一種活性汙泥-生物濾床-景觀生態汙水處理方法與系統的製作方法
2023-08-08 05:44:46
一種活性汙泥-生物濾床-景觀生態汙水處理方法與系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種活性汙泥-生物濾床-景觀生態汙水處理方法，以及一種活性汙泥-生物濾床-景觀生態汙水處理系統。本發明針對廢水處理過程中存在景觀效果差、異味嚴重、汙泥產生量大等問題，結合水處理工藝中活性汙泥、生物濾床和景觀溼地等工藝，開發了一種利用活性汙泥-生物濾床-景觀生態汙水處理方法和系統；本發明的方法和系統用於處理生活汙水、有機廢水和地表汙染水體等，具有結構簡單、運行成本低、氨氮和COD去除率高、通過「植物配選、景觀砌築」等途徑，實現景觀生態與汙水處理技術的有機結合和優勢互補。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及汙水處理領域，更具體地說，涉及一種活性汙泥-生物濾床-景觀生態 汙水處理方法，以及一種活性汙泥-生物濾床-景觀生態汙水處理系統。 一種活性汙泥-生物濾床-景觀生態汙水處理方法與系統
【背景技術】
[0002] 國內大部分汙水處理工程在設計與建設過程中主要考慮的因素是技術與經濟，往 往忽視與環境的和諧統一。隨著科技的發展，社會的進步，人民生活水平的提高，人們審美 層次越來越高，更加注重人與環境的和諧，在推崇綠色地球、綠色家園的今天，如何在環保 領域中將工程景觀化生態化有機融入綠色家園，共建和諧家園具有劃時代的意義。
[0003] 現有技術的廢水處理過程中存在景觀效果差、異味嚴重、汙泥產生量大等問題，隨 著生態環境觀念的提出，景觀生態處理系統作為一種兼具汙水處理和景觀功能的技術而引 起關注。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種高效而且景觀效果好的活性汙 泥-生物濾床-景觀生態汙水處理方法，並提供一種活性汙泥-生物濾床-景觀生態汙水 處理系統。
[0005] 本發明的技術方案如下：
[0006] 一種活性汙泥-生物濾床-景觀生態汙水處理方法，待處理水進入到曝氣的活性 汙泥池，歷經活性汙泥中微生物的生物淨化，再經過陶粒生物濾料層過濾，陶粒生物濾料層 表面的微生物膜對水中的汙染物進一步淨化；
[0007] 在陶粒生物濾料層中種植景觀植物，通過植物根系固定微生物，並通過植物利用 的方式利用和去除待處理水中的氮磷汙染物，得到淨化水；
[0008] 淨化水、水生動物、景觀植物、生物膜、活性汙泥池成為景觀生態系統的組成部分。
[0009] 一種活性汙泥-生物濾床-景觀生態汙水處理系統，包括活性汙泥池、陶粒生物濾 料層、景觀植物、水生動物，進水管伸入活性汙泥池，待處理水從進水管流入活性汙泥池，曝 氣管伸至活性汙泥池底部，曝氣管與大氣相通，活性汙泥池通過曝氣管進行曝氣；陶粒生物 濾料層通過內嵌套懸空設置在活性汙泥池內，陶粒生物濾料層表面覆有生物膜，並將景觀 植物的根系固定在陶粒生物濾料層內；內嵌套上部設置有集水堰，淨化水從內嵌套流入集 水堰，然後進行出水。
[0010] 作為優選，內嵌套的底面設置有承託板，陶粒生物濾料層設置在承託板上；承託板 上開設有若干個通孔。
[0011] 作為優選，陶粒生物濾料層包括不同粒度的礦物陶粒或貝殼陶粒的一種或兩種混 合。
[0012] 作為優選，陶粒生物濾料層中，粒徑為6-15mm的陶粒填充高度為3-5cm，粒徑為 3_6mm的陶粒填充高度為10_20cm。
[0013] 作為優選，景觀植物包括挺水植物、浮水植物或沉水植物，水生動物主要有魚類、 軟體動物或兩棲動物。
[0014] 作為優選，內嵌套與集水堰相通的出水口為三角堰。
[0015] 作為優選，曝氣管的末端設置有多個曝氣頭。
[0016] 本發明的有益效果如下：
[0017] 本發明針對廢水處理過程中存在景觀效果差、異味嚴重、汙泥產生量大等問題，開 發了一種利用活性汙泥、生物濾床和景觀溼地等工藝結合，開發活性汙泥-生物濾床-景觀 生態汙水處理方法和系統；本發明的方法和系統用於處理生活汙水、有機廢水和地表汙染 水體等，具有結構簡單、運行成本低、氨氮和C0D去除率高、通過"植物配選、景觀砌築"等途 徑，實現景觀生態與汙水處理技術的有機結合和優勢互補。
[0018] 本發明所述的裝置以普通陶粒、貝殼陶粒等作為主要原料，在活性汙泥池內設計 生物濾床，並在濾床內實現微生物固定化、景觀植物根系固定，曝氣分散充氧等功能，並設 計的景觀生態汙水處理系統，通過"植物配選、景觀砌築"等手段，研發與自然環境、人文環 境相適應的、具有高美學標準的休閒園林式汙水處理工藝。在獲得高標準水質的同時避免 了自然處理系統佔地面積大、滯留期長、異味大等弊端。
[0019] 選用混合床陶粒和貝殼生物陶粒，其表面有利於世代周期長的硝化菌的負載，並 形成缺氧環境，有利於反硝化反應的進行，有利於汙水處理中的脫氮過程，陶粒經過級配 後，有利於固定無土挺水植物、浮水植物的根系、過濾後的水體有利於水生動物生長。將汙 水處理與人工溼地結合起來，並創造一個高效的汙水處理過程，包含了淨化、過濾、吸收、硝 化和反硝化、厭氧和好氧分解過程，併集成安裝在一個反應槽（內嵌套）內，保證在長期運 行過程中，反應槽內有利於硝化菌的穩定生長代謝，本發明所述的系統特別適用於生活汙 水、分散式農村汙水、受汙染地表水體的處理，具有結構簡單，製造及運行成本低、硝化活性 強氨氮去除率高、管理方便、社會效益好等優點。並通過植物的景觀設計和配置，實現景觀 生態與汙水處理的和諧統一。
[0020] 本發明所述的方法與系統對生活汙水的處理具有較高的氨氮及C0D去除效率，在 陶粒生物濾料層中，存在一定的缺氧區，能夠為後續的硝化反應階段提供缺氧環境，貝殼生 物陶粒還可提供充足的鹼度，使出水維持在穩定的pH值範圍，而且本身具有的全混流和推 流式反應器結合的優點，活性汙泥區為全混流反應器，陶粒生物濾料層為推流反應器，實現 兩種高效反應器的有機結合。同時在陶粒生物濾料層中，陶粒生物濾料層和集水堰之間存 在一定的清水區，有利於觀賞魚類的生長，並實現觀賞價值。通過活性汙泥區和陶粒生物濾 料層的共同作用，氧氣利用率大幅度提高，大大提高了好氧的硝化效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發明所述的系統的示意圖；
[0022] 圖2是實施例的進水和出水濁度變化圖；
[0023] 圖3是實施例的進水和出水pH圖；
[0024] 圖4是實施例的進出水氨氮濃度變化圖；
[0025] 圖5是實施例的進出水C0D濃度變化圖；
[0026] 圖中：1是外嵌套，2是內嵌套，3是進水管，4是曝氣管，5是曝氣頭，6是陶粒生物 濾料層，7是集水堰，8是景觀植物，9是水生動物。
【具體實施方式】
[0027] 以下結合附圖及實施例對本發明進行進一步的詳細說明。
[0028] 活性汙泥-生物濾床-景觀生態汙水處理系統包括活性汙泥池、陶粒生物濾料層、 景觀植物、水生動物，進水管伸入活性汙泥池，待處理水從進水管流入活性汙泥池，曝氣管 伸至活性汙泥池底部，曝氣管的末端設置有多個曝氣頭，曝氣管與大氣相通，活性汙泥池通 過曝氣管進行曝氣；陶粒生物濾料層通過內嵌套懸空設置在活性汙泥池內，內嵌套的底面 設置有承託板，陶粒生物濾料層設置在承託板上；承託板上開設有若干個通孔，孔眼當量直 徑約為0. 6-lcm，內嵌套與集水堰相通的出水口採用三角堰進行均勻出水。陶粒生物濾料層 表面覆有生物膜，並將景觀植物的根系固定在陶粒生物濾料層內；內嵌套上部設置有集水 堰，淨化水從內嵌套流入集水堰，然後進行出水。
[0029] 本發明創意性地採用不同粒度的礦物陶粒（即傳統的普通陶粒，包括水處理用陶 粒）或貝殼陶粒的一種或兩種混合作為生物膜的載體，並用於固定景觀植物的根系系統， 實現多功能的統一。陶粒生物濾料層包括大型陶粒（粒徑6_15mm)填充高度3-5cm，中等顆 粒陶粒（粒徑3_6mm)填充高度10_20cm。
[0030] 本發明中景觀生態系統的構建，景觀植物主要有風車草、香蒲、金錢藻、海壽等挺 水植物、浮水植物和沉水植物,水生動物主要有錦鯉、金魚、蝸牛等。
[0031] 本發明所述的一種活性汙泥-生物濾床-景觀生態汙水處理方法的流程為：待處 理水由蠕動泵提升進入到曝氣活性汙泥池，歷經活性汙泥中微生物的一系列生物淨化，再 經過陶粒生物濾料層過濾，陶粒生物濾料層表面的微生物膜對水中的汙染物進一步淨化， 陶粒生物濾料層中種植景觀植物，通過植物根系固定高效微生物，並通過植物利用實現水 體中的氮磷汙染物的利用和去除，淨化水作為觀賞魚類的景觀水體，形成了魚類、植物、生 物膜、活性汙泥的多樣化生態系統，該裝置在淨化水體的同時，提供了景觀生態系統。
[0032] 實施例
[0033] 如圖1所示，本發明由外嵌套1 (用於設置活性汙泥池）（面積40cmX40cm，高度 40cm)和內嵌套2 (面積35cmX 35cm，底部相對標高25cm)兩部分構成。
[0034] 外嵌套1設有進水管3、曝氣管4。進水管3的出口設置在活性汙泥池內部，曝氣 管4放置於活性汙泥池底部，曝氣管4通過風管外接鼓風機，曝氣管4的末端設置有多個曝 氣頭5。
[0035] 內嵌套2中，承託板設於內嵌套2底部，承託板上設有若干通孔（面積lcmX 1cm)， 內嵌套2的內壁設有集水堰7 (相對於承託板，堰高25cm)。
[0036] 本發明將活性汙泥、生物濾層、景觀植物8、觀賞魚類有機結合，融為一體。外嵌套 1的底部為活性汙泥區，這是汙水中有機物C0D和B0D的主要去除區域，在這部分中生長了 大量的游離微生物，對有機物和部分含氮汙染物實現高效去除。在陶粒生物濾料層6部分， 選用了普通陶粒和貝殼陶粒混合床作為生物膜的載體，其具有粗糙的表面而具有作為生物 膜載體的可能性，且經試驗證實粗糙的陶粒表面非常適合硝化細菌和反硝化細菌的生長。 [0037] 景觀生態-貝殼陶粒汙水處理方法的過程為：待處理水由水泵提升進入到曝氣 池,歷經活性汙泥中微生物的一系列生物淨化，再經過陶粒生物濾料層6過濾，陶粒生物濾 料層6表面的微生物膜對水中的汙染物進一步淨化，淨化後水體作為觀賞魚類的景觀水 體，形成了水生動物9 (如魚類）、景觀植物8、生物膜、活性汙泥的多樣化生態系統，該裝置 在淨化水體的同時，提供了景觀生態系統。
[0038] 圖2、圖3和圖4分別為反應裝置對進水氨氮濃度和C0D濃度去除效果比較圖。組 合工藝對氨氮的平均去除率為94. 94% ;對C0D的平均去除率為92. 72%。
[0039] 上述實施例僅是用來說明本發明，而並非用作對本發明的限定。只要是依據本發 明的技術實質，對上述實施例進行變化、變型等都將落在本發明的權利要求的範圍內。
【權利要求】
1. 一種活性汙泥-生物濾床-景觀生態汙水處理方法，其特徵在於， 待處理水進入到曝氣的活性汙泥池，歷經活性汙泥中微生物的生物淨化，再經過陶粒 生物濾料層過濾，陶粒生物濾料層表面的微生物膜對水中的汙染物進一步淨化； 在陶粒生物濾料層中種植景觀植物，通過植物根系固定微生物，並通過植物利用的方 式利用和去除待處理水中的氮磷汙染物，得到淨化水； 淨化水、水生動物、景觀植物、生物膜、活性汙泥池成為景觀生態系統的組成部分。
2. -種活性汙泥-生物濾床-景觀生態汙水處理系統，其特徵在於，包括活性汙泥池、 陶粒生物濾料層、景觀植物、水生動物，進水管伸入活性汙泥池，待處理水從進水管流入活 性汙泥池，曝氣管伸至活性汙泥池底部，曝氣管與大氣相通，活性汙泥池通過曝氣管進行曝 氣；陶粒生物濾料層通過內嵌套懸空設置在活性汙泥池內，陶粒生物濾料層表面覆有生物 膜，並將景觀植物的根系固定在陶粒生物濾料層內；內嵌套上部設置有集水堰，淨化水從內 嵌套流入集水堰，然後進行出水。
3. 根據權利要求2所述的活性汙泥-生物濾床-景觀生態汙水處理系統，其特徵在於， 內嵌套的底面設置有承託板，陶粒生物濾料層設置在承託板上；承託板上開設有若干個通 孔。
4. 根據權利要求3所述的活性汙泥-生物濾床-景觀生態汙水處理系統，其特徵在於， 陶粒生物濾料層包括不同粒度的礦物陶粒或貝殼陶粒的一種或兩種混合。
5. 根據權利要求3所述的活性汙泥-生物濾床-景觀生態汙水處理系統，其特徵在於， 陶粒生物濾料層中，粒徑為6-15mm的陶粒填充高度為3-5cm，粒徑為3-6mm的陶粒填充高度 為 10_20cm。
6. 根據權利要求2所述的活性汙泥-生物濾床-景觀生態汙水處理系統，其特徵在於， 景觀植物包括水生植物或沉水植物，水生動物主要有魚類、軟體動物或兩棲動物。
7. 根據權利要求2所述的活性汙泥-生物濾床-景觀生態汙水處理系統，其特徵在於， 內嵌套與集水堰相通的出水口為三角堰。
8. 根據權利要求2所述的活性汙泥-生物濾床-景觀生態汙水處理系統，其特徵在於， 曝氣管的末端設置有多個曝氣頭。
【文檔編號】C02F3/32GK104098175SQ201410333385
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月14日 優先權日:2014年7月14日
【發明者】洪俊明, 孫榮, 張大威, 王迪, 張琛, 張帥, 施麗雅, 胡苗苗, 李玉 申請人:華僑大學