山岳型旅游地與海濱、湖泊、河川、溶洞等以自然景觀為基質的其他類型風景旅游地不同，有著獨特的生態環境特征和水環境特征。由于大多數山地起伏較大，蓄水能力低，水蝕、風蝕甚至凍融作用強烈，或基巖裸露，或土層淺薄，植物生長緩慢，因而生態系統的自我調節能力很低。在自然力和人為的干擾下，極易發生變化，任何過多和不合理的開發利用，都會使景觀遭到破壞，動植物的生存空間減少，從而引起山地生態系統的衰退，甚至崩潰。在山岳型旅游地生態環境各要素(大氣、水、土壤、動植物、地貌等)中，水體是最脆弱的環境因子，一個旅游地環境質量的下降，往往首先表現在水質的下降，給游客的不良沖擊也最深。并且水環境的惡化較難逆轉，逆轉的代價往往也很大。山岳型旅游地水資源的合理利用與保護，直接關系著該地的旅游業能否可持續發展。

  山岳型旅游地的水污染主要是由住宿接待設施、餐飲接待設施和公共廁所等排放的污水所造成的，基本上是生活污水。此外，游客的不文明行為如亂丟垃圾到水里的行為，以及景區內垃圾的隨意堆放和填埋等也會導致水體污染。

  由于隨著競爭的日益加劇，現代旅游業不再是低投入、高產出、見效快的產業，而是高投入、高風險的產業。特別是對落后的山區而言，發展旅游業需要有改善內外交通、電信等大量前期基礎設施的投資。而在景區的建設方面一般只能是招商引資，也不可能一步到位，往往是隨著游客的增多，各項設施慢慢增加、完善。要在環保這種公益性建設項目上一次性投入較多資金困難較大。所以需要盡可能開發出經濟上可行的污水處理方法。另外，山岳型旅游地地形起伏大、地面情況復雜，特別是在工程工地整治平場中，大挖大填現象頻繁，造成污水處理設施建設困難。

  由于山上污水處理設施建設的可使用面積較小，因此多數處理系統采用了組合形式。另外，由于污水處理設備用電及設備維修均存在一定困難，因此處理系統常采用無動力或微動力的工藝，如人工濕地、穩定塘等。吳俊明提出的一種山地風景區的污水處理組合工藝是厭氧生物濾池+跌水式潛流人工濕地+穩定塘，具有操作和維護簡單，無需污泥處理設施，無需曝氣裝置，基建和運行費用低廉，前端串聯厭氧生物濾池可抵抗水質水量的沖擊等優點。但由于目前人工濕地本身還存在著一些不足之處，如缺乏設計的經驗參數和規范，容易阻塞，需要定期收割和更新植物等。并且人工濕地和穩定塘工藝均存在占地面積大的不足，這在山區可能會成為工藝使用明顯的限制條件。

  中國專利申請201610291208.2，公開日2016年6月22日，公開了一種農村生活污水無動力充氧凈化復合介質濕地系統，包括依次連接的格柵集水池、調節初沉池、厭氧池、水解酸化池、接觸氧化池、復合介質濕地，所述格柵集水池內設有格柵板，所述厭氧池、水解酸化池、接觸氧化池內均設有生物填料，所述厭氧池上設有密封蓋，所述水解酸化池、接觸氧化池均設有無動力充氧裝置，所述無動力充氧裝置包括跌水充氧座，所述跌水充氧座上橫向排布有多個均勻設置的通孔，所述跌水充氧座設置在所述水解酸化池、接觸氧化池的進水端并且分別與厭氧池、水解酸化池連通。此發明制作成本低，無動力消耗、無藥劑消耗，在不需要動力提升的條件下，動力運行費用為零，大大減少了污水處理的費用。但此發明沒有依據地勢結構構成，在山岳地區建設困難，并且活性污泥法維護管理復雜。

  發明內容

  1.要解決的技術問題

  針對山岳地區污水處理設施建設的可使用面積較小、維修困難問題，占地面積大、維護管理較復雜等不足，本發明提供了一種多級管式旋流充氧生物濾池污水處理系統及處理方法。它利用山坡地形設置多級旋流充氧管、生物濾池和豎流沉淀池，實現無動力充氧、降解污染物，并可根據需要化學除磷，解決了山岳地形條件下污水處理設施建設及長效運行的難題，并且建設費用低、運行費用極低，管理維護簡單。

  2.技術方案

  本發明的目的通過以下技術方案實現。

  一種多級管式旋流充氧生物濾池污水處理系統，包括滲濾池、旋流充氧管、生物濾池和豎流沉淀池組成，所述的滲濾池設置于需處理污水處，滲濾池位于整個系統最高處，滲濾池通過沿坡度向下設置的旋流充氧管與下方的第一級生物濾池和豎流沉淀池相連接，第一級生物濾池和豎流沉淀池通過沿坡度向下設置的旋流充氧管與第二級生物濾池和豎流沉淀池相連接，經過若干級旋流充氧管、生物濾池和豎流沉淀池后完成污水處理。

  更進一步的，所述的旋流充氧管分為過渡段、充氧段和配水段，旋流充氧管沿坡度設置，上部為過渡段，中部為充氧段，底部為配水段，過渡段設置有垂直于地心方向的出氣口，配水段設置有垂直于地心方向的進氣口，充氧段內部設置有旋流裝置。

  更進一步的，所述的旋流裝置為無軸螺旋葉片，葉片的外徑與旋流充氧管內徑相適應。

  更進一步的，所述的滲濾池內設置有滲濾池濾料層，污水從滲濾池一側通過滲濾池濾料層后從另一側流出。

  更進一步的，所述的滲濾池濾料層為若干袋裝顆粒濾料疊加組成，成本低，過濾效果好。

  更進一步的，所述的生物濾池和豎流沉淀池為由一個隔板隔開的過濾池，旋流充氧管與生物濾池底部連通，生物濾池處理后的污水通過上部管道進入豎流沉淀池底部，沉淀后通過豎流沉淀池上部流出。

  更進一步的，所述的生物濾池底部設置有生物濾池濾板，中部為生物濾池填料層，污水從底部進入后依次通過生物濾池濾板和生物濾池填料層，從而被處理。

  更進一步的，所述的豎流沉淀池內下部設置有豎流池濾板，先進行濾板過濾后處理相關污水，多層次進行凈化。

  更進一步的，若干豎流沉淀池的豎流池濾板上方設置有除磷填料層，根據所需要的要求增加對應的除磷填料層，針對此段的污水進行除磷。

  一種多級管式旋流充氧生物濾池污水處理方法，其步驟如下：

  A、構建多級管式旋流充氧生物濾池污水處理系統;

  B、污水從進水管進入滲濾池內，通過滲濾池濾料層，濾除懸浮物，進入旋流充氧管內;

  C、污水在旋流充氧管內通過旋流裝置向下旋流流動，由于每級旋流充氧管過渡段的出氣口處的位置和空氣溫度高于配水段，因此空氣由配水段進氣口逆向上沿管道流向過渡段出氣口，在充氧段與污水對流接觸進行旋流充氧;

  D、經過旋流充氧的污水從旋流充氧管的配水段進入生物濾池底部配水區，之后通過生物濾池濾板流入生物濾池填料層，由于濾池內部填料為輕質填料，向上的液流可以使生物濾池填料床層輕微流態化，優化濾池內水力分布，使污水充分與填料上微生物接觸，得到凈化，同時防止床層堵塞，并沖下顆粒濾料表面的老化生物膜，使其隨出水流入后續豎流沉淀池;

  E、生物濾池出水進入豎流沉淀池后，可以沉淀去除出水中的脫落生物膜及懸浮顆粒物，并通過豎流池濾板上裝填的除磷填料層，進一步脫氮除磷;

  F、豎流沉淀池的出水進入下一級處理系統，此過程多級串聯，全程無動力進行。

  3.有益效果

  相比于現有技術，本發明的優點在于：

  (1)本方案因地制宜，充分利用山岳地區地形高差實現污水處理技術的無動力運行，通過氣壓低的下部進氣實現污水的無動力充氧，建設施工方便，不僅降低了建設成本，且運行成本極低;

  (2)本方案結合設置的進氣和配水段，有效通過氣壓進行充氧，無動力，且工藝形式簡單，流態化的生物濾池能夠有效避免填料層堵塞問題，管理、維護方便，日常運行無需專人值守;

  (3)由于每級旋流充氧管過渡段的出氣口處的位置和空氣溫度高于配水段，底部氣壓高于上層氣壓，因此空氣由配水段進氣口逆向上沿管道流向過渡段出氣口，在充氧段與污水對流接觸進行旋流充氧，充氧效果好，通過旋流裝置保證了充氧的順利進行，且保證了氧氣的充分融合在污水之中，有效保證了后續過濾充分進行反應;

  (4)經過旋流充氧管充氧后的污水通過配水段進入生物濾池底部配水區，由于濾池內部填料為輕質填料，向上的液流可以使填料床層輕微流態化，優化濾池內水力分布狀況，使污水充分與填料上微生物接觸，得到凈化，同時防止床層堵塞，并沖下顆粒填料表面的老化生物膜，使其隨出水流入后續沉淀池，保持顆粒填料表面微生物膜活性;

  (5)本方案可以根據需要在一級或者多級豎流沉淀池內裝填除磷填料，針對某一段進行除磷過濾，加強除磷能力，確保出水各項污染物濃度達標。