專(zhuān)利名稱(chēng)：一種復(fù)合塔式生態(tài)濾池污水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境工程污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用生態(tài)濾池處理分散型污水方法。
背景技術(shù)：
湖泊水體中藍(lán)藻的暴發(fā)導(dǎo)致湖泊透明度降低，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能退化，水質(zhì)性缺水，并造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，其主要原因是入湖河流的N、P等營(yíng)養(yǎng)元素的輸入。流域內(nèi)生活污水(包括城市及農(nóng)村生活污水)、養(yǎng)殖廢水、農(nóng)業(yè)面源及水土流失等作為湖泊外源污染主要形式，攜帶了大量N、P營(yíng)養(yǎng)元素入湖。各地區(qū)流域中，各種形式的N、P輸入比例不同，例如，研究表明，在我國(guó)太湖流域，農(nóng)村生活污水輸入N、P營(yíng)養(yǎng)元素分別占了總比重的46. 78% 及71%。在我國(guó)廣大的農(nóng)村地區(qū)，由于人口基數(shù)大、分散性、基礎(chǔ)設(shè)施薄弱等特點(diǎn)，污水絕大部分未經(jīng)處理或只經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理直接排入附近水體，通過(guò)徑流等流入湖庫(kù)之中，造成對(duì)水體的污染。農(nóng)村生活污水與城鎮(zhèn)生活污水處理方式不同，城鎮(zhèn)居民居住集中，有利于建立完善的污水管網(wǎng)收集污水集中處理，而農(nóng)村居民比較分散，建設(shè)大面積的污水管網(wǎng)投資比較大，且長(zhǎng)距離的污水輸送跑冒滴漏比較嚴(yán)重，污水收集率不高，不宜采用城市污水處理的方法進(jìn)行集中處理。我國(guó)廣大農(nóng)村地區(qū)主要采用分散型的小型生活污水處理工藝，業(yè)已發(fā)展起來(lái)的按照處理方式的不同分為兩類(lèi)一種是傳統(tǒng)的污水處理方式，包括A/0工藝、曝氣/ 微曝氣生物濾池等，這類(lèi)處理工藝出水穩(wěn)定、基建費(fèi)用低、占地面積小，但運(yùn)行費(fèi)用偏高、操作管理復(fù)雜；第二種是土地處理方法，例如人工濕地、生物塘等，出水效果好、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低，但缺點(diǎn)是占地面積大，基建費(fèi)用相對(duì)較高。本發(fā)明提及的復(fù)合塔式生態(tài)濾池污水處理工藝是結(jié)合了傳統(tǒng)的污水處理工藝及土地處理方法，具有出水效果好、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、占地面積小、建設(shè)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有分散型的小型生活污水處理工藝中存在的問(wèn)題，提供一種出水效果好、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、占地面積小、建設(shè)費(fèi)用低的小型生活污水處理方法。本發(fā)明提出的小型生活污水處理方法，具體步驟為前處理階段，預(yù)處理階段、復(fù)合塔式生態(tài)濾池處理階段。1、前處理階段，利用污水管網(wǎng)收集分散居民生活污水，包括畜禽養(yǎng)殖及屠宰等廢水，經(jīng)過(guò)粗細(xì)格柵去除污水中懸浮物質(zhì)。2、預(yù)處理階段，預(yù)處理階段采用傳統(tǒng)的污水處理工藝，即根據(jù)不同的廢水類(lèi)型， 預(yù)處理階段采用不同的處理方式(1)對(duì)于COD < 400 mg/L的污水，例如一般的農(nóng)村生活污水，采用酸化水解池處理，污水在酸化水解池中水力停留時(shí)間為； (2)對(duì)于 C0D=40(T800 mg/L的污水，例如畜禽養(yǎng)殖、屠宰廢水等，采用厭氧濾池(如沼氣污水凈化池)處理，污水在厭氧濾池中水力停留時(shí)間不低于72h ； (3)對(duì)于COD含量在800 mg/L以上的污水，采用兼氧濾池處理，在兼氧濾池中引入微曝氣的操作方式，污水在兼氧濾池中水力停留時(shí)間不低于96h。預(yù)處理階段的各種處理池(包括酸化水解池、厭氧濾池、兼氧濾池等)可建于地下或地上；為降低操作費(fèi)用，一般污水或廢水采用自流方式進(jìn)入預(yù)處理工藝階段。在受地形限制的條件下，可將裝置建于地上，從集水井中通過(guò)污水泵泵入預(yù)處理工藝階段的處理池。3、復(fù)合塔式生態(tài)濾池處理階段，處理池包括一級(jí)高位的配水厭氧濾池、N級(jí)低位的蚯蚓滴濾池。為滿(mǎn)足不同出水要求，蚯蚓滴濾池可設(shè)置為一級(jí)、兩級(jí)或三級(jí)等，也可以更多。 高位的配水厭氧濾池、低位的蚯蚓滴濾池組成復(fù)合塔式生態(tài)濾池。經(jīng)過(guò)預(yù)處理階段的污水通過(guò)污水泵泵入配水厭氧濾池。污水泵與程序控制器連接，可采用手動(dòng)控制、定時(shí)自動(dòng)控制及液位自動(dòng)控制等操作方式，滿(mǎn)足不同的操作需要。所述的配水厭氧濾池采用傳統(tǒng)的污水處理工藝，濾池內(nèi)配置厭氧濾料，厭氧濾料為不同級(jí)配的顆粒濾料。在污水處理過(guò)程中，通過(guò)濾料吸附、微生物分解的協(xié)同作用，進(jìn)一步攔截、去除C0D、SS以及部分氮、磷。采用間歇式進(jìn)水方式，有利于生態(tài)濾池中微生物的內(nèi)源消化，減少污泥的產(chǎn)生量。本級(jí)配水厭氧濾池基本不排泥。配水厭氧濾池的上部設(shè)有配水管網(wǎng)，用于接收經(jīng)預(yù)處理階段的污水；在厭氧濾料層下部設(shè)有集水管網(wǎng)，利用集水管網(wǎng)收集厭氧濾池的出水，出水通過(guò)下級(jí)蚯蚓滴濾池的配水管網(wǎng)自流流入蚯蚓滴濾池。所述蚯蚓滴濾池采用強(qiáng)化的土地處理工藝，即蚯蚓滴濾池的填料層由上往下依次為人工配土層(厚度可為3(T40 cm)、黃沙層(粒徑<0. 1cm，厚度可為l(T30cm)、凈水陶粒層 (粒徑=2 4cm，厚度可為3(T60cm)、碎青石層(粒徑=4 6cm，厚度可為l(T30cm)及鵝卵石層 (粒徑=6、cm，厚度可為l(T30cm)；在人工配土層中添加有蚯蚓。污水通過(guò)滴濾方式由上往下通過(guò)填料層，其主要污染物質(zhì)，例如COD、TN、TP等，在填料層中被截留。其中人工配土層截留的污染物質(zhì)占總處理污染物質(zhì)的60%以上，具備土地處理的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)。蚯蚓在污水處理中主要作用是吞噬截留在人工配土層中的有機(jī)物質(zhì)、疏松人工配土層以防止人工配土層板結(jié)及增進(jìn)氧氣通透量、攜帶伴生的有益污水處理細(xì)菌等，以促進(jìn)土壤污水能力的恢復(fù)及增強(qiáng)。污水在滴漏的過(guò)程中可以復(fù)氧，有利于在填料層的表層及亞表層進(jìn)行硝化反應(yīng)； 中層及底層保持兼氧及厭氧狀態(tài)，有利于氮的反硝化過(guò)程，整個(gè)過(guò)程促進(jìn)了氮的凈化。人工配土層、凈水陶粒豐富的比表面積促進(jìn)了磷的吸附；人工配土層、凈水陶粒及碎青石中富含鐵、鋁、鈣、錳、鎂等礦物質(zhì)，促進(jìn)了磷在填料層的礦化，有利于污水中磷的去除。蚯蚓滴濾池的表層為穿孔布水管網(wǎng)，底層為穿孔集水管網(wǎng)；下一級(jí)蚯蚓滴濾池的表層的布水管網(wǎng)與上一級(jí)蚯蚓滴濾池底層的集水管網(wǎng)相連，污水在整個(gè)系統(tǒng)為自流方式。蚯蚓滴濾池表層可以種植凈水植物，可根據(jù)不同地域選用不同種類(lèi)的觀賞性耐水性?xún)羲参?。根?jù)不同的水質(zhì)條件，復(fù)合塔式生態(tài)濾池處理階段采用不同的操作條件，例如，對(duì)于COD < 400 mg/L的污水，如一般的農(nóng)村生活污水，采用的水力負(fù)荷為0. 5^1 m3/ (m2d)；對(duì)于C0D=40(T800 mg/L的污水，如畜禽養(yǎng)殖、屠宰廢水等，采用的水力負(fù)荷為0. 25、. 5 m3/ (m2d)；對(duì)于COD含量800 mg/L以上的廢水，采用三級(jí)蚯蚓滴濾池，控制水力負(fù)荷為0. 2^0. 5 m3/(m2d)。這里所謂三級(jí)蚯蚓滴濾池，是指從高位到低位依次設(shè)置三個(gè)蚯蚓滴濾池。
本發(fā)明中，復(fù)合塔式生態(tài)濾池處理階段的處理池可與預(yù)處理階段的處理池合建在同一地段，也可分開(kāi)單獨(dú)建設(shè)。為節(jié)約占地面積，一般可采用合建方式。本發(fā)明可用于農(nóng)村生活污水、旅游景區(qū)生活污水、收費(fèi)站生活污水、養(yǎng)殖廢水、屠宰廢水等分散型生活或生產(chǎn)污水的處理。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)工程實(shí)例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的步驟。實(shí)施例1
(1)利用污水管道收集江蘇某農(nóng)村片區(qū)農(nóng)戶(hù)(約100戶(hù)，350人，收集率達(dá)90%，污水產(chǎn)生量約為30噸/日)的生活污水，自流進(jìn)入格柵井，分別通過(guò)粗細(xì)格柵去除懸浮物質(zhì)。生活污水水質(zhì)C0D=15(T350mg/L, TN=10 30mg/L，TP=3 8 mg/L。(2)格柵處理過(guò)的污水自流進(jìn)入酸化水解池，污水在酸化水解池中水力停留時(shí)間為M h，上清液溢流進(jìn)入集水區(qū)，由液位控制的潛污泵泵入復(fù)合塔式生態(tài)濾池處理階段的處理池中。酸化水解池在普通的三格式化糞池的基礎(chǔ)上，在第一格后面增加一格缺氧區(qū)，減少第一格固體垃圾的帶入，以免影響后續(xù)工段，第三格設(shè)置軟性填料，第四格為集水區(qū)。酸化水解池可截留絕大部分的固體殘?jiān)按蟛糠值腟S，其中，COD去除率為 10 30%，TN去除率為10 30%，TP為5% 10%。(此處的處理率為進(jìn)出反應(yīng)工藝段的去除率)。潛污泵額定工藝為0.37 kw，額定水量為10 m3/h，根據(jù)噸水功率消耗為0. 037 kw · h0( 3 )復(fù)合塔式生態(tài)濾池處理階段由高位的配水厭氧生物濾池及兩級(jí)蚯蚓滴濾池串聯(lián)而成。污水在三級(jí)濾池中采用降流式操作方式，即污水通過(guò)重力作用由填料層的上層流入下層，而后進(jìn)入集水管網(wǎng)，由集水管網(wǎng)將處理后的污水輸入下一級(jí)濾池。復(fù)合塔式生態(tài)濾池處理階段總水力負(fù)荷為1 m3/(m2d)，其中，三級(jí)濾池的有效面積比為2:4:4 (高位的配水厭氧生物濾池第一級(jí)蚯蚓滴濾池第二級(jí)蚯蚓滴濾池)。
高位的配水厭氧生物濾池具有兩個(gè)作用一是為整個(gè)工藝段配水，二是具備傳統(tǒng)厭氧生物濾池的功能。具體可以采用傳統(tǒng)的厭氧濾池加以改造而成，即在傳統(tǒng)厭氧濾池的上部設(shè)置布水管網(wǎng)，中間濾料凈水采用富鐵粘土陶粒，低端設(shè)置卵石為承托層，集水管網(wǎng)布置在卵石層中。蚯蚓滴濾池為該階段污水處理的主要設(shè)備，上層設(shè)置有穿孔管網(wǎng)(即布水管網(wǎng))， 污水通過(guò)穿孔管網(wǎng)形成滴濾效果，在此過(guò)程中為污水充氧。蚯蚓滴濾池中的填料層主要填料自上而下依次為人工配土層(厚度30 cm)、黃沙層(厚度10 cm)、碎青石(俗稱(chēng)瓜子片，粒徑<lcm)層(厚度10 cm)、凈水用富鐵粘土陶粒(粒徑=2-4cm)層(厚度30 cm)、卵石(粒徑=4-8cm)層(厚度20 cm)，人工配土層上層種植凈水植物。
污水通過(guò)微生物-濾料-動(dòng)物(蚯蚓)-植物的協(xié)同效應(yīng)達(dá)到了污水凈化的目的。復(fù)合塔式生態(tài)濾池處理階段可截留降解絕大部分的污染物質(zhì)，包括，COD、TN、TP 等，COD去除率為60 70%，TN去除率為60 70%，TP為70% 99%。(此處的處理率為進(jìn)出反應(yīng)工藝段的去除率)。
污水通過(guò)復(fù)合塔式生態(tài)濾池污水處理工藝，COD總?cè)コ士蛇_(dá)70%_90%，TN總?cè)コ蕿?0%-80%，TP總?cè)コ蕿?0%-99%。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合塔式生態(tài)濾池污水處理方法，其特征在于具體步驟為(一)前處理階段，利用污水管網(wǎng)收集分散居民生活污水，包括畜禽養(yǎng)殖及屠宰等廢水， 經(jīng)過(guò)粗細(xì)格柵去除污水中懸浮物質(zhì)；(二)預(yù)處理階段，預(yù)處理階段采用傳統(tǒng)的污水處理工藝，即根據(jù)不同的廢水類(lèi)型，預(yù)處理階段采用不同的處理方式；(三)復(fù)合塔式生態(tài)濾池處理階段，處理池包括一級(jí)高位的配水厭氧濾池、低位的蚯蚓滴濾池；低位的蚯蚓滴濾池設(shè)置為一級(jí)、兩級(jí)或三級(jí)；經(jīng)過(guò)預(yù)處理階段的污水通過(guò)污水泵泵入配水厭氧濾池；所述的配水厭氧濾池采用傳統(tǒng)的污水處理工藝，濾池內(nèi)配置厭氧濾料，厭氧濾料為不同級(jí)配的顆粒濾料；配水厭氧濾池的上部設(shè)有配水管網(wǎng)，用于接收經(jīng)預(yù)處理階段的污水；在厭氧濾料層下部設(shè)有集水管網(wǎng)，利用集水管網(wǎng)收集厭氧濾池的出水，出水通過(guò)下級(jí)蚯蚓滴濾池的配水管網(wǎng)自流流入蚯蚓滴濾池；所述蚯蚓滴濾池采用強(qiáng)化的土地處理工藝，即蚯蚓滴濾池的填料層由上往下依次為人工配土層、黃沙層、凈水陶粒層、碎青石及鵝卵石層；在人工配土層中添加有蚯蚓；污水通過(guò)滴濾方式由上往下通過(guò)填料層；蚯蚓滴濾池的表層設(shè)有穿孔布水管網(wǎng)，底層設(shè)有穿孔集水管網(wǎng)；下一級(jí)蚯蚓滴濾池的表層的布水管網(wǎng)與上一級(jí)蚯蚓滴濾池底層的集水管網(wǎng)相連，污水在整個(gè)系統(tǒng)為自流方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合塔式生態(tài)濾池污水處理方法，其特征在于所述預(yù)處理階段采用不同的處理方式為(1)對(duì)于COD< 400 mg/L的污水，采用酸化水解池處理，污水在酸化水解池中水力停留時(shí)間為12h 48h ；(2)對(duì)于C0D=40(T800mg/L的污水，采用厭氧濾池處理，污水在厭氧濾池中水力停留時(shí)間不低于72h ；(3)對(duì)于COD含量在800mg/L以上的污水，采用兼氧濾池處理，在兼氧濾池中引入微曝氣的操作方式，污水在兼氧濾池中水力停留時(shí)間不低于96h。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合塔式生態(tài)濾池污水處理方法，其特征在于所述人工配土層的厚度為3(T40 cm，黃沙層的顆粒粒徑<0. 1cm，厚度為l(T30cm，凈水陶粒層的顆粒粒徑為2、cm，厚度為3(T60cm，碎青石層的顆粒粒徑=4 6cm，厚度為l(T30cm，鵝卵石層的顆粒粒徑為6 8cm，厚度為l(T30cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合塔式生態(tài)濾池污水處理方法，其特征在于所述復(fù)合塔式生態(tài)濾池處理階段，根據(jù)不同的水質(zhì)條件，采用不同的操作條件對(duì)于COD < 400 mg/L的污水，采用的水力負(fù)荷為0. 5^1 m3/(m2d)；對(duì)于C0D=40(T800 mg/L的污水，采用的水力負(fù)荷為0. 25、. 5 m3/ (m2d)；對(duì)于COD含量800 mg/L以上的廢水，采用三級(jí)蚯蚓滴濾池，控制水力負(fù)荷為0. 2^0. 5 m3/Vd)。
全文摘要
本發(fā)明屬于環(huán)境工程污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種復(fù)合塔式生態(tài)濾池污水處理方法。本發(fā)明利用污水管網(wǎng)收集居民生活污水，經(jīng)過(guò)粗細(xì)格柵去除污水中懸浮物質(zhì)，對(duì)污水進(jìn)行預(yù)處理；然后污水通過(guò)污水泵泵入復(fù)合塔式生態(tài)濾池，該生態(tài)濾由一級(jí)高位配水厭氧濾池、多級(jí)蚯蚓滴濾池串聯(lián)組成，污水通過(guò)重力作用自流集水配水，經(jīng)過(guò)濾池中微生物-濾料-動(dòng)物(蚯蚓)-植物的協(xié)同效應(yīng)達(dá)到污水凈化的目的。本發(fā)明的復(fù)合塔式生態(tài)濾池污水處理方法結(jié)合傳統(tǒng)的污水處理工藝及土地處理方法，具有出水效果好、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、占地面積小、建設(shè)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)及環(huán)境效益。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102515434SQ20111042586
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者李因梁, 楊曉英, 王東, 羅興章, 聶耳, 鄭正 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)