申请日2015.08.11
公开(公告)日2015.12.16
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明所设计的生活污水集约式深度去污及脱氮处理系统与方法，该系统包括超深厌氧塘、潮汐流人工湿地、土地强化渗滤系统，其中超深厌氧塘主要进行沉淀及水解酸化反应，去除颗粒态污染物和大分子有机污染物;潮汐流人工湿地采用潮汐上行流操作方式进水，增加微生物的活性，进一步提高了污染物的去除;强化土地渗滤系统由两级结构叠加而成，中间由不透水无纺土工布隔开，第一级渗滤系统的填料从上向下依次为：土壤、草炭和/或粗砂、砾石，第二级渗滤系统的填料从上向下依次为：粗砂、草炭和/或粗砂、砾石。本发明处理负荷高、去污及脱氮效果好、处理成本低、操作简单。
权利要求书
1.一种生活污水集约式深度去污及脱氮处理系统，其特征在于： 包括超深厌氧塘(1)、潮汐流人工湿地(5)、强化土地渗滤系统(9)， 所述超深厌氧塘(1)的内部设有出水管(13)，所述出水管(13)的 一级污水出口(13.1)连接潮汐流人工湿地(5)的一级污水入口(5.1)， 所述潮汐流人工湿地(5)的二级污水出口(5.2)通过恒流泵(6) 分别与强化土地渗滤系统(9)的二级污水第一入口(9.1)、二级污 水第二入口(9.2)连接，所述强化土地渗滤系统(9)的二级污水第 一入口(9.1)通过第一穿孔布水管(10)连接强化土地渗滤系统(9) 的第一级渗滤系统(14.1)，所述强化土地渗滤系统(9)的二级污水 第二入口(9.2)通过第二穿孔布水管(11)连接强化土地渗滤系统 (9)的第二级渗滤系统(14.2);
所述超深厌氧塘(1)还设有原污水入口(1.1);所述强化土地 渗滤系统(9)的第一级渗滤系统(14.1)还设有三级污水第一出口 (9.3)，所述强化土地渗滤系统(9)的第二级渗滤系统(14.2)还设 有三级污水第二出口(9.4)。
2.根据权利要求1所述的生活污水集约式深度去污及脱氮处理系 统，其特征在于：所述超深厌氧塘(1)的出水管(13)入口设有过 滤器(2)，所述出水管(13)的一级污水出口(13.1)与潮汐流人工 湿地(5)的一级污水入口(5.1)之间的管路内设有第一流量计(3) 和时间继电器阀门(4)，所述强化土地渗滤系统(9)的二级污水第 一入口(9.1)与第一穿孔布水管(10)之间的管路内设有第二流量 计(7)，所述强化土地渗滤系统(9)的二级污水第二入口(9.2)与 第二穿孔布水管(11)之间的管路内设有第三流量计(8)。
3.根据权利要求1所述的生活污水集约式深度去污及脱氮处理系 统，其特征在于：所述强化土地渗滤系统(9)的第一级渗滤系统(14.1) 设置在第二级渗滤系统(14.2)上方，所述第一级渗滤系统(14.1) 和第二级渗滤系统(14.2)之间设有不透水无纺土工布(12)。
4.根据权利要求1或3所述的生活污水集约式深度去污及脱氮处 理系统，其特征在于：所述第一级渗滤系统(14.1)的填料从上向下 依次为土壤、草炭和/或粗砂、砾石。
5.根据权利要求1或3所述的生活污水集约式深度去污及脱氮处 理系统，其特征在于：所述第二级渗滤系统(14.2)的填料从上向下 依次为粗砂、草炭和/或粗砂、砾石。
6.根据权利要求1或2所述的生活污水集约式深度去污及脱氮处 理系统，其特征在于：所述超深厌氧塘(1)的深度为6～9m。
7.根据权利要求1或2所述的生活污水集约式深度去污及脱氮处 理系统，其特征在于：所述潮汐流人工湿地(5)采用潮汐上行流方 式进水，所述潮汐流人工湿地(5)的表层设有生态植物层，所述潮 汐流人工湿地(5)的内层基质为砾石。
8.根据权利要求1或2所述的生活污水集约式深度去污及脱氮 处理系统，其特征在于：所述潮汐流人工湿地(5)与强化土地渗滤 系统(9)均采用间歇式运行方式。
9.一种利用权利要求1所述的生活污水集约式深度去污及脱氮 处理系统进行去污和脱氮的方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：原污水由原污水入口(1.1)进入超深厌氧池(1)，在超 深厌氧池(1)中经过重力沉淀作用去除大颗粒物质，并通过水解酸 化作用将大分子有机污染物转化成更易分解的小分子有机污染物，原 污水去除颗粒态污染物和大分子有机污染物后，得到一级污水;
步骤2：在超深厌氧塘(1)内部污水水平面与潮汐流人工湿地 (5)表面高程差的驱动下，一级污水通过过滤器(2)进入超深厌氧 塘(1)的出水管(13)，再由一级污水出口(13.1)进入潮汐流人工 湿地(5)的一级污水入口(5.1)，并通过第一流量计(3)控制潮汐 流人工湿地(5)的进水时间;
步骤3：潮汐流人工湿地(5)充满水后停留3～12h，此时在潮 汐流人工湿地(5)内的一级污水中的有机污染物被附着在基质上的 生物膜吸附及氧化分解，氨氮被氧化成硝态氮和亚硝态氮，磷被基质 吸附截留，同时进行离子交换及反硝化反应，其中一级污水中质量分 数为0.6～17.3%的氮和质量分数为1.4～41.2%的磷被植物吸收，得到 二级污水，二级污水被恒流泵(6)由二级污水出口(5.2)提升至强 化土地渗滤系统(9)，其中占二级污水总量50%的二级污水由二级污 水第一入口(9.1)通过第一穿孔布水管(10)进入强化土地渗滤系 统(9)的第一级渗滤系统(14.1)，进入第一级渗滤系统(14.1)的 二级污水从上到下依次进行好氧分解、硝化反应、反硝化反应，去除 有机污染物、氨氮及磷，得到第一系统三级污水;剩下50%的二级污 水由强化土地渗滤系统(9)的二级污水第二入口(9.2)通过第二穿 孔布水管(11)进入土地渗滤系统(9)的第二级渗滤系统(14.2)， 进入第二级渗滤系统(14.2)的二级污水进行吸附截留及反硝化反应， 进一步脱氮除磷，得到第二系统三级污水;同时分别调节第二流量计 (7)、第三流量计(8)以控制进入第一级渗滤系统(14.1)和第二 级渗滤系统(14.2)的进水时间;
步骤4：经过第一级渗滤系统(14.1)处理得到的第一系统三级 污水由三级污水第一出口(9.3)排干，经过第二级渗滤系统(14.2) 处理得到的第二系统三级污水由三级污水第二出口(9.4)排干。
10.根据权利要求9所述的生活污水集约式深度去污及脱氮处理 方法，其特征在于：所述步骤3中潮汐流人工湿地(5)的充满时间 和步骤4中强化土地渗滤系统(9)的排干时间相同。
说明书
生活污水集约式深度去污及脱氮处理系统与方法
技术领域
本发明涉及环境工程污水处理技术领域，具体地指一种生活污 水集约式深度去污及脱氮处理系统与方法。
技术背景
农村及城镇生活污水具有有机物浓度高、日变化系数大、间歇 排放的特点，未经处理直接排放到河流和湖泊，会造成严重的水体 污染。同时由于我国农村及城镇人口聚居相对较分散，且经济水平 较低，不能完全采用生活污水集中处理的模式。因此，因地制宜选 择合适且经济的污水处理技术，显得十分重要。现有的人工湿地和 土地渗滤系统，具有低成本、低运行费用、管理方便等特点，其应 用前景广泛，但是由于缺少良好的好氧及缺氧环境，总体上脱氮效 果不尽理想。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种生活污水集约式深度去污及脱氮 处理系统与方法，该系统和方法的处理负荷高、去污及脱氮效果好、 占地少、处理成本及后期管理费用低、操作简单。
为实现此目的，本发明所设计的一种生活污水集约式深度去污 及脱氮处理系统，其特征在于：包括超深厌氧塘、潮汐流人工湿地、 强化土地渗滤系统，所述超深厌氧塘的内部设有出水管，所述出水 管的一级污水出口连接潮汐流人工湿地的一级污水入口，所述潮汐 流人工湿地的二级污水出口通过恒流泵分别与强化土地渗滤系统的 二级污水第一入口、二级污水第二入口连接，所述强化土地渗滤系 统的二级污水第一入口通过第一穿孔布水管连接强化土地渗滤系统 的第一级渗滤系统，所述强化土地渗滤系统的二级污水第二入口通 过第二穿孔布水管连接强化土地渗滤系统的第二级渗滤系统;
所述超深厌氧塘还设有原污水入口;所述强化土地渗滤系统的 第一级渗滤系统还设有三级污水第一出口，所述强化土地渗滤系统 的第二级渗滤系统还设有三级污水第二出口。
上述技术方案中，所述超深厌氧塘的出水管顶部设有过滤器， 所述出水管的一级污水出口与潮汐流人工湿地的一级污水入口之间 的管路内设有第一流量计和时间继电器阀门，所述强化土地渗滤系 统的二级污水第一入口与第一穿孔布水管之间的管路内设有第二流 量计，所述强化土地渗滤系统的二级污水第二入口与第二穿孔布水 管之间的管路内设有第三流量计。
上述技术方案中，所述强化土地渗滤系统的第一级渗滤系统设 置在第二级渗滤系统上方，所述第一级渗滤系统和第二级渗滤系统 之间设有不透水无纺土工布。
上述技术方案中，所述第一级渗滤系统的填料从上向下依次为 土壤、草炭和/或粗砂、砾石。
上述技术方案中，所述第二级渗滤系统的填料从上向下依次为 粗砂、草炭和/或粗砂、砾石。
上述技术方案中，所述超深厌氧塘的深度为6～9m。
上述技术方案中，所述潮汐流人工湿地采用潮汐上行流方式进 水，所述潮汐流人工湿地的表层设有生态植物层，所述潮汐流人工 湿地的内层基质为砾石。
上述技术方案中，所述潮汐流人工湿地与强化土地渗滤系统均 采用间歇式运行方式。
一种利用上述的生活污水集约式深度去污及脱氮处理系统进行 去污和脱氮的方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：原污水由原污水入口进入超深厌氧池，在超深厌氧池中 经过重力沉淀作用去除大颗粒物质，并通过水解酸化作用将大分子 有机污染物转化成更易分解的小分子有机污染物，原污水去除颗粒 态污染物和大分子有机污染物后，得到一级污水;
步骤2：在超深厌氧塘内部污水水平面与潮汐流人工湿地表面高 程差的驱动下，一级污水通过过滤器进入超深厌氧塘的出水管，再 由一级污水出口进入潮汐流人工湿地的一级污水入口，并通过第一 流量计控制潮汐流人工湿地的进水时间。
步骤3：待潮汐流人工湿地5充满水后停留3～12h，此时在潮汐 流人工湿地5内的一级污水中的有机污染物被附着在基质上的生物 膜吸附及氧化分解，氨氮(NH3-N)被氧化成硝态氮或亚硝态氮 (NO3-N、NO2-N)，磷被基质吸附截留，同时进行离子交换及反硝 化反应，其中一级污水中质量分数为0.6～17.3%的氮和质量分数为 1.4～41.2%的磷被植物吸收，得到二级污水;二级污水被恒流泵由二 级污水出口提升至强化土地渗滤系统，其中占二级污水总量50%的 二级污水由二级污水第一入口通过第一穿孔布水管进入强化土地渗 滤系统的第一级渗滤系统，进入第一级渗滤系统的二级污水从上到 下依次进行好氧分解、硝化反应、反硝化反应，去除有机污染物、 氨氮及磷，得到第一系统三级污水;剩下50%的二级污水由强化土 地渗滤系统的二级污水第二入口通过第二穿孔布水管进入土地渗滤 系统的第二级渗滤系统，进入第二级渗滤系统的二级污水进行吸附 截留、反硝化反应，进一步脱氮除磷，得到第二系统三级污水，同 时分别调节第二流量计、第三流量计以保证进入第一级渗滤系统和 第二级渗滤系统的进水时间;
步骤4：经过第一级渗滤系统处理得到的第一系统三级污水由三 级污水第一出口排干，经过第二级渗滤系统处理得到的第二系统三 级污水由三级污水第二出口排干。
上述技术方案中，所述步骤3中潮汐流人工湿地的充满时间和 步骤4中强化土地渗滤系统的排干时间相同。
本发明的有益效果为：
1、本发明设置的超深厌氧塘可以去除部分有机物及颗粒态污 染物，进一步增加污染物的可生化性和抗冲击负荷能力。
2、本发明利用超深厌氧塘内部污水水平面与潮汐流人工湿地表 面的高程差及时间继电器开关，实现潮汐流人工湿地无动力潮汐方 式进水，潮汐上行流的操作方式可以使潜流湿地充氧及微生物生长 良好，从而使有机物的去除率和硝化的效率更高。
3、本发明的两级强化渗滤系统采用间歇方式操作，增加了系统 的抗冲击负荷能力，同时使第二级渗滤系统具有良好的缺氧环境， 此外草炭提供碳源，使反硝化效率更高，从而脱氮效果更好。