[发明专利]一种近零碳污水生态处理系统与方法

权利要求书

1.一种近零碳污水生态处理系统，其特征在于，包括：

太阳能供电系统，为系统运行提供电能；

污水生态处理系统，包括污水生态处理池、植物固碳净化池和回用池；污水生态处理池和植物固碳净化池建造在地面开挖的坑槽内；污水生态处理池布置在植物固碳层的下方地下空间内，污水生态处理池和植物固碳净化池集成化设置；

其中，污水生态处理池包括由上向下布置的配水层、过滤净化层、储水层和排泥层，配水层通过配水装置与污水源连接，储水层通过排水装置与回用池连接；

植物固碳净化池内设有植物固碳层，植物固碳层设于配水层的上方，植物固碳层的上方罩设有透光罩，在透光罩形成的封闭空间内种植有净碳植物；

换气装置和废气收集装置，换气装置和废气收集装置均与透光罩的封闭空间连通，透光罩的封闭空间内设置氧气浓度感应器；

换气装置用于在封闭空间内低氧浓度时，向透光罩的封闭空间内供入空气；

废气收集装置用于排出并收集植物固碳净化池内产生的废气；

配水层中设置液位传感器，用于实时监测配水层的液位；

还包括控制及显示系统，控制及显示系统被配置为当配水层的水位在T1时间内由H1降低至H2时，控制配水装置在T2时间内将配水层内的水位补充至H1，继续运行T1时间，重复上述运行操作实现污水净化处理；

H2＝H1-V/S，T2＝0.13～0.16T3；

上式中：H1为最高配水水位(m)；

H2为最低配水水位(m)；

V为系统单个净化处理周期内处理污水量(m³)；

S为系统配水面积(m²)；

T1为系统单个净化处理周期的运行时间；

T2为系统单个净化处理周期的配水时间；

T3为配水层内的水位从到达H1时刻开始至植物固碳净化池内的氧气浓度达到C1所经历的总时间，C1为13％vol～14.8％vol；

T1为8～12h，T2为1～2h；

污水生态处理池体积是系统单个净化处理周期内处理污水量V的3～5倍，水力负荷为0.53～1.06m³/(m²·d)；

控制及显示系统还被配置为当植物固碳净化池内的氧气浓度达到C1时换气装置开始工作，将空气通过换气装置的空气输出管进入植物固碳层中，将里面的废气通过废气收集装置的废气排气管排出并收集起来；当植物固碳层中的氧气浓度值为C2时，换气装置停止工作，其中C2＝1.3～1.7C1。

2.根据权利要求1所述的近零碳污水生态处理系统，其特征在于，过滤净化层包括由上向下布置的一级净化层和二级净化层；

其中，一级净化层内充填页岩陶粒，二级净化层内充填复合型活性氧化铝颗粒。

3.根据权利要求1所述的近零碳污水生态处理系统，其特征在于，排水装置包括排水管以及设于排水管上的排水泵，排水管的进液口位于储水层内，排水管的出液口接入回用池内。

4.根据权利要求1所述的近零碳污水生态处理系统，其特征在于，排泥层连接有污泥排出装置，以备将污泥排出；

污泥排出装置包括排泥管和设于排泥管上的排泥泵。

5.根据权利要求1所述的近零碳污水生态处理系统，其特征在于，污水生态处理系统还包括预处理池、调节池，调节池通过管路设于污水生态处理池的上游，预处理池通过管路设于调节池的上游，预处理池通过管路与上游的沉渣池连接，沉渣池与上游的污水源连接。

6.一种近零碳污水生态处理方法，其特征在于，利用权利要求1至5任一项所述的近零碳污水生态处理系统处理污水；

所述方法包括如下步骤：

建造太阳能供电系统和污水生态处理系统；在建造污水生态处理池和植物固碳净化池时，在地面开挖坑槽，由下向上铺设排泥层、储水层、二级净化层、一级净化层、配水层和植物固碳层，在植物固碳层上种植净碳植物，植物固碳层上罩设有透光罩；

将生活污水供入污水生态处理系统中进行净化处理，净化后的污水排至回用池中，供用水点使用；

其中，进入污水生态处理系统中的生活污水先进入沉渣池，在重力作用下将大颗粒杂质进行沉降，再进入预处理池，经预处理池中的过滤组件过滤后，溢流至调节池中；

当调节池达到预设水位时，配水泵启动，将调节池内的污水通过配水管供入配水层中，污水在配水层中自上而下，向污水生态处理池中配水；配水层中的污水依次进入一级净化层、二级净化层，污水生态处理池中添加有施氏假单胞菌，经二级净化层处理的污水进入储水层，并通过排水装置供入回用池中，供用水点使用；

污水净化处理过程中，净碳植物对污水中的氮磷等有机物进行吸附处理，同时通过光合作用吸收污水处理过程中产生的CO₂气体。