分散型生活汙水的活性汙泥-人工滲濾處理系統與方法
2023-05-03 17:32:01
分散型生活汙水的活性汙泥-人工滲濾處理系統與方法
【專利摘要】本發明涉及一種分散型生活汙水的活性汙泥—人工滲濾處理系統與方法，系統由序批式反應器與滲濾池組成，序批式反應器的排水管與滲濾池的配水管相連接，使序批式反應器出水不經過配水泵直接流入滲濾池，滲濾池由上至下為：植被表層，由粉煤渣與河沙混合組成，在其上種植一定數量的蘆葦、菖蒲與水竹；毛細水阻斷層，由粒徑為10-30mm的碎石與卵石組成；反硝化帶滲層，由河沙與石灰石混合組成；承託層，由粒徑為10-40mm的碎石與卵石組成。方法是，將汙水截去大顆粒懸浮物後，進入調節池穩定水質，然後進入序批式反應器進行生化預處理，預處理後出水進入滲濾池，滲濾池在溼幹比為1:7、水力負荷為2.5m3/m2?d的條件下運行。此系統具有投資少、管理維護簡單、出水水質穩定的特點。
【專利說明】分散型生活汙水的活性汙泥-人工滲濾處理系統與方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種分散型生活汙水的活性汙泥一人工滲濾處理系統與方法，屬於環境保護中汙水處理【技術領域】。分散型生活汙水的活性汙泥一人工滲濾處理系統。
【背景技術】
[0002]一直以來，我國汙水處理的重心一直在城市生活汙水的處理上，而忽略了高速公路收費站、停車場、服務區等分散型生活汙水的處理。雖然城市汙水處理廠的汙水處理技術已較為成熟，也有多種可供選擇的工藝技術，如氧化溝、A2O工藝等，但這些工藝均需要高昂的投資與較為複雜的運行控制。另外，這些工藝的運行需要配備專業管理人員隊伍。顯然，這些工藝對身處農村地區的公路收費站、停車場、服務區等分散型生活汙水的處理是不適合的。
[0003]針對這類型的生活汙水的處理，國內外研究者也進行了廣泛的探索，人工快速滲濾系統是研究成果的集中體現。人工快速滲濾系統屬於土地處理的一種類型，指有控制地將汙水投放於人工構築的滲濾介質的表面，使其在向下滲透的過程中經歷不同的物理、化學和生物作用，最終達到汙水淨化目標的過程。其核心是採用滲透性能較好的天然河砂、陶粒、煤矸石等為主要滲濾介質代替天然土層，從而大大提高了水力負荷，增強了實用性。然而，在實際工程的汙水處理中，單一的人工快速滲濾系統也存在明顯的技術缺陷。例如:人工快速滲濾技術在運行過程中存在著濾料容易堵塞的問題，這導致系統水力負荷較低、佔地面積大，增加了基建成本。另外，人工快速滲濾技術在長期運行過程中的氮磷去除率也有待改善。
[0004]針對上述幾種工藝各自的優缺點，本發明的發明人及其研究小組經過認真總結分析，在上述汙水處理工藝的基礎上，提出了活性汙泥-人工滲濾集成技術及其運行方法，集合了活性汙泥系統與人工 滲濾系統各自的優點，解決了它們各自的工藝缺陷，在工藝控制相對簡單的條件下實現了汙水碳氮磷的深度去除，此集成系統與運行方法在國內外均未見類似的報導。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是，針對分散型生活汙水的特點以及現有技術存在的不足，提出一種分散型生活汙水的活性汙泥一人工滲濾集成處理系統與方法，此系統的投資少、管理維護簡單、出水水質穩定的工藝，可有效降低分散型生活汙水處理的建設費用，適合於高速公路收費站、停車場、服務區、鄉鎮等分散型生活汙水的處理。
[0006]本發明提出的分散型生活汙水的活性汙泥一人工滲濾處理系統，所述系統包括序批式反應器3與滲濾池12，其中:
滲濾池12從上至下由植被表層8、毛細水阻斷層9、反硝化帶滲層10和承託層11組成，植被表層8厚度為28cm-32cm ；由粒徑為3.0-5.0mm的粉煤渣與粒徑為1.0mm-1.5mm的河沙混合組成，且粉煤渣與河沙的體積比為1:1 ;毛細水阻斷層9厚度為18cm-22cm ;由粒徑為10mm-30mm的碎石與卵石組成；反硝化帶滲層10厚度為78cm_82cm ;由粒徑為0.5mm-1.5mm的河沙與粒徑為的石灰石混合組成，且河沙與石灰石的體積比為6:1_4:1 ;承託層11厚度為18cm-22cm ;由粒徑為10mm-40mm的碎石或卵石組成；
序批式反應器3 —側上部進水口通過管道連接調節池1，調節池I內設有汙水提升泵2，序批式反應器3底部設有曝氣裝置4，所述曝氣裝置4通過管道連接空氣壓縮機5，序批式反應器3的排水管通過排水閥門6和流量計7及管道與滲濾池12的配水管相連接，使序批式反應器出水不經過配水泵直接流入滲濾池，配水管通過流量計控制配水流速。
[0007]本發明中，植被表層8上以棵間距為30cm的間距交替種植有水生生物蘆葦、菖蒲與水竹。
[0008]分散型生活汙水的活性汙泥一人工滲濾處理系統的使用方法，具體步驟如下:
(I )、生活汙水經粗細格柵攔截大顆粒懸浮物後，進入調節池，穩定水質；
(2)、打開汙水提升泵，抽取調節池中的汙水進入序批式反應器，進水時間為8-12min，同時開啟空氣壓縮機對序批式反應器進行曝氣，控制氣水比為10曝氣時間為170-190min ；
(3)、曝氣結束後，序批式反應器沉澱50-70min，沉澱結束後，開啟排水管與配水管閥門，開始對滲濾池進行配水，調節流量計，使配水時間為50-70min ；
(4)、配水結束後，關閉排水管與配水管閥門，此時序批式反應器進入閒置期，閒置170-190min,滲濾池處於落 幹期，滲濾系統在溼幹比(配水期/落幹期)為1: 7、水力負荷為
2.5 m3/ m2*d的條件下運行,落幹期時間為6.5h_7.5h ；
(5)、落幹期結束，汙水可直接排放；
(6)、待序批式反應器閒置結束後，再次打開汙水提升泵進水，如此循環。
[0009]本發明具有投資少、管理維護簡單、出水水質穩定的特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明採用的活性汙泥一人工滲濾水處理系統的一種實施例結構示意圖。
[0011]圖中標號:1 一調節池，2 —汙水提升泵，3—序批式反應器，4 一曝氣裝置，5一空氣壓縮機，6一排水閥門，7一流量計,8一植被表層，9一毛細水阻斷層，10一反硝化帶滲層，11一7承託層，12一滲濾池。
【具體實施方式】
[0012]下面通過實施例進一步說明本發明。
[0013]實施例1:處理某高速公路收費站生活汙水。
[0014]滲濾池12從上至下由以下四層組成:
第一層:植被表層8，厚度為30cm ;該層由粒徑3.0-5.0mm的粉煤渣與粒徑
1.0mm-1.5mm的河沙混合組成，且粉煤渣與河沙的體積比為1:1 ;在該層以棵間距為30cm的間距交替種植水生生物蘆葦、菖蒲與水竹，構建豐富的植被層；
第二層:毛細水阻斷層9，厚度為20cm ;該層由粒徑為10mm-30mm的碎石與卵石組成；第三層:反硝化帶滲層10,厚度為80cm ；由粒徑為0.5mm-1.5mm的河沙與粒徑為3mm-5mm的石灰石混合組成，且河沙與石灰石的體積比為6_4。[0015]第四層:7承託層11，厚度為20cm ;由粒徑為10mm-40mm的碎石或卵石組成。
[0016]序批式反應器3 —側上部進水口通過管道連接調節池I，調節池I內設有汙水提升泵2，序批式反應器3底部設有曝氣裝置4，所述曝氣裝置4通過管道連接空氣壓縮機5，序批式反應器3的排水管通過排水閥門6和流量計7及管道與滲濾池12的配水管相連接，使序批式反應器出水不經過配水泵直接流入滲濾池，配水管通過流量計控制配水流速。
[0017]所述系統每天運行3個周期，具體運行方法按如下步驟進行:
1、生活汙水經粗細格柵攔截大顆粒懸浮物後，進入調節池，穩定水質；
2、打開汙水提升泵，抽取調節池中的汙水進入序批式反應器，進水時間為lOmin，同時開啟空氣壓縮機對序批式反應器進行曝氣，控制氣水比為15:1，曝氣時間為180min。
[0018]3、曝氣結束後，反應器沉澱60min，沉澱結束後，開啟排水管與配水管閥門，開始對滲濾池進行配水，調節流量計，使配水時間為60min ；
4、配水結束後，關閉排水管與配水管閥門，此時序批式反應器進入閒置期，閒置ISOmin,滲濾池處於落幹期，滲濾系統在溼幹比(配水期/落幹期)為1: 7、水力負荷為2.5m3/ m2*d的條件下運行，落幹期時間為7.0h ；
5、汙水經所述活性汙泥一人工滲濾水處理系統處理後(即落幹期結束)，即可直接排
放；
6、待序批式反應器閒置結束後，再次打開汙水提升泵進水，如此循環。
[0019]進水中化學需氧量(COD) 142~221π^.?Λ懸浮物(SS) 131~175π^.?Λ氨氮21.5 ~31.21^*171，總氮(了幻26.9 ~40.6mg.!^，總磷(TP)2.3 ~5.3mg.L' 運行後結果為:出水COD為8~20mg.L'SS穩定在8~12mg.]^,氨氮穩定在0.21~0.36 mg.L'TN為0.38~0.48mg.L' TP為0.08~0.18π^.?Λ COD、SS、氨氮、TN、及TP去除率分別達到90.6 ±3.7%、91.3 ±3.2%, 95.3 ±2.1%、95.7 ±3.6%, 96.2 ±2.3%。
[0020]實施例2:
按實施例1所述系統和運行方法處理某高速公路服務區生活汙水。
[0021]進水COD 為 174~362 mg.L-1，SS 為 159 ~298 mg.L-1，氨氮為 25.8 ~40.9 mg.L-1，TN 為 29.6 ~48.3mg.L-1，TP 為 3.9 ~10.2mg.L'
[0022]運行後結果為:出水COD為12~24mg.]^, SS穩定在11~ISmg.!/1,氨氮穩定在0.19 ~0.41 mg.L'TN 為 0.43 ~0.54mg.L-1，TP 為 0.05 ~0.25mg.!^，C0D、SS、氨氮、TN、及 TP 去除率分別達到 89.2±3.3%,92.1 ±3.9%,96.3±2.9%,96.6±2.3%,98.2±1.7%。
【權利要求】
1.一種分散型生活汙水的活性汙泥一人工滲濾處理系統，其特徵是，所述系統包括序批式反應器(3)與滲濾池(12)，其中: 滲濾池(12)從上至下由植被表層(8)、毛細水阻斷層(9)、反硝化帶滲層(10)和承託層(11)組成，植被表層(8)厚度為28cm-32cm ；由粒徑為3.0-5.0mm的粉煤渣與粒徑為1.0mm-1.5mm的河沙混合組成，且粉煤渣與河沙的體積比為1:1 ;毛細水阻斷層(9)厚度為18cm-22cm ;由粒徑為10mm-30mm的碎石與卵石組成；反硝化帶滲層(10)厚度為78cm-82cm ;由粒徑為0.5mm-1.5mm的河沙與粒徑為的石灰石混合組成,且河沙與石灰石的體積比為6:1-4:1 ;7承託層(11)厚度為18cm-22cm ;由粒徑為10mm-40mm的碎石或卵石組成； 序批式反應器(3) —側上部進水口通過管道連接調節池(1)，調節池(I)內設有汙水提升泵(2)，序批式反應器(3)底部設有曝氣裝置(4)，所述曝氣裝置(4)通過管道連接空氣壓縮機(5)，序批式反應器(3)的排水管通過排水閥門(6)和流量計(7)及管道與滲濾池(12)的配水管相連接，使序批式反應器出水不經過配水泵直接流入滲濾池，配水管通過流量計控制配水流速。
2.根據權利要求1所述的一種分散型生活汙水的活性汙泥一人工滲濾處理系統，其特徵是植被表層(8)上以棵間距為30cm的間距交替種植有水生生物蘆葦、菖蒲與水竹。
3.—種如權利要求1所述的分散型生活汙水的活性汙泥一人工滲濾處理系統的使用方法，其特徵是，具體步驟如下: (I )、生活汙水經粗細格柵攔截大顆粒懸浮物後，進入調節池，穩定水質； (2)、打開汙水提升泵，抽取調節池中的汙水進入序批式反應器，進水時間為8-12min，同時開啟空氣壓縮機對序批式反應器進行曝氣，控制氣水比為10曝氣時間為170-190min ； (3)、曝氣結束後，序批式反應器沉澱50-70min，沉澱結束後，開啟排水管與配水管閥門，開始對滲濾池進行配水，調節流量計，使配水時間為50-70min ； (4)、配水結束後，關閉排水管與配水管閥門，此時序批式反應器進入閒置期，閒置170-190min,滲濾池處於落幹期，滲濾系統在溼幹比(配水期/落幹期)為1: 7、水力負荷為2.5 m3/ m2*d的條件下運行,落幹期時間為6.5h_7.5h ； (5)、落幹期結束，汙水可直接排放； (6)、待序批式反應器閒置結束後，再次打開汙水提升泵進水，如此循環。
【文檔編號】C02F9/14GK103466887SQ201310416533
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月13日 優先權日:2013年9月13日
【發明者】王冬波, 陳銀廣 申請人:同濟大學