澱粉廢水生態淨化系統的製作方法
2023-05-16 00:27:41 1
專利名稱：澱粉廢水生態淨化系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種澱粉廢水生態淨化系統，尤其涉及一種農村 地區小規模澱粉廢水經濟高效處理的系統，屬於環境工程技術領域。
背景技術：
澱粉是一種重要的工業原料，廣泛的應用於食品、醫藥、化工、 造紙、紡織等多種行業，在澱粉的生產過程中，廢水的排放量很大，
每生產lt澱粉就要產生10 20t廢水，其主要成分為澱粉、蛋白質 和糖類，具有高有機物含量和固型顆粒的特點。目前，我國年產澱粉 1100多萬噸，澱粉的加工工藝簡單易學，易於推廣，是丘陵旱地地 區農民的主要收入來源之一。但在以澱粉生產作為主要經濟來源的廣 大農村地區，缺少一種小型化、就地化、分散式、簡便易行、高效經 濟的處理方式，數以萬計的小型村鎮企業和手工作坊，其澱粉廢水一 般只經過簡單處理甚至不處理而直接排放進入河流等環境水體，造成 巨大的環境汙染。目前，隨著國家環保工作力度的加大，人們環保意 識的增強，農村小規模澱粉生產廢水的有效處理逐漸成為一個重要課 題。
人工溼地汙水處理是通過模擬自然溼地而人為設計和建造的具 有可控性和工程化特點，以基質、植物及微生物協同通過物理、化學 和生物作用進行汙水處理的自然生態系統。1974年在西德建成了第 一個完整的人工溼地，近年來，國內外對人工溼地系統的研究日益重 視，並已召開過六次國際會議，提出了一些有關的機理和參考設計規 範及數據。人工溼地作為一種獨具特色的廢水處理技術己正式進入水汙染控制領域，用於處理生活廢水、暴雨廢水、農田徑流廢水、礦山 酸性廢水及垃圾滲濾液等。在歐洲、美國和澳大利亞廣泛應用人工溼 地來為較大城市的二級處理出水提供三級的生態淨化。其缺點在於 1.由於傳統填充基質多為砂礫，在長期的運行過程中，非溶解態固型 物和懸浮物的截留以及大量微生物的附著生長，對於高懸浮物的澱粉 廢水易發生堵塞現象，造成表面積水、淨化效果變差。2.將溼地用於 汙水的深度處理，較傳統生物的活性汙泥法對N的去除雖有較大的提
高，但由於硝化反硝化工程措施難以控制，使得多數運行系統除N效 果僅維持在40 65%之間，仍有提高空間。3.傳統的溼地為保證其汙 染物淨化效果，需要幾百平米至幾公頃的佔地面積，對於小規模的郊 區和城鎮澱粉廢水處理推廣應用很難。中國發明專利說明書 03157161.1公布了一種汙水的組合人工溼地處理的系統和方法，該 方法的主要特徵是汙水由預處理單元流入由垂直流和水平潛流組合 而成的組合溼地系統中，較以前人工溼地在一定程度上提高了系統的 脫氮效果，而且縮小了人工溼地汙水處理佔地面積，但對於高有機濃 度和高懸浮物澱粉廢水，堵塞現象使其難以應用推廣，同時其脫氮效 果可以進一步提高。 發明內容
本實用新型的目的是要提供一種澱粉廢水生態淨化系統，以解決 傳統小型人工溼地處理高懸浮固體廢水易堵塞、除氮效果不佳的問 題，同時解決廣大農村地區小型加工業和手工作坊在澱粉加工過程中 廢水無處理排放汙染水體的問題。
為了實現本實用新型的目的所採取的技術方案包括布水管6， 其內部設有溼地沙濾層的生態淨化單元，排水裝置，其特徵在於，
在所述生態淨化單元內的溼地沙濾層上設有木屑稻殼濾層7，該木 屑稻殼濾層7內放有蚯蚓。上述的澱粉廢水生態淨化系統中，所述的生態淨化單元還帶有 一個預處理單元，該預處理單元為分級水解池或沉澱池或沼氣池。
上述的澱粉廢水生態淨化系統中，所述的預處理單元的入口與 進水槽1相通，其出口與布水管相通。
上述的澱粉廢水生態淨化系統中，所述的排水裝置的出口高於 生態淨化單元的底部。
上述的澱粉廢水生態淨化系統中，所述的排水裝置包括集水排
水管10，該集水排水管IO設有回流口 ll和排水口 12，該回流口 11與預處理單元相通，回流口 11的管口直徑與排水口 12的管口直 徑之比為2:1 4:3。
上述的澱粉廢水生態淨化系統中，所述的生態淨化單元的上部 設有布水礫石層14，所述的布水管6位於該布水礫石層14之中。
上述的澱粉廢水生態淨化系統中，所述的生態淨化單元的下部 設有排水礫石層9，集水排水管10位於該排水礫石層9之中。
本實用新型有如下優點
1)在小型家庭式人工溼地淨化系統的基礎上，根據澱粉廢水的 特點，設計了木屑稻殼濾層，有效的濾除了澱粉廢水中的高濃度固體 有機物，降低了系統底部濾層的有機負荷，解決了單純濾池澱粉廢水 處理過程中的堵塞問題，同時通過蚯弼l的活動，提高了濾池的透氣性， 強化了系統脫氮的硝化過程。
2) 提高系統的出水口高度，使溼地濾層底段形成厭氧區域，出水 採用按比例2:1 4:3部分回流方式，強化系統的反硝化過程，進一 步提高人工溼地系統的脫氮能力。
3) 本系統在汙水進入生態淨化單元之前設置了預處理單元，預處理單元可以是水解池、沉澱池也可以是沼氣池，調節進水水質，並對 廢水初步沉澱和降解。
4)本系統對於澱粉廢水處理的方法在於，根據澱粉廢水的特點， 使其先流入預處理單元，進行初步沉澱和降解，之後通過木屑稻殼濾 池去除固體和懸浮汙染物，最後通過溼地砂濾層和回流方式提高系統 的脫氮效果。
本系統對農村小型澱粉廢水的處理效果好，佔地面積小，基 建和運行簡單，能有效解決現在我國農村澱粉生產過程中澱粉廢 水的高效生態處理問題。
圖1為本實用新型澱粉廢水生態淨化系統的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型的具體結構進行進一步的 說明。
如圖l所示，l為進水槽，2為濾網，3為落水管，4為預處理 單元，5為抽水管，6為布水管，7為木屑稻殼濾層，8為溼地砂 濾層，9為排水礫石層，IO為集水排水管，ll為回流口， 12為 排水口， 13為溼地植物，14為布水礫石層，15為維護結構，16 為水泵。
本系統主要包括預處理單元和生態淨化單元，預處理單元4可 以是分級水解池或沉澱池或沼氣池，主要對澱粉廢水中有機物進 行初步降解，將廢水中的大顆粒物初步沉澱，調節進水水質，其 進水槽1與落水管3相連，出水由水泵16經抽水管5泵入淨化單 元布水管6。生態淨化單元包括木屑稻殼濾層7、溼地砂濾層8和溼地植物13。木屑稻殼濾層7採用廢棄木屑和稻殼混合填料，並 向其中投加蚯蚓，原因是蚯蚓具有吞食有機物質，提高填料通透性 (透水、透氣)，與微生物協同作用和促進有機物質的降解等生物學 功能。因此蚯蚓不但可以消化固型有機物，同時其活動可以提高濾料 的孔隙率，增強該濾層的復氧能力，所以該層不僅能有效地濾除澱粉 廢水高濃度的懸浮顆粒，大大降低溼地濾層堵塞的可能性，而且增強 了好氧條件下氨氮向硝態氮和亞硝態氮轉化的硝化過程，為系統底部 缺氧層的反硝化除氮做好了前期準備。溼地砂濾層8和溼地植物13 主要是依靠人工溼地原理對汙染物進行進一步的去除和降解。排 水礫石層9位於溼地砂濾層8的下面，設於排水礫石層9中的集 水排水管IO通過提高出水口高度，使溼地砂濾層8底段處於厭氧 環境，增強系統反硝化強度，同時集於集水排水管10的出水由回 流口 ll和排出口 12按比例回流和排出，回流口 11的管口直徑與 排水口 12的管口直徑之比為2:1 4:3，回流比例為2: 1 4: 3， 此措施可以增強系統的復氧能力，有效提高系統的脫氮效果。
該系統的設計主要是根據澱粉廢水的特點，採用生態淨化方 式對汙染物進行分步去除。首先澱粉廢水由進水槽流入預處理單 元，對廢水中的大顆粒汙染物和懸浮物進行初步沉澱，並對非溶 解態高濃度有機物進行降解，使其部分轉化為溶解態有機物。然 後廢水流入生態淨化單元，木屑稻殼濾層進一步將廢水中懸浮汙 物有效截留並通過蚯蚓消化，實現了澱粉廢水的高懸浮顆粒濃度 向低濃度的轉化，避免了單純用溼地濾層處理澱粉廢水過程中堵 塞現象的發生，同時該濾層中蚯蚓的活動提高了濾層的透水透氣 性，加強了系統上部的復氧能力，增強了脫氮過程中的硝化過程， 為底部缺氧反硝化做足原料準備。之後廢水經溼地砂同時系統上層高有機物去除能力和系統下層強脫氮能力的有機結 合，使得本系統突破了用小型人工溼地處理高濃度廢水的局限性， 對人工溼地處理分散式及小型化的高濃度廢水工程有進一步的推 動作用。
本系統運行過程中，澱粉廢水經濾網2初步過濾進入進水槽1， 通過落水管3流入水解池或沉澱池或沼氣池4 (本實施例以水解池 為例)，對澱粉廢水進行初步沉澱和降解。泵16將水解池4中的 廢水通過抽水管5泵入生態淨化單元的布水管6。澱粉廢水由布水 管6均勻灌入木屑稻殼濾層7，該層附著的微生物膜對澱粉廢水中 的大顆粒和懸浮物進行高效截留，蚯蚓並對其消化，同時由於蚯 蟲引的活動，提高了濾層的復氧能力，增強了脫氮的硝化效果。澱 粉廢水經過木屑稻殼濾層7後就滲入溼地砂濾層8，最後匯集於集 水排水管10，部分廢水通過回流口 11回流到水解池4中，部分廢 水通過排水口 12排出系統，通過提高出水口高度和回流方式，穩 定強化了系統脫氮的反硝化過程，使出水水質滿足我國汙水排放 II級標準排入地下。
最後所應說明的是以上實施例僅用以說明而非限制本發明的技 術方案，儘管參照上述實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普 通技術人員應當理解依然可以對本發明進行修改或者等同替換，而 不脫離本發明的精神和範圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本 發明的權利要求範圍當中。
權利要求1、一種澱粉廢水生態淨化系統，包括布水管(6)，其內部設有溼地沙濾層的生態淨化單元，排水裝置，其特徵在於，在所述生態淨化單元內的溼地沙濾層上設有木屑稻殼濾層(7)，該木屑稻殼濾層(7)內放有蚯蚓。
2、 根據權利要求1所述的澱粉廢水生態淨化系統，其特徵在於， 所述的生態淨化單元還帶有一個預處理單元，該預處理單元為分級 水解池或沉澱池或沼氣池。
3、 根據權利要求2所述的澱粉廢水生態淨化系統，其特徵在於， 所述的預處理單元的入口與進水槽(1)相通，其出口與布水管相通。
4、 根據權利要求1或2或3所述的澱粉廢水生態淨化系統， 其特徵在於，所述的排水裝置的出口高於生態淨化單元的底部。
5、 根據權利要求4所述的澱粉廢水生態淨化系統，其特徵在於， 所述的排水裝置包括集水排水管(10)，該集水排水管(10)設有 回流口 (11)和排水口 (12)，該回流口 (11)與預處理單元相通， 回流口 (11)的管口直徑與排水口 (12)的管口直徑之比為2:1 4:3。
6、 根據權利要求1或2或3所述的澱粉廢水生態淨化系統， 其特徵在於，所述的生態淨化單元的上部設有布水礫石層(14)， 所述的布水管(6)位於該布水礫石層(14)之中。
7、 根據權利要求1或2或3所述的澱粉廢水生態淨化系統， 其特徵在於，所述的生態淨化單元的下部設有排水礫石層(9)， 集水排水管(10)位於該排水礫石層(9)之中。
專利摘要本實用新型公開了一種澱粉廢水生態淨化系統，屬於環境工程技術領域。技術方案包括布水管(6)，其內部設有溼地沙濾層的生態淨化單元，排水裝置，其特徵在於，在所述生態淨化單元內的溼地沙濾層上設有木屑稻殼濾層(7)，該木屑稻殼濾層(7)內放有蚯蚓。本系統對農村小型澱粉廢水的處理效果好，佔地面積小，基建和運行簡單，能有效解決現在我國農村澱粉生產過程中澱粉廢水的高效生態處理問題。
文檔編號C02F3/32GK201280478SQ200820122958
公開日2009年7月29日 申請日期2008年10月10日 優先權日2008年10月10日
發明者吳樹彪, 董仁傑 申請人:中國農業大學