申请日2014.07.25
公开(公告)日2014.11.19
IPC分类号C02F9/14
摘要
一种慢渗系统无动力生物转盘净化污水装置，主要由滚筒格栅机、无动力生物处理装置和慢速土渗系统组成。本发明还公开了利用上述装置进行污水净化的方法。本发明可以经济有效地净化污水，充分利用污水中的营养物质和水，强化农作物、牧草和林木的生产，促进水产和畜产的发展，同时在尽可能小的面积上以高水力负荷处理污水，对于水力负荷较高的污水处理效果是常规单一慢速土渗系统15倍。
权利要求书
1.一种慢渗系统无动力生物转盘净化污水装置，主要由滚筒格栅机、 无动力生物处理装置和慢速土渗系统组成;其中：
一滚筒格栅机，用于截流餐厨垃圾渗滤液中的固体;
经滚筒格栅机处理的污水进入高位进水管后输入无动力生物处理装 置;
无动力生物处理装置内的上部为生物转盘，生物转盘内填充有聚乙烯 球，聚乙烯球内部为中空状，内部填充有轻质颗粒型分子筛填料，球体表 面布满方形孔;填充的聚乙烯球为生物转盘内部空间的3/4;生物转盘由隔 板分成第一区和第二区;无动力生物处理装置内的下部为填充有流动型分 子筛填料的生物滤池，生物转盘的周边设有水车，生物转盘浸在生物滤池 内;高位进水管的出水口对应第一区的生物转盘的水车，带动第一区的生 物转盘转动，第一区的生物转盘与第二区的生物转盘通过齿轮传动，在间 接动力下转动;生物滤池中的上清液通过布水管导入慢速土渗系统内;
慢速土渗系统自上而下依次为表面砂土层、碎石层、过滤层和导水层， 其中表面砂土层为砂土混合物，用于栽种植物，过滤层为无纺布，过滤层 和导水层中的上层铺设有砾石和石灰石的混合填料，下层铺设有砾石和沸 石混合填料;慢速土渗系统处理后的污水导入出水池内。
2.根据权利要求1所述慢渗系统无动力生物转盘净化污水装置，其 中，滚筒格栅机内设有由铁板卷成两个圆筒后中间夹着一段筛网板组成的 滚筛，滚筛的下方为储水池;滚筒格栅机的外壳为半封闭式外壳，整体架 设在支架上，针状清扫器固定在滾筛的一侧，且位于半封闭式外壳的上端。
3.根据权利要求1或2所述慢渗系统无动力生物转盘净化污水装置， 其中，滚筒格栅机的滚筛转速为10～90转/min。
4.根据权利要求1所述慢渗系统无动力生物转盘净化污水装置，其 中，经滚筒格栅处理的污水在液压泵的作用下进入高位进水管。
5.根据权利要求1所述慢渗系统无动力生物转盘净化污水装置，其 中，生物转盘面积的20-60%浸在生物滤池内。
6.根据权利要求1所述慢渗系统无动力生物转盘净化污水装置，其中， 慢速土渗系统的表面砂土层为0.2m的砂土混合物，砂子与弗罗里硅藻土的 体积混合比例为2:1-3:1，且弗罗里硅藻土铺设在表层;碎石层厚0.3m，为 粒径1.2mm-1.5mm的碎石，过滤层为厚度30mm的无纺布，过滤层和导水 层各厚50mm，上层铺设砾石、石灰石混合填料，用于磷的固化，下层铺 设砾石、沸石混合填料，用于污水的再度净化，其过滤层填料粒径为 8mm-15mm，导水层填料粒径为15mm-30mm;慢速土渗系统的底部为 i=0.1-0.5的坡度。
7.利用权利要求1所述慢渗系统无动力生物转盘净化污水装置进行 污水净化的方法：
污水自滚筒格栅的孔隙流过进入储水池内，固体截流在滚筒滚筒格栅 的筛网表面上，在滚筒倾斜的重力作用、滚筒转动的离心震荡作用及往复 式清筛推板的推动力下，掉落在滚筒格栅机的下方，经滚筒格栅处理的污 水进入高位进水管后先输入无动力生物处理装置内对污水中有机物进行 好氧生物降解，然后流经下部生物滤池中的流动型分子筛填料，进一步处 理水中的污染物质，最后进入第二区的生物转盘进一步进行好氧生物处 理，使污水中含氮有机物首先被异养型微生物转化为氨氮，然后在好氧条 件下，通过好氧自养型硝化和亚硝化菌的作用，将废水中的氨氮氧化为亚 硝酸盐氮或硝酸盐氮，最后在缺氧条件下，利用反硝化细菌将亚硝酸盐和 硝酸盐转化为氮气从废水逸出，从而达到脱氮的目的;
生物转盘浸在无动力生物处理装置内的废水中，生物转盘浸入废水的 一部分，其表面生物膜吸附废水中的有机物，使微生物获得营养;当转出 水面时，生物膜及其带动的水膜又从大气中直接吸收氧气;如此循环反复， 废水中的有机物在需氧微生物的作用下得到氧化分解，生物转盘中分子筛 上的生物膜也会因老化不断地自行脱落，在生物滤池中沉淀下来，上清液 通过布水管导入慢速土渗系统;
慢速土渗系统的表面砂土层用于栽种植物系统，其大粒径构成的孔隙 率促进了污水的流动;通过过滤层、过滤层和导水层对污水再度净化;
慢速土渗系统的表面砂土层种植有庞大根系的植物，增强植物根系与 微生物的联合效果，增加弗罗里硅藻土孔隙率以提高污水流行性，提升植 物在土渗系统中吸收、吸附作用;
慢速土渗系统处理后的达标水导入出水池内。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，滚筒格栅机分离出来的固体颗 粒、无动力生物处理装置排出的污泥混合进行堆肥产生有机肥料，达到资 源回收的效果。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，慢速土渗系统的部分出水回流 至无动力生物处理装置进水，调节水质并刺激微生物生长过程分泌次生物 质。
说明书
慢渗系统无动力生物转盘净化污水装置和方法
技术领域
本发明涉及一种重力势能转化动力以推动生物转盘旋转处理污水的 装置，更具体地涉及一种慢渗系统无动力生物转盘净化污水的装置。
本发明还涉及利用上述装置进行污水净化的方法。
背景技术
生物转盘是现有污水生物处理的先进技术，将转盘一半放置在待处理 污水中，一半暴露在空气中，使用电机转轴带动转盘不断旋转，水中的转 盘以及空气中的转盘不断交换处理环境，处理效果好，出水水质高，但是 由于需要电机带动不断旋转转盘，耗费了大量的电能，本发明选取生物转 盘为主要处理技术，采用无动力设计模式，只需投入建设费用，无需运行 费用，一次性建成即可自行处理污水。本工艺对进水水质、水量的变化有 较强的适应性，即使中间停止一段时间进水，对生物膜的净化功能也不会 带来明显的障碍。使用本工艺可高效、经济的处理污水，净化率高，适应 性能强;且结构简单、运转安全，完全无需消耗能源。适合处理中、低浓 度有机污水，出水可直接做为中水回用，符合我国强力倡导的“节约能源， 资源循环利用”的理念。
发明内容
本发明的目的在于提供一种慢渗系统无动力生物转盘净化污水装置。
本发明的又一目的在于提供一种利用上述装置进行污水净化的方法。
为实现上述目的，本发明提供的慢渗系统无动力生物转盘净化污水装 置，主要由滚筒格栅机、无动力生物处理装置和慢速土渗系统组成;其中：
一滚筒格栅机，用于截流餐厨垃圾渗滤液中的固体;
经滚筒格栅机处理的污水进入高位进水管后输入无动力生物处理装 置;
无动力生物处理装置内的上部为生物转盘，生物转盘内填充有聚乙烯 球，聚乙烯球内部为中空状，内部填充有轻质颗粒型分子筛填料，球体表 面布满方形孔;填充的聚乙烯球为生物转盘内部空间的3/4;生物转盘由隔 板分成第一区和第二区;无动力生物处理装置内的下部为填充有流动型分 子筛填料的生物滤池，生物转盘的周边设有水车，生物转盘浸在生物滤池 内;高位进水管的出水口对应第一区的生物转盘的水车，带动第一区的生 物转盘转动，第一区的生物转盘与第二区的生物转盘通过齿轮传动，在间 接动力下转动;生物滤池中的上清液通过布水管导入慢速土渗系统内;
慢速土渗系统自上而下依次为表面砂土层、碎石层、过滤层和导水层， 其中表面砂土层为砂土混合物，用于栽种植物，过滤层为无纺布，过滤层 和导水层中的上层铺设有砾石和石灰石的混合填料，下层铺设有砾石和沸 石混合填料;慢速土渗系统处理后的污水导入出水池内。
所述慢渗系统无动力生物转盘净化污水装置，其中，滚筒格栅机内设 有由铁板卷成两个圆筒后中间夹着一段筛网板组成的滚筛，滚筛的下方为 储水池;滚筒格栅机的外壳为半封闭式外壳，整体架设在支架上，针状清 扫器固定在滾筛的一侧，且位于半封闭式外壳的上端。
所述慢渗系统无动力生物转盘净化污水装置，其中，滚筒格栅机的滚 筛转速为10～90转/min。
所述慢渗系统无动力生物转盘净化污水装置，其中，经滚筒格栅处理 的污水在液压泵的作用下进入高位进水管。
所述慢渗系统无动力生物转盘净化污水装置，其中，生物转盘面积的 20-60%浸在生物滤池内。
所述慢渗系统无动力生物转盘净化污水装置，其中，慢速土渗系统的 表面砂土层为0.2m的砂土混合物，砂子与弗罗里硅藻土的体积混合比例为 2:1-3:1;碎石层厚0.3m，为粒径1.2mm-1.5mm的碎石，过滤层为厚度30mm 的无纺布，过滤层和导水层厚50mm，上层铺设砾石、石灰石混合填料， 用于磷的固化，下层铺设砾石、沸石混合填料，用于污水的再度净化，其 填料粒径分别为8mm-15mm和15mm-30mm;慢速土渗系统的底部为 i=0.1-0.5的坡度。
本发明提供的利用上述慢渗系统无动力生物转盘净化污水装置进行 污水净化的方法：
污水自滚筒格栅的孔隙流过进入储水池内，固体截流在滚筒滚筒格栅 的筛网表面上，在滚筒倾斜的重力作用、滚筒转动的离心震荡作用及往复 式清筛推板的推动力下，掉落在滚筒格栅机的下方，经滚筒格栅处理的污 水进入高位进水管后先输入无动力生物处理装置内对污水中有机物进行 好氧生物降解，然后流经下部生物滤池中的流动型分子筛填料，进一步处 理水中的污染物质，最后进入第二区的生物转盘进一步进行好氧生物处 理，使污水中含氮有机物首先被异养型微生物转化为氨氮，然后在好氧 (Aerobic)条件下，通过好氧自养型硝化和亚硝化菌的作用，将废水中的氨 氮氧化为亚硝酸盐氮或硝酸盐氮，最后在缺氧(Anoxic)条件下，利用反硝 化细菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐转化为氮气从废水逸出，从而达到脱 氮的目的;
生物转盘浸在无动力生物处理装置内的废水中，生物转盘浸入废水的 一部分，其表面生物膜吸附废水中的有机物，使微生物获得营养;当转出 水面时，生物膜及其带动的水膜又从大气中直接吸收氧气;如此循环反复， 废水中的有机物在需氧微生物的作用下得到氧化分解，生物转盘中分子筛 上的生物膜也会因老化不断地自行脱落，在生物滤池中沉淀下来，上清液 通过布水管导入慢速土渗系统;
慢速土渗系统的表面砂土层用于栽种植物系统，其大粒径构成的孔隙 率促进了污水的流动;通过过滤层、过滤层和导水层对污水再度净化;
慢速土渗系统的表面砂土层种植有庞大根系的植物，增强植物根系与 微生物的联合效果，增加土壤孔隙率以提高污水流行性，提升植物在土渗 系统中吸收、吸附作用;同时利用偏碱性的赤泥分子筛作为填料，迅速吸 附中和厌氧部分酸化产生的小分子酸，调节污水酸碱度，使装置内环境更 适宜植物、微生物生存;同时营造偏碱性环境固定污水中的重金属，防止 其浸出，利用小分子有机物供给植物养分，在植物生长过程中吸附、吸收 重金属进行重金属生物稳定化。
慢速土渗系统处理后的达标水导入出水池内。
所述的方法，其中，滚筒格栅机分离出来的固体颗粒、无动力生物处 理装置排出的污泥混合进行堆肥产生有机肥料，达到资源回收的效果。
所述的方法，其中，慢速土渗系统的部分出水回流至无动力生物处理 装置进水，调节水质并刺激微生物生长过程分泌次生物质。
本发明提供了一种独特的生物处理环境，污水中的含氮有机物首先被 异养型微生物转化为氨氮，然后在好氧(Aerobic)条件下，通过好氧自养型 硝化和亚硝化菌的作用，将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐氮或硝酸盐氮， 最后在缺氧(Anoxic)条件下，利用反硝化细菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐 转化为氮气从废水逸出，较好的达到脱氮的目的。经过无动力生物处理装 置处理后的污水，其营养物浓度大量削减，降低了污水的生物毒性，而后 采用污水慢速渗滤土地处理系统，以污水的深度处理和利用为主要目标， 让污水慢慢通过土地，由于自然渗透过滤而使污水净化、再生，通过土壤 -植物系统，进行一系列物理、化学、生物作用。生物转盘工作时，转盘上 方与空气接触，其内部分子筛内氨氮氧化为硝氮溶出，转动入污水内部， 再次吸附氨氮，并在反硝化过程中消耗污水内有机物，周而复始处理污水。 污水的土地处理，即经济有效地净化了污水，又充分利用了污水中的营养 物质和水，强化农作物、牧草和林木的生产，促进水产和畜产的发展，同 时在尽可能小的面积上以高水力负荷处理污水。