申请日2015.06.16
公开(公告)日2015.12.02
IPC分类号C02F3/32; C02F9/14
摘要
本发明公开了一种高溶氧曝气结合人工湿地的污水处理系统及处理工艺，包括供电系统、曝气系统和人工湿地系统;曝气系统包括风机、监测设备、曝气设备及曝气池;曝气设备包括若干曝气填料;该曝气填料包括中心座及与中心座内部连通的若干膜结构;该若干膜结构围绕中心座外围周向间隔布置以呈花瓣式结构;该若干曝气填料相互串接以使中心座内部相互连通且形成过气通道;风机产生的气体由输气管路依次经过监测设备、中心座进入膜结构并通过膜结构向曝气池中曝气;人工湿地系统包括池体，该池体上设有进水管及出水管;曝气系统处理后的水经进水管进入人工湿地系统。本发明具有耐污染负荷程度高，成本低，节省能源的优点。
摘要附图
权利要求书
1.一种高溶氧曝气结合人工湿地的污水处理系统，其特征在于：包括供电 系统、曝气系统和人工湿地系统;
该曝气系统包括风机、监测设备、曝气设备及曝气池;该风机、监测设备 及曝气设备通过输气管路连通，监测设备设在风机与曝气设备之间;曝气设备 包括若干曝气填料，该曝气填料包括中心座及与中心座内部连通的若干膜结构， 该若干膜结构围绕中心座外围周向间隔布置以呈花瓣式结构;该若干曝气填料 相互串接以使中心座内部相互连通且形成过气通道;风机产生的气体由输气管 路依次经过监测设备、中心座进入膜结构并通过膜结构向曝气池中曝气;所述 曝气系统还包括调节池，调节池内的水通过输水管路进入曝气池;
人工湿地系统包括池体，该池体上设有进水管及出水管;该池体通过进水 管与所述曝气池连通，曝气系统处理后的水经进水管进入人工湿地系统。
2.根据权利要求1所述的一种高溶氧曝气结合人工湿地的污水处理系统， 其特征在于：所述曝气填料包括气母管及若干中空膜丝，该气母管即构成上述 之中心座，该中空膜丝即为上述之膜结构，该若干中空膜丝围绕气母管外围周 向间隔布置构成上述之花瓣式结构;每一中空膜丝弯曲呈U型且其两端均与气 母管连通以使中空膜丝内部与气母管内部连通;每一曝气填料之气母管上端口 直接或通过连接管与上一个曝气填料之气母管下端口连通，最上方的曝气填料 之气母管上端口与输气管路连通，最下方的曝气填料之气母管下端口装接有一 堵头。
3.根据权利要求1所述的一种高溶氧曝气结合人工湿地的污水处理系统， 其特征在于：所述曝气填料包括母接管及若干膜单元，该母接管即构成上述之 中心座;该膜单元即为上述之膜结构，该若干膜单元围绕母接管周向间隔设置 构成上述之花瓣式结构;该膜单元包括气母管及若干中空膜丝;气母管与母接 管内部连通;每一中空膜丝弯曲呈U型且其两端均与气母管连通以使中空膜丝 内部与气母管内部连通;中空膜丝中部的弯曲段通过一固定结构固定在膜单元 之自由端;每一曝气填料之母接管上端口直接或通过连接管与上一个曝气填料 之母接管下端口连通，最上方的曝气填料之母接管上端口直接或通过连接管与 输气管路连通，最下方的曝气填料之母接管下端口装接有一堵头。
4.根据权利要求2或3所述的一种高溶氧曝气结合人工湿地的污水处理系 统，其特征在于：所述中空膜丝为纤维膜制成，该纤维膜由从内到外的疏水层、 支撑层、亲水层依次层合在一起形成。
5.根据权利要求2或3所述的一种高溶氧曝气结合人工湿地的污水处理系 统，其特征在于：所述中空膜丝的膜孔径小于3μm。
6.根据权利要求2或3所述的一种高溶氧曝气结合人工湿地的污水处理系 统，其特征在于：所述池体内由下往上依次设有至少二层填料层、生态植物层， 所述填料层内的填料由多孔空心球包裹，各填料层内的填料的粒径由下往上依 次减小，且每一层填料层内布有曝气管道，所述曝气管道两侧沿池体外向上延 伸，且曝气管道上设有通气孔;所述池体底部设有集水管;所述池体顶部设有 屋顶。
7.根据权利要求6所述的一种高溶氧曝气结合人工湿地的污水处理系统， 其特征在于：所述曝气设备包括若干相互并联的曝气填料组，每一曝气填料组 包括至少两个相互串接的曝气填料;所述监测设备为至少两个，各一曝气填料 组对应各一监测设备。
8.根据权利要求7所述的一种高溶氧曝气结合人工湿地的污水处理系统， 其特征在于：所述曝气设备还包括普通填料，普通填料设于曝气填料之上方。
9.根据权利要求1所述的一种高溶氧曝气结合人工湿地的污水处理系统， 其特征在于：所述监测设备为转子式或气体流量计式;所述供电系统为太阳能 供电系统，该太阳能供电系统包括太阳能发电机与蓄电池;所述风机电接蓄电 池。
10.根据权利要求8所述的一种高溶氧曝气结合人工湿地的污水处理系统 的处理工艺，其特征在于：曝气量为气水比10～15;曝气方式为间歇曝气，每 次曝气30～40min，每天总共曝气6～12h;曝气填料与普通填料个数比例为2:1， 曝气填料与普通填料呈矩阵分布，相邻曝气填料、相邻普通填料、相邻的曝气 填料与普通填料间的间距均为200mm;中空膜丝之比表面积大于600cm2/cm3;曝 气系统容积负荷为0.6～1.0m3/(m2·d);曝气系统处理水量0～500m3/d;人工 湿地系统占地面积小于1500m2;曝气池占地面积为人工湿地系统占地面积的 1/3～2/5;人工湿地系统之每一填料层内的填料为细石、粗石或鹅卵石中的一 种或几种，各填料层内的填料的粒径由下往上依次减小;生态植物层内种植的 植物为芦苇、菖蒲、香蒲、鸢尾、美人蕉、富贵竹其中的一种或几种。
说明书
一种高溶氧曝气结合人工湿地的污水处理系统及处理工艺
技术领域
本发明涉及一种高溶氧曝气结合人工湿地的污水处理系统及处理工艺。
背景技术
人工湿地具有投资低、操作简单、维护和运行费用低等特点，同时能绿化土地，改善生态环境，是适合散居地区以及中、小城镇的污水处理技术。CN204079607U公开的一种人工湿地，从水力条件、曝气方式、填料选择等方面进行研究优化人工湿地池体内部结构设置，均匀布水，选用高性能填料并采用多孔空心球包裹填料，利用自然能分层曝气控制溶解氧的梯度分布，强化了人工湿地的污水处理效果，但其耐污染的负荷程度有限，对于一些污染程度严重的废水难以取得良好的处理效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种高溶氧曝气结合人工湿地的污水处理系统及处理工艺，具有耐污染负荷程度高，成本低，节省能源的优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之一是：
一种高溶氧曝气结合人工湿地的污水处理系统，包括供电系统、曝气系统和人工湿地系统;
该曝气系统包括风机、监测设备、曝气设备及曝气池;该风机、监测设备及曝气设备通过输气管路连通，监测设备设在风机与曝气设备之间;曝气设备包括若干曝气填料，该曝气填料包括中心座及与中心座内部连通的若干膜结构，该若干膜结构围绕中心座外围周向间隔布置以呈花瓣式结构;该若干曝气填料相互串接以使中心座内部相互连通且形成过气通道;风机产生的气体由输气管路依次经过监测设备、中心座进入膜结构并通过膜结构向曝气池中曝气;所述曝气系统还包括调节池，调节池内的水通过输水管路进入曝气池;
人工湿地系统包括池体，该池体上设有进水管及出水管;该池体通过进水管与所述曝气池连通，曝气系统处理后的水经进水管进入人工湿地系统。
一实施例中：所述曝气填料包括气母管及若干中空膜丝，该气母管即构成上述之中心座，该中空膜丝即为上述之膜结构，该若干中空膜丝围绕气母管外围周向间隔布置构成上述之花瓣式结构;每一中空膜丝弯曲呈U型且其两端均与气母管连通以使中空膜丝内部与气母管内部连通;每一曝气填料之气母管上端口直接或通过连接管与上一个曝气填料之气母管下端口连通，最上方的曝气填料之气母管上端口与输气管路连通，最下方的曝气填料之气母管下端口装接有一堵头。
一实施例中：所述曝气填料包括母接管及若干膜单元，该母接管即构成上述之中心座;该膜单元即为上述之膜结构，该若干膜单元围绕母接管周向间隔设置构成上述之花瓣式结构;该膜单元包括气母管及若干中空膜丝;气母管与母接管内部连通;每一中空膜丝弯曲呈U型且其两端均与气母管连通以使中空膜丝内部与气母管内部连通;中空膜丝中部的弯曲段通过一固定结构固定在膜单元之自由端;每一曝气填料之母接管上端口直接或通过连接管与上一个曝气填料之母接管下端口连通，最上方的曝气填料之母接管上端口直接或通过连接管与输气管路连通，最下方的曝气填料之母接管下端口装接有一堵头。
一实施例中：所述中空膜丝为纤维膜制成，该纤维膜由从内到外的疏水层、支撑层、亲水层依次层合在一起形成。
一实施例中：所述中空膜丝的膜孔径小于3μm。
一实施例中：所述池体内由下往上依次设有至少二层填料层、生态植物层，所述填料层内的填料由多孔空心球包裹，各填料层内的填料的粒径由下往上依次减小，且每一层填料层内布有曝气管道，所述曝气管道两侧沿池体外向上延伸，且曝气管道上设有通气孔;所述池体底部设有集水管;所述池体顶部设有屋顶。
一实施例中：所述曝气设备包括若干相互并联的曝气填料组，每一曝气填料组包括至少两个相互串接的曝气填料;所述监测设备为至少两个，各一曝气填料组对应各一监测设备。
一实施例中：所述曝气设备还包括普通填料，普通填料设于曝气填料之上方。
一实施例中：所述监测设备为转子式或气体流量计式;所述供电系统为太阳能供电系统，该太阳能供电系统包括太阳能发电机与蓄电池;所述风机电接蓄电池。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案之二是：
一种高溶氧曝气结合人工湿地的污水处理系统的处理工艺，曝气量为气水比10～15;曝气方式为间歇曝气，每次曝气30～40min，每天总共曝气6～12h;曝气填料与普通填料个数比例为2:1，曝气填料与普通填料呈矩阵分布，相邻曝气填料、相邻普通填料、相邻的曝气填料与普通填料间的间距均为200mm;中空膜丝之比表面积大于600cm2/cm3;曝气系统容积负荷为0.6～1.0m3/(m2·d);曝气系统处理水量0～500m3/d;人工湿地系统占地面积小于1500m2;曝气池占地面积为人工湿地系统占地面积的1/3～2/5;人工湿地系统之每一填料层内的填料为细石、粗石或鹅卵石中的一种或几种，各填料层内的填料的粒径由下往上依次减小;生态植物层内种植的植物为芦苇、菖蒲、香蒲、鸢尾、美人蕉、富贵竹其中的一种或几种。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
1.本发明的曝气填料采用了纤维膜制成的中空膜丝，在曝气的同时，纤维膜还可以作为微生物生长的载体，利用微生物摄取污水中的污染物作为营养来净化废水，曝气还可以为附着在膜上的微生物供氧，相比传统不具有曝气功能的普通填料净化废水的效率更高。
2.常规曝气往往形成大量的空气泡，空气泡上升到水体表面，扩散到大气中，氧气的利用率低，而本发明的曝气填料的中空膜丝的膜孔径小于3μm，孔径小，产生的气泡小，且实际操作时可以将供氧压强控制在泡点(曝气时纤维膜壁上产生气泡的最低气体压强)以下，使得供氧过程中没有肉眼可见的气泡形成，以实现无泡曝气，无泡曝气能够使得大部分的氧气转化为水体中的溶解氧，水中溶氧能达到0.5-4mg/L，大大提高氧气利用率，氧气传质效率高，节约能源。
3.曝气填料中若干膜结构围绕中心座外围周向间隔布置以呈花瓣式结构，填充密度高，提高了气体的利用率，进一步提高曝气效率。
4.本发明在风机与曝气填料之间设有监测设备，通过观察监测设备可以实时了解填料的运行情况。
5.本发明的一种高溶氧曝气结合人工湿地的污水处理系统及处理工艺，采用曝气系统和人工湿地系统双重处理，曝气系统能够对污水进行预处理，有效防止了人工湿地系统使用过程中常出现的堵塞问题，也提高了人工湿地系统的处理负载水平;人工湿地系统能够在曝气系统的处理基础上，通过分层曝气形成溶解氧梯度分布，加强了硝化、反硝化作用以及磷的吸收，不仅能去除常规污染物，而且对氮、磷等营养物质具有明显的处理效果，曝气系统和人工湿地系统两者相辅相成，进一步强化了污水处理效果，相比单纯的人工湿地法，本发明耐污染的负荷程度更高，也就是说能够处理单纯人工湿地法所不能处理的污染更为严重的污水，且与其他水处理技术相比，在实现同样效果的情况下，其处理成本大大降低，节省了运行费用。