处理装置由第一消化槽、第二消化槽、

预备过滤室构成。预备过滤室主要由过滤布和鹅卵

石过滤材料组成。污水前处理主要是在第一消化槽

里停留56 h 被固液分离，再经过第二消化槽，高分子

有机物得到氧化分解，然后通过预备过滤室进行初步

过滤。污水经前期处理后，进入精密滤水处理装置

进行二次精密过滤，同时利用散水布将水体送入特

殊性土壤蒸发装置处理。土壤净化组件由下层的特

殊土壤和上层的植被层组成，特殊土壤层由孔隙率

在60%~75％的火山岩和炼钢炉渣构成。检水槽里

的水位通常和精密滤水装置的水位相同，用于定期

抽出水样监测水质。该系统的剖面如图1 所示。

无动力·蒸发式污水处理工艺采用二级厌氧消

化+精密过滤+土壤毛细作用和蒸发作用处理农村污

水，适用于分散农户家庭或者集中处理规模。污水主

要经过二级消化槽、预备过滤室、精密滤水装置、土

壤处理装置、蒸发装置、检水槽。设计进水水质：化

学需氧量（CODCr）≤350 mg∙L

-1

，100 mg∙L

-1

≤五日生化

需氧量（BOD5）≤250 mg∙L

-1

，氨氮≤80 mg∙L

-1

，悬浮物≤

100 mg∙L

-1

，总磷≤7 mg∙L

-1

，要求经处理后出水指标

达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—

2002）中一级标准。工艺流程如图2 所示。

1.2 无动力·蒸发式污水处理系统工程应用

（1）集中污水处理模式。呼和浩特市和林格尔县

盛乐新区台基营村的公共卫生间污水处理采用该无

动力·蒸发式污水处理系统（图3，由内蒙古克澜尔环

保科技有限公司提供），系统采用地埋式，埋藏深度为

1.6 m（冻土层以下）。进水方式为自流式进水，日处

理量为3 t，占地面积60 m

，2018 年9 月建成，整个冬

天可以正常运行。系统运行稳定后，2019年4月在第

一消化槽和监测井分别采样检测水质指标。

图1 无动力·蒸发式污水处理系统剖面图

1 of the and

第一消化槽 第二消化槽 预备过滤室

精密滤水装置

蒸发装置

检水槽

水流方向

延水弯头

三通

波胶管

井盖

多孔排风帽

检水槽

蒸发装置

精密滤水装置

第一消化槽 第二消化槽 预备过滤室

料

口

中口 中口

特

殊

性

土

壤

— — 571

农业资源与环境学报·第36卷·第5期

（2）分散式污水处理模式。赤峰市松山区大庙镇

小庙子村单户生活污水处理采用该无动力·蒸发式系

统（图4，由内蒙古克澜尔环保科技有限公司提供），

日处理量为0.3 t，占地面积20 m

，2018 年5 月建成，

建设规模为100 户。系统采用地埋式，埋藏深度为

1.8 m（冻土层以下）。2018 年10 月在第一消化槽和

监测井采样检测水质指标。

1.3 水质指标测定方法

CODCr 采用重铬酸盐法（HJ 828—2017）；BOD5 采

用稀释与接种法（HJ 505—2009）；悬浮物测定采用重

量法（GB/T 11901—1989）；石油类和动植物油类的测

定采用红外分光光度法（HJ 637—2012）；阴离子表面

活性剂测定采用亚甲蓝分光光度法（GB/ T 7494—

1987）；总氮测定采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光

度法（HJ 636—2012）；氨氮测定采用纳氏试剂分光光

度法（HJ 535—2009）；总磷测定采用钼酸铵分光光度

法（GB 11893—1989）；色度测定采用稀释倍数法

（GB/T 11903—1989）。

2 结果与分析

呼和浩特市和林格尔县盛乐新区台基营村的公

共卫生间污水处理采用该无动力·蒸发式污水处理系

统。建成后运行1 个月出水稳定，系统运行半年后从

第一消化槽和监测井采样并进行水质指标测定，结果

见表1。结果表明无动力·蒸发式污水处理系统处理

农村生活污水效果好，出水水质指标均可以达到《城

镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一

级A标准。其中，氨氮、总磷、BOD5、CODCr、悬浮物的

去除率均超过90%，分别为99.6%、90.5%、96.0%、

91.3%、90.2%，总氮的去除率可以达到81%，净化后

的水质较清澈。

无动力·蒸发式污水处理系统处理赤峰市松山区

大庙镇小庙子村单户的生活污水的效果如表2 所示。

图2 无动力·蒸发式污水处理系统工艺流程图

2 Flow chart of and

第一消化槽 第二消化槽 预备过滤室 集水装置 检水槽

精密滤水

装置

污水

污泥

特殊土壤

处理装置

蒸发装置

图4 无动力·蒸发式污水处理系统处理分散式农村生活污水

4 Photo of the and

rural

图3 无动力·蒸发式污水处理系统处理集中式农村生活污水

3 Photo of the and

rural

— — 572

2019年9月

陈昢圳，等：一种无动力·蒸发式农村生活污水处理新技术及其工程应用

系统对总磷、氨氮、BOD5、CODCr 的去除率均超过

90%，出水水质可以达到《城镇污水处理厂污染物排

放标准》（GB 18918—2002）一级A标准。

3 讨论

无动力·蒸发式污水处理工艺对氨氮、总磷、

BOD5、CODCr、悬浮物具有较好的去除效果，出水水质

均可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB

18918—2002）一级A 标准，这与系统的单元组成相

关。前期处理主要包括前处理、二次过滤、土壤净化

组件处理几个重要环节。前处理主要是污水在消化

槽里停留56 h 被固液分离，再经过二级消化槽，高分

子有机物分阶段进行氧化分解。一级消化槽主要是

将污水中高分子有机物通过厌氧菌群进行酸性发酵，

分解成为低分子有机物后产生中间产物，如纤维素分

解为醋酸、丁酸，碳水化合物分解为醋酸、丁酸、丙酮、

乙醇等，蛋白质分解为氨基酸、脂肪酸等，脂肪分解为

脂肪酸、甘油、乙醇等。第二阶段主要是将有机中间

产物通过甲烷菌进行碱性发酵，变成气体使沉淀污泥

量减少。过滤环节分为两个环节：预备过滤和精密过

滤。预备过滤室主要由过滤布和鹅卵石过滤材料组

成，沉淀分离后的污水自上而下经过过滤布和滤料，

将污水进行一次大颗粒过滤；精密过滤室内填充生物

膜，污水经过时，细微的浮游物被生物膜吸收去除，变

成上澄水。土壤净化组件由下层的特殊土壤和上层

的植被层组成。特殊土壤层由孔隙率为60%~75％的

火山岩和炼钢炉渣构成，其透气性较高，大气蒸腾作

用使土壤内部产生最大不超过-0.01 MPa 的负压，蒸

腾产生的拉力以负压的形式在土壤内部从上至下依

次传递，水分在土壤中经受的吸附力、张力、毛管力、

真空力等综合作用力大于水分蒸发所承受的重力时，

会向上移动，最终蒸发。水分在上移过程中，给土壤

间隙和土壤微生物提供氧气，污染物再次通过土壤微

生物进行有氧性分解，使出水水质达到更高标准。植

被层可以是绿草、经济作物或灌木等，实现土壤水分

再次吸收，同时具有景观作用。

目前，干旱寒冷地区农村生活污水排放问题没有

得到解决，对于居住比较分散的农村，大多农村日常

生活污水不经过处理，随地乱排或通过一家一户式的

渗坑排放。由于渗水井的临时性、不彻底性，其不仅

污染地下水，而且污染周边环境，使得农村生活污水

处理成为落实乡村振兴战略过程中迫切需要解决的

问题

[5-6]

。我国干旱寒冷地区气候干旱、多风、寒冷，

村落规模较小，村落间的距离较远。各地经济发展水

平不一、生活习惯差异大。区域地理、气候与经济状

况等特征成为影响农村污水处理工艺技术和处理效

能的重要因素。常规的污水处理方法

[7]

在寒冷干旱

地区运行存在一定的弊端，导致运行比较困难

[8-10]

。

无动力·蒸发式污水处理系统是一种分散型污水处理

系统，适用于没有管网、农户分散的村落，干旱寒冷地

区农村土地面积大和日照蒸发量大的条件，可满足干

旱寒冷地区污水处理需要。无动力·蒸发式污水处理

系统处理后的污水达标后均以气体状态蒸发，不存在

污染地下水问题。无动力·蒸发式污水处理系统具有

以下优点：（1）无动力、无排放、不渗透、污水净化后蒸

发；（2）占地面积小，处理单户农村污水只需占地20

左右；（3）无需专人维护，后期无任何费用，使用寿

命可达25 年，且无臭味、无虫害；（4）整个处理装置安

表1 无动力·蒸发式污水处理系统处理集中式农村生活

污水效果

Table 1 of the and

rural

水质指标

Water index

CODCr/mg∙L

-1

BOD5 /mg∙L

-1

总氮/mg∙L

-1

氨氮/mg∙L

-1

总磷/mg∙L

-1

阴离子表面活性剂/mg∙L

-1

悬浮物/mg∙L

-1

动植物油/mg∙L

-1

石油类/mg∙L

-1

色度/倍

粪大肠菌群/个∙L

-1

pH

第一消

化槽

First tank

230

151

71.4

70.1

4.2

0.12

92

0.84

0.15

16

7.0×10

8.6

监测井

well

20

13.6

0.3

0.4

0.05

0.27

0.08

7.8

标准限值（一级A）

limit

（level A）

50

10

15

0.5

0.5

10

30

1000

6~9

水质指标

Water index

CODCr

BOD5

氨氮

总磷

第一消化槽

First tank

200

157

40

监测井

well

0.34

0.05

标准限值（一级A）

limit（level A）

50

10

0.5

表2 无动力·蒸发式污水处理系统处理分散式农村生活

污水效果（mg∙L

-1

）

Table 2 of the and

rural （mg∙L

-1

）

— — 573

农业资源与环境学报·第36卷·第5期

装在冻土层以下，不损害景观，不占用地表面积，冬季

不怕上冻。另外该系统设计运行寿命为25 年，系统

的长期运行效果以及不同季节的运行效果，后续会继

续跟踪研究。

4 结论

（1）无动力·蒸发式污水处理系统，由前处理装

置、二次过滤装置、特殊土壤处理蒸发装置组成，整个

系统采用地埋式，无需专人维护，可在我国北方干旱

寒冷地区乡镇、农牧区等无城市管网和处理系统的条

件下运行。该系统可处理集中式农村生活污水与分

散式农村生活污水。

（2）系统出水水质指标均可以达到《城镇污水处

理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A 标

准。氨氮、总磷、BOD5、CODCr、悬浮物的去除率均超

过90%。

（3）无动力·蒸发式污水处理系统的终端蒸发装

置可将净化后水体全部蒸发，节能减排。该技术在内

蒙古地区已有多处工程应用，具有良好的应用效果，

适用于北方寒冷干旱地区，有很强的地域实用性。

参考文献：

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微生物污水处理技术及使用方法

申请日2018.07.05

公开(公告)日2018.10.16

IPC分类号C02F9/14; /30

摘要

本发明公开了一种微生物污水处理装置及使用方法，包括处理池本体，处理池本体一侧设有污水进管，另一侧设有排水管，污水进管内侧设置过滤网组件，处理池本体内腔设有絮凝池、曝气池、过滤池和除臭池，絮凝池和曝气池之间通过第一隔板分隔，且第一隔板下方设有第一排水口，曝气池和过滤池之间通过第二隔板分隔，且第二隔板下方设有第二排水口，过滤池和除臭池之间设置多孔陶瓷过滤板，本发明结构原理简单，能够实现对微生物污水的过滤、沉降、曝气处理、除臭，提高了污水净化效率，达到了节能减排的目的。

权利要求书

1.一种微生物污水处理装置，包括处理池本体(1)，其特征在于：所述处理池本体(1)一侧设有污水进管(2)，另一侧设有排水管(3)，所述污水进管(2)内侧设置过滤网组件(4)，所述处理池本体(1)内腔设有絮凝池(5)、曝气池(6)、过滤池(7)和除臭池(8)，所述絮凝池(5)和曝气池(6)之间通过第一隔板(9)分隔，且所述第一隔板(9)下方设有第一排水口(10)，所述曝气池(6)和过滤池(7)之间通过第二隔板(11)分隔，且所述第二隔板(11)下方设有第二排水口(12)，所述过滤池(7)和除臭池(8)之间设置多孔陶瓷过滤板(13);所述过滤网组件(4)包括网罩(14)，所述网罩(14)内套接有三层过滤网，分别为外层过滤网(15)、内层过滤网(16)和中间层过滤网(17)，且所述外层过滤网(15)、中间层过滤网(16)、内层过滤网(17)上的网孔孔径依次减小;所述絮凝池(5)顶部设有絮凝剂投入口(18)，底部设有污物清理口(19)。

2.根据权利要求1所述的一种微生物污水处理装置，其特征在于：所述曝气池(6)内安装有曝气装置(20)，所述曝气装置(20)包括曝气管(21)，所述曝气管(21)一端设有进气口(22)，另一端设有出气口(23)，且在曝气管(21)内腔分别设有第一圆柱体空腔(24)和第二圆柱体空腔(25)，所述第一圆柱体空腔(24)竖直设置且设置在进气口(22)一侧，所述第二圆柱体空腔(25)水平设置在第一圆柱体空腔(24)和出气口(23)之间，所述第一圆柱体空腔(24)内壁还喷涂有多孔材料(36)。

3.根据权利要求1所述的一种微生物污水处理装置，其特征在于：所述曝气池(6)内还设有搅拌机构，所述搅拌机构包括搅拌轴(26)和固定在搅拌轴(26)上的上叶片(27)和下叶片(28)，所述上叶片(27)由错开 180°角设置的左桨叶(29)和右桨叶(30)组成，所述左桨叶(29)向上倾斜，所述右桨叶(30)向下倾斜，所述下叶片(28)由单片桨叶(31)组成，该单片桨叶(31)与左桨叶(29)、右桨叶(30)错开 90°角设置，所述搅拌轴(26)电性连接设置在处理池本体(1)外壁上的电机(32)。

4.根据权利要求1所述的一种微生物污水处理装置，其特征在于: 所述过滤池(7)内纵向安装有过滤筒(33)，所述过滤筒(33)采用圆柱体结构，所述过滤筒(33)外壁上均布有若干个出水孔(34)，所述过滤筒(33)内部填充有活性炭颗粒。

5.根据权利要求1所述的一种微生物污水处理装置，其特征在于:所述除臭池(8)内设有多根碳棒(35)，多根碳棒(35)上下交错设置。

6.实现权利要求1所述的一种微生物污水处理装置的使用方法，其特征在于:其使用方法包括以下步骤：

A、待处理污水通过污水进管进入处理池本体内，首先通过过滤网组件过滤污水中的大颗粒杂质，之后过滤后的污水进入絮凝池内;

B、向絮凝池内投入絮凝剂，絮凝沉淀后，污水通过第一排水口排入曝气池内;

C、开启电机，电机旋转带动搅拌轴旋转，搅拌轴旋转带动搅拌叶旋转，对污水进行均匀搅拌，同时开启曝气装置对曝气池进行曝气并均匀水质、水量;

D、曝气后的水体通过第二排水口排入过滤池内进行过滤，清除少量悬浮物;

E、最后，水体进入除臭池内除臭处理后通过排水管排入外部。

说明书

一种微生物污水处理装置及使用方法

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，具体为一种微生物污水处理装置及使用方法。

背景技术

污水处理：为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、 城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。

现有的微生物污水处理装置结构功能单一，处理效果差，不能实现通过微生物降解污染、吃掉污泥、去除臭味、除磷脱氮等作用，因此，有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微生物污水处理装置及使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种微生物污水处理装置，包括处理池本体，所述处理池本体一侧设有污水进管，另一侧设有排水管，所述污水进管内侧设置过滤网组件，所述处理池本体内腔设有絮凝池、曝气池、过滤池和除臭池，所述絮凝池和曝气池之间通过第一隔板分隔，且所述第一隔板下方设有第一排水口，所述曝气池和过滤池之间通过第二隔板分隔，且所述第二隔板下方设有第二排水口，所述过滤池和除臭池之间设置多孔陶瓷过滤板;

所述过滤网组件包括网罩，所述网罩内套接有三层过滤网，分别为外层过滤网、内层过滤网和中间层过滤网，且所述外层过滤网、中间层过滤网、内层过滤网上的网孔孔径依次减小;

所述絮凝池顶部设有絮凝剂投入口，底部设有污物清理口。

优选的，所述曝气池内安装有曝气装置，所述曝气装置包括曝气管，所述曝气管一端设有进气口，另一端设有出气口，且在曝气管内腔分别设有第一圆柱体空腔和第二圆柱体空腔，所述第一圆柱体空腔竖直设置且设置在进气口一侧，所述第二圆柱体空腔水平设置在第一圆柱体空腔和出气口之间，所述第一圆柱体空腔内壁还喷涂有多孔材料。

优选的，所述曝气池内还设有搅拌机构，所述搅拌机构包括搅拌轴和固定在搅拌轴上的上叶片和下叶片，所述上叶片由错开 180°角设置的左桨叶和右桨叶组成，所述左桨叶向上倾斜，所述右桨叶向下倾斜，所述下叶片由单片桨叶组成，该单片桨叶与左桨叶、右桨叶错开 90°角设置，所述搅拌轴电性连接设置在处理池本体外壁上的电机。

优选的，所述过滤池内纵向安装有过滤筒，所述过滤筒采用圆柱体结构，所述过滤筒外壁上均布有若干个出水孔，所述过滤筒内部填充有活性炭颗粒。

优选的，所述除臭池内设有多根碳棒真人百家家乐app，多根碳棒上下交错设置。

优选的，其使用方法包括以下步骤：

A、待处理污水通过污水进管进入处理池本体内，首先通过过滤网组件过滤污水中的大颗粒杂质，之后过滤后的污水进入絮凝池内;

B、向絮凝池内投入絮凝剂，絮凝沉淀后，污水通过第一排水口排入曝气池内;

C、开启电机，电机旋转带动搅拌轴旋转，搅拌轴旋转带动搅拌叶旋转，对污水进行均匀搅拌，同时开启曝气装置对曝气池进行曝气并均匀水质、水量;

D、曝气后的水体通过第二排水口排入过滤池内进行过滤，清除少量悬浮物;

E、最后，水体进入除臭池内除臭处理后通过排水管排入外部。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明结构原理简单，能够实现对微生物污水的过滤、沉降、曝气处理、除臭，提高了污水净化效率，达到了节能减排的目的。

(2)本发明采用的过滤网组件能够有效的过滤污水中的杂质，提高了后续处理效果。

(3)本发明采用的曝气装置能够完成充氧的目的以及加强污水中的有机物与微生物与溶解氧接触的目的，从而保证池内微生物在有充足溶解氧的条件下，对污水中有机物的氧化分解作用。

(4)本发明中，在曝气池内设置搅拌机构，能够提高水体曝气的均匀性，进一步提高了污水处理效率。

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