專利名稱：厭氧池-梯式生態(tài)濾池組合污水脫氮除磷裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護水處理技術領域，主要涉及丘陵山區(qū)或存在一定地勢落 差的農村地區(qū)小型生活污水處理裝置及方法，具體涉及一種厭氧池-梯式生態(tài)濾 池組合污水脫氮除磷裝置及方法。
背景技術：
目前生物處理是污水處理的主要方法，可以分為活性污泥法和生物膜法?；?性污泥法由于技術成熟，設備可靠，在大型污水處理中得到廣泛應用，但在小型 污水處理方面存在運行不穩(wěn)定的問題，工藝較為復雜、技術要求較高且能耗也比 較高，難以在農村地區(qū)推廣應用。生物膜法的主要形式有生物濾池、生物轉盤 和生物接觸氧化法等，多用于中小型污水處理。
生物過濾技術利用生長在濾池中濾料表面的微生物處理污水，具有微生物生 物量大，結構穩(wěn)定和生物多樣性好的特點，因此它的水力負荷和抗沖擊負荷能力 都很強，可以很好的適應負荷不穩(wěn)定、水質變化大的農村生活污水處理。由于生 物量大就要求反應器有較強的充氧效果，特別是在具有硝化功能時對供氧量的需 求進一步加大，傳統(tǒng)的自然通風己無法滿足要求。采用單一的生物濾池處理污水， 對有機物有較好的去除效果，而氮、磷的去除效果不理想。采用機械曝氣等強制 充氧方式，雖然可以解決供氧問題，但其電力消耗大，運行成本高，又會產(chǎn)生運 行管理方面的種種問題，難以在農村地區(qū)的小型污水處理中推廣應用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述方法的不足之處，著眼于處理效果好、能耗低、 投資和運行費用低、操作方便、維護簡單，提供一種厭氧池-梯式生態(tài)濾池組合 污水脫氮除磷裝置及方法。
本發(fā)明的技術方案為一種厭氧池-梯式生態(tài)濾池組合污水脫氮除磷裝置，裝置由厭氧池、梯式生態(tài)濾池和沉淀池組合而成，厭氧池位置高于梯式生態(tài)濾池， 梯式生態(tài)濾池位置高于沉淀池，梯式生態(tài)濾池由第一級好氧濾池、第二級好氧濾 池、缺氧濾池和最后一級好氧濾池交替串聯(lián)呈階梯式布置，位置逐步降低，第一 級好氧濾池、第二級好氧濾池和最后一級好氧濾池上部均設置半管布水堰，下部 均設置穿孔集水管，表層均種植植物，缺氧濾池中間設有隔板，隔板底部有開孔。 所述第一級好氧濾池、第二級好氧濾池為兩級或多級子濾池串聯(lián)；所述第一 級好氧濾池、第二級好氧濾池、缺氧濾池和最后一級好氧濾池內濾料為煤渣、珍 珠巖熔渣或陶粒；所述第一級好氧濾池、第二級好氧濾池和最后一級好氧濾池表 層種植植物為黑麥草、蘆葦或水芹；所述厭氧池為地下式，里面設有折流板，將 厭氧池分為上流室和下流室，厭氧池上面設有人孔，人孔覆蓋蓋板；所述半管布 水堰為內徑5 10厘米的PVC管。
一種厭氧池-梯式生態(tài)濾池組合污水脫氮除磷方法，步驟為污水經(jīng)過管網(wǎng) 收集進入?yún)捬醭?，停?2 24小時，經(jīng)厭氧發(fā)酵后一部分自流進入第一級好氧 濾池停留10 20分鐘，經(jīng)過氧化分解去除有機物并吸收氮、磷，然后出水通過 穿孔集水管自流進入第二級好氧濾池停留10 20分鐘，氧化去除氨氮完成硝化 作用并吸收氮、磷，之后出水再通過穿孔集水管流入缺氧濾池，缺氧濾池中間的 隔板將污水分成兩格形成下向流和上向流的推流形式，污水推流過程中與缺氧濾 池內濾料上附著的生物膜接觸30 60分鐘，進行反硝化脫氮，厭氧池出水的另 一部分通過分流布水口直接分流到缺氧濾池以補充反硝化脫氮所需的碳源，缺氧 濾池的出水通過另一側的溢流口進入最后一級好氧濾池的半管出水堰，經(jīng)過最后 一級好氧濾池凈化20 30分鐘再進入沉淀池沉淀后排放。
所述方法中好氧濾池與缺氧濾池呈階梯式布置，整個裝置都利用地勢落差自 流運行，好氧濾池上部設置的半管出水堰起到濺落充氧的作用，下部設置的穿孔 集水管起到拔風供氧的作用，由此強化了好氧濾池供氧效果，不需要消耗動力。 根據(jù)污水水質的差異，第一級好氧濾池、第二級好氧濾池可以多級串聯(lián)，每級好 氧濾池又可以選擇不同的濺水高度和濾料高度，以提高充氧效果和氧的利用率， 好氧濾池表面種植的植物也提高了供氧能力。第一級好氧濾池、第二級好氧濾池、 最后一級好氧濾池與缺氧濾池交替串聯(lián)，提高了脫氮效果。厭氧池、梯式生態(tài)濾池集成組合，各單元分工明確、發(fā)揮了各自的特點厭氧池擔負預處理、有效降 低有機物濃度的功能，降低好氧濾池的需氧量；第一級好氧濾池、第二級好氧濾 池主要是去除有機物和進行硝化；缺氧濾池進行反硝化脫氮；各級好氧濾池種植 的植物主要負擔去除氮、磷營養(yǎng)物質，并進一步降低有機物濃度。
所述方法中污水經(jīng)過管網(wǎng)收集首先進入?yún)捬醭兀鬯畢捬醢l(fā)酵，提高了污水 生化性、并大幅減輕后續(xù)梯式生態(tài)濾池的有機負荷；然后污水一部分自流進入梯 式生態(tài)濾池各級好氧濾池中，借助生長在濾料上的微生物對污染物質降解達到凈 化污水的目的；缺氧濾池中微生物主要是兼養(yǎng)、厭氧微生物，起到反硝化脫氮的 作用，厭氧池出水另一部分分流到缺氧濾池以補充反硝化所需的碳源；最后一級 好氧濾池繼續(xù)凈化缺氧濾池的出水。各級好氧濾池表面均種植植物，既可以分散 布水，又可以利用植物的生長去除氮磷，同時還可以依靠根部向濾池內部輸送氧。
本發(fā)明有益效果為
1、 由于采用階梯式布置生態(tài)濾池，充分利用污水排放點的勢能，不需要消 耗動力；此外，采用厭氧發(fā)酵、濺水充氧、集水穿孔管拔風供氧、反硝化脫氮和 植物吸收相結合的形式，提高了充氧效果，省卻了曝氣所需的動力消耗，投資和 運行費用低，簡化了運行維護的復雜程度，并且處理效果好。
2、 好氧濾池與缺氧濾池交替串聯(lián)，提高了脫氮效果，省卻了回流的步驟， 工藝流程簡單，日常管理十分簡便，基本實現(xiàn)無人管理式運行。
3、 污水經(jīng)過厭氧處理大幅度削減有機負荷，為后續(xù)好氧濾池接觸氧化反應 的順利進行提供了有力的保證，厭氧池為地下式，上部可以覆土作綠化等用。
4、 好氧濾池濾料表層種植植物，通過根部向濾池內部輸送氧，可以有效利 用和去除營養(yǎng)物質，同時植物莖葉分散布水使之更均勻，并可產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效 益與景觀效益。


下面結合附圖對本發(fā)明進行進一步說明。
圖1為厭氧池-梯式生態(tài)濾池組合污水脫氮除磷裝置平面圖
其中1為厭氧池，2為好氧濾池，3為好氧濾池，4為缺氧濾池，5為好氧濾
6池5。
圖2為厭氧池剖面圖
其中6為折流板，7為上流室，8為下流室。 圖3為梯式生態(tài)濾池剖面圖
其中9為濾料，IO為植物，ll為半管出水堰，12為穿孔集水管，13為半管 出水堰，14為隔板，15為隔板底部開孔，16為濾料，17為集水管出口， 18為 分流布水口， 19為溢流口， 20為半管出水堰，21為沉淀池。
圖4為好氧濾池單級表面平面圖
其中9為濾料，ll為半管出水堰。
圖5為好氧濾池單級底部平面圖
其中9為濾料，12為穿孔集水管。
圖6為缺氧濾池單級表面平面圖
其中14為隔板，16為濾料，17為集水管出口， 18為分流布水口。
具體實施例方式
下面結合圖1-6對厭氧池-梯式生態(tài)濾池組合污水脫氮除磷裝置及方法進行 具體說明。 實施例l
污水經(jīng)過管網(wǎng)收集進入全封閉地下式厭氧池l，如圖2所示，厭氧池l里面 設有折流板6，將厭氧池1分為上流室7和下流室8，厭氧池1上面設有人孔， 人孔覆蓋蓋板，污水在厭氧池1停留12h，污水經(jīng)厭氧發(fā)酵后一部分自流進入第 一級好氧濾池2停留IO分鐘，如圖3所示，通過第一級好氧濾池2上部由內徑 5厘米PVC管做成的半管出水堰11濺落與空氣接觸充氧，第一級好氧濾池2內 煤渣9上附著的生物膜，經(jīng)過氧化分解去除有機物并吸收氮、磷，濾池表層種植 的黑麥草10，通過根部向濾池內部輸送氧，可以有效利用和去除營養(yǎng)物質，同 時濺落的污水經(jīng)黑麥草IO莖葉分散布水使之更均勻，并可產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益 與景觀效益；然后出水通過穿孔集水管12自流進入第二級好氧濾池3停留10 分鐘，氧化去除氨氮完成硝化作用并吸收氮、磷；之后出水再通過穿孔集水管 12流入缺氧濾池4，缺氧濾池4中間的隔板14將污水分成兩格形成下向流和上向流的推流形式，污水推流過程中與缺氧濾池4內煤渣16上附著的生物膜接觸 30分鐘，進行反硝化脫氮，厭氧池l出水的另一部分通過分流布水口 18直接分 流到缺氧濾池4以補充反硝化脫氮所需的碳源；缺氧濾池4的出水通過另一側的 溢流口 19進入最后一級好氧濾池5的半管出水堰20，經(jīng)過最后一級好氧濾池5 凈化20分鐘再進入沉淀池21沉淀后排放。
由于采用階梯式布置生態(tài)濾池，充分利用污水排放點的勢能，不需要消耗動 力；此外，采用厭氧發(fā)酵、濺水充氧、集水穿孔管拔風供氧、反硝化脫氮和植物 吸收相結合的形式，提高了充氧效果，省卻了曝氣所需的動力消耗，投資和運行 費用低，簡化了運行維護的復雜程度，并且處理效果好。好氧濾池與缺氧濾池交 替串聯(lián)，提高了脫氮效果，省卻了回流的步驟，工藝流程簡單，日常管理十分簡 便，基本實現(xiàn)無人管理式運行。
實施例2
污水經(jīng)過管網(wǎng)收集進入全封閉地下式厭氧池1，如圖2所示，厭氧池1里面 設有折流板6，將厭氧池1分為上流室7和下流室8，厭氧池1上面設有人孔， 人孔覆蓋蓋板，污水在厭氧池l停留24h，污水經(jīng)厭氧發(fā)酵后一部分自流進入第 一級好氧濾池2停留20分鐘，如圖3所示，通過第一級好氧濾池2上部由內徑 10厘米PVC管做成的半管出水堰11濺落與空氣接觸充氧，第一級好氧濾池2 內珍珠巖熔渣9上附著的生物膜，經(jīng)過氧化分解去除有機物并吸收氮、磷，濾池 表層種植的蘆葦10，通過根部向濾池內部輸送氧，可以有效利用和去除營養(yǎng)物 質，同時濺落的污水經(jīng)黑麥草IO莖葉分散布水使之更均勻，并可產(chǎn)生一定的經(jīng) 濟效益與景觀效益；然后出水通過穿孔集水管12自流進入第二級好氧濾池3停 留20分鐘，氧化去除氨氮完成硝化作用并吸收氮、磷，然后出水自流進入第三 級好氧濾池停留20分鐘，繼續(xù)氧化去除氨氮完成硝化作用并吸收氮、磷；之后 出水再通過穿孔集水管12流入缺氧濾池4，缺氧濾池4中間的隔板14將污水分 成兩格形成下向流和上向流的推流形式，污水推流過程中與缺氧濾池4內煤渣 16上附著的生物膜接觸60分鐘，進行反硝化脫氮；厭氧池l出水的另一部分通 過分流布水口 18直接分流到缺氧濾池4以補充反硝化脫氮所需的碳源，缺氧濾 池4的出水通過另一側的溢流口 19進入最后一級好氧濾池5的半管出水堰20，經(jīng)過最后一級好氧濾池5凈化30分鐘再進入沉淀池21沉淀后排放。 實施例3
污水經(jīng)過管網(wǎng)收集進入全封閉地下式厭氧池l，如圖2所示，厭氧池l里面 設有折流板6，將厭氧池1分為上流室7和下流室8，厭氧池1上面設有人孔， 人孔覆蓋蓋板，污水在厭氧池l停留18h，污水經(jīng)厭氧發(fā)酵后一部分自流進入第 一級好氧濾池2停留15分鐘，如圖3所示，通過第一級好氧濾池2上部由內徑 7厘米PVC管做成的半管出水堰11濺落與空氣接觸充氧，第一級好氧濾池2內 陶粒9上附著的生物膜，經(jīng)過氧化分解去除有機物并吸收氮、磷，濾池表層種植 的水存10，通過根部向濾池內部輸送氧，可以有效利用和去除營養(yǎng)物質，同時 濺落的污水經(jīng)黑麥草IO莖葉分散布水使之更均勻，并可產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益與 景觀效益;然后出水通過穿孔集水管12自流進入第二級好氧濾池3停留15分鐘， 氧化去除氨氮完成硝化作用并吸收氮、磷；之后出水再通過穿孔集水管12流入 缺氧濾池4，缺氧濾池4中間的隔板14將污水分成兩格形成下向流和上向流的 推流形式，污水推流過程中與缺氧濾池4內煤渣16上附著的生物膜接觸45分鐘， 進行反硝化脫氮，厭氧池l出水的另一部分通過分流布水口 18直接分流到缺氧 濾池4以補充反硝化脫氮所需的碳源；缺氧濾池4的出水通過另一側的溢流口 19進入最后一級好氧濾池5的半管出水堰20，經(jīng)過最后一級好氧濾池5凈化25 分鐘再進入沉淀池21沉淀后排放。
權利要求
1、一種厭氧池-梯式生態(tài)濾池組合污水脫氮除磷裝置，其特征在于，所述裝置由厭氧池(1)、梯式生態(tài)濾池和沉淀池(21)組合而成，厭氧池(1)位置高于梯式生態(tài)濾池，梯式生態(tài)濾池位置高于沉淀池(21)，梯式生態(tài)濾池由第一級好氧濾池(2)、第二級好氧濾池(3)、缺氧濾池(4)和最后一級好氧濾池(5)交替串聯(lián)呈階梯式布置，位置逐步降低，第一級好氧濾池(2)、第二級好氧濾池(3)和最后一級好氧濾池(5)上部均設置半管布水堰(11)，下部均設置穿孔集水管(12)，表層均種植植物(10)，缺氧濾池(4)中間設有隔板(14)，隔板(14)底部有開孔(15)。
2、 一種如權利要求1所述的厭氧池-梯式生態(tài)濾池組合污水脫氮除磷裝置， 其特征在于，所述第一級好氧濾池(2)、第二級好氧濾池(3)為兩級或多級子 濾池串聯(lián)。
3、 一種如權利要求1所述的厭氧池-梯式生態(tài)濾池組合污水脫氮除磷裝置， 其特征在于，所述第一級好氧濾池(2)、第二級好氧濾池(3)、缺氧濾池(4) 和最后一級好氧濾池(5)內濾料(16)為煤渣、珍珠巖熔渣或陶粒。
4、 一種如權利要求1所述的厭氧池-梯式生態(tài)濾池組合污水脫氮除磷裝置， 其特征在于，所述第一級好氧濾池(2)、第二級好氧濾池(3)和最后一級好氧 濾池(5)表層種植植物(10)為黑麥草、蘆葦或水芹。
5、 一種如權利要求1所述的厭氧池-梯式生態(tài)濾池組合污水脫氮除磷裝置， 其特征在于，所述厭氧池(1)為地下式，里面設有折流板(6)，將厭氧池(1) 分為上流室(7)和下流室(8)，厭氧池(1)上面設有人孔，人孔覆蓋蓋板。
6、 一種如權利要求1所述的厭氧池-梯式生態(tài)濾池組合污水脫氮除磷裝置， 其特征在于，所述半管布水堰(11)為內徑5 10厘米的PVC管。
7、 一種厭氧池-梯式生態(tài)濾池組合污水脫氮除磷方法，其特征在于，步驟為 污水經(jīng)過管網(wǎng)收集進入?yún)捬醭?1)，停留12 24小時，經(jīng)厭氧發(fā)酵后一部分自 流進入第一級好氧濾池(2)停留10 20分鐘，然后出水通過穿孔集水管(12) 自流進入第二級好氧濾池(3)停留10 20分鐘，之后出水再通過穿孔集水管(12) 流入缺氧濾池(4)，缺氧濾池(4)中間的隔板(14)將污水分成兩格形成下向流和上向流的推流形式，污水推流過程中與缺氧濾池(4)內濾料(16)上附著 的生物膜接觸30 60分鐘，厭氧池(1)出水的另一部分通過分流布水口 (18) 直接分流到缺氧濾池(4)以補充反硝化脫氮所需的碳源，缺氧濾池(4)的出水 通過另一側的溢流口 (19)進入最后一級好氧濾池(5)的半管出水堰(20)，經(jīng) 過最后一級好氧濾池(5)凈化20 30分鐘再進入沉淀池(21)沉淀后排放。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種厭氧池-梯式生態(tài)濾池組合污水脫氮除磷裝置，該裝置由厭氧池、梯式生態(tài)濾池和沉淀池組合而成，厭氧池位置高于梯式生態(tài)濾池，梯式生態(tài)濾池位置高于沉淀池，梯式生態(tài)濾池由好氧濾池與缺氧濾池交替串聯(lián)呈階梯式布置。一種厭氧池-梯式生態(tài)濾池組合污水脫氮除磷方法，該方法采用厭氧發(fā)酵、濺水充氧、集水穿孔管拔風供氧、反硝化脫氮和植物吸收相結合的形式，克服了傳統(tǒng)工藝能耗高和生物濾池工藝脫氮效率較低的缺點，適用于丘陵山區(qū)農村小型生活污水處理，或存在一定地勢落差的農村地區(qū)。該方法處理效果好、能耗低、投資和運行費用低、操作方便、維護簡單，是一項經(jīng)濟有效的中小型污水處理方法。
文檔編號C02F3/32GK101503249SQ20091002604
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月13日 優(yōu)先權日2009年3月13日
發(fā)明者磊 吳, 李先寧, 蔣永偉 申請人:東南大學