申请日2012.03.12
公开(公告)日2012.07.25
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种基于鼓风叠层人工湿地的污水处理方法，属于污水处理技术领域，包括：(1)污水依次经过滤、厌氧消化后得到预处理后的污水，预处理后的污水进入具有上、下层结构并均装有填料的鼓风叠层人工湿地;(2)在鼓风叠层人工湿地中将预处理后的污水均匀的分布在上层的顶部，预处理后的污水在流向上层底部的过程中与鼓入的空气接触进行生物降解;(3)生物降解后的污水在上层底部汇集后流入下层，在下层中沿水平流向依次在兼氧、厌氧和好氧环境下进行除污处理，完成污水处理。本发明的方法用于处理农村生活污水，具有处理效率高、处理效果好、运行费用低的特点。
权利要求书
1.一种基于鼓风叠层人工湿地的污水处理方法，其特征在于，包括：
(1)所述的污水依次经过滤、厌氧消化后得到预处理后的污水，预 处理后的污水进入具有上、下层结构并均装有填料的鼓风叠层人工湿地;
(2)在鼓风叠层人工湿地中将预处理后的污水均匀的分布在上层的 顶部，预处理后的污水在流向上层底部的过程中与鼓入的空气接触进行生 物降解;
(3)生物降解后的污水在上层底部汇集后流入下层，在下层中沿水 平流向依次在兼氧、厌氧和好氧环境下进行除污处理，完成所述的污水处 理。
2.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于，所述的污水 在上层中的表面水力负荷为0.3-0.8m3/m2.d，水力停留时间为2.0-3.0d。
3.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于，所述的污水 在下层中的表面水力负荷为0.2-0.6m3/m2.d，水力停留时间为1.5-2.5d。
4.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于，所述的厌氧 消化采用地埋式厌氧消化池。
5.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于，所述的厌氧 消化的时间为10-24h。
6.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于，所述的鼓风 叠层人工湿地的上层结构中的填料为级配填料，粒径为20-60mm，由下自 上递减。
7.据权利要求6所述的污水处理方法，其特征在于，所述的填料为 石料、砂和陶粒的混合物。
8.据权利要求7所述的污水处理方法，其特征在于，所述的石料为 卵石、沸石和砾石中的至少一种，其粒径为20-50mm。
9.据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于，所述的鼓风叠 层人工湿地的下层结构中的填料为级配填料，其粒径为30-50mm，由下至 上递减。
10.据权利要求9所述的污水处理方法，其特征在于，所述的填料为 火山岩、牡蛎壳和蚌壳的混合物。
说明书
一种基于鼓风叠层人工湿地的污水处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种基于鼓风叠层人工湿地 的污水处理方法。
背景技术
农村生活污水不经处理的肆意排放，可造成地表水径流的严重污染， 还可污染水源水质，增加城市的供水风险和处理成本，并造成农村生活用 水困难。但与此同时，由于受自然条件的限制，农村生活污水具有分散、 不易收集的特点，大范围的铺设污水收集管网较为困难，使得农村生活污 水不能纳入大型集中污水处理厂集中进行处理，只能因地制宜寻找较为适 合的高效低耗的污水处理工艺与方法。
目前，农村生活污水处理工艺多采用无动力厌氧沼气技术或是无动力 厌氧沼气与人工湿地的组合工艺，对于前者，工艺具有较好的有机污染物 去除效果，但对生活污水中含有的氮、磷去除效果不明显，出水排入环境 水体依然可引起富营养化污染问题;对于后者，在人工湿地填料、微生物 及植物的共同作用下，组合工艺对废水中的氮、磷污染物具有较好的去除 效果。
公告号为CN1173888C的发明专利公开了一种人工湿地污水处理装 置，由自上而下重叠而成的阶梯状多级人工子湿地床构成，每一级子湿地 床均有一个或多个出水口将经处理过的污水流入下一级子湿地床。采用该 装置进行污水处理，相比单层的人工湿地或其他处理工艺具有占地面积 小，应用范围广等优点，但是该处理装置内部为中空状态，各子人工湿地 的重叠处不能被有效利用，为提高净化效果势必需要增加子人工湿地的层 数，相应的就需要扩大占用空间;另外该装置中污水始终在植物根系处即 好氧环境中进行处理，污水的总氮去除效果有限，污水的处理效果不理想。
发明内容
本发明提供了一种基于叠层人工湿地的污水处理方法，提高生活污水 的处理效率和处理程度，对污水中总氮的去除效果明显，且占地面积小， 运行成本低，且不受地区和气温等条件的限制。
一种基于鼓风叠层人工湿地的污水处理方法，包括：
(1)所述的污水依次经过滤、厌氧消化后得到预处理后的污水，预 处理后的污水进入具有上、下层结构并均装有填料的鼓风叠层人工湿地;
(2)在鼓风叠层人工湿地中将预处理后的污水均匀的分布在上层的 顶部，预处理后的污水在流向上层底部的过程中与鼓入的空气接触进行生 物降解;
(3)生物降解后的污水在上层底部汇集后流入下层，在下层中沿水 平流向依次在兼氧、厌氧和好氧环境下进行除污处理，完成所述的污水处 理。
所述的污水在上层中的表面水力负荷为0.3-0.8m3/m2.d，水力停留时 间为2.0-3.0d;所述的污水在下层中的表面水力负荷为0.2-0.6m3/m2.d，水 力停留时间为1.5-2.5d。优选地，所述的污水在上层中的表面水力负荷为 0.3-0.65m3/m2.d，水力停留时间为2.0-2.3d;所述的污水在下层中的表面水 力负荷为0.2-0.6m3/m2.d，水力停留时间为1.57-1.8d;在此条件下，对污 水的处理效果更好，对污水中总氮的去除率可达50%以上。
所述的厌氧消化采用地埋式厌氧消化池，地埋式厌氧消化池为球形， 采用砖砌成或混凝土结构，在距地埋式厌氧消化池顶部30-40cm处设置出 水孔，污水经过出水孔的流速为0.4-0.6m/s，在出水孔下方20-30cm处设 置上层填料支架，在距地埋式厌氧消化池池底30-40cm处设置下层填料支 架，在上下两层填料支架之间固定悬挂弹性立体填料，填充率为40-80%， 农村生活污水在地埋式厌氧消化池内的水力停留时间为10-24h，即所述的 厌氧消化的时间为10-24h，地埋式厌氧消化池产生的污泥2-3年清理1次， 清理出来的污泥作为有机农肥施用。地埋式厌氧消化池有利于保温，减轻 了气温对厌氧消化的影响，同时厌氧消化池内设置弹性立体填料增加了厌 氧污泥在池内的保留能力。
所述的过滤采用带有细格栅的水沟或沟渠，细格栅倾斜安装，倾斜角 度为45-60°，细格栅栅条间隔为16-25mm，污水经过水沟或沟渠的流速 为0.5-0.7m/s，水经过细格栅的流速为0.6-0.9m/s，人工清理栅渣。
所述的鼓风叠层人工湿地的上层结构中的填料为级配填料，粒径为 20-60mm，由下自上递减;作为优选，所述的填料为石料、砂和陶粒的混 合物;更优选，所述的石料为卵石、沸石和砾石中的至少一种，其粒径为 20-50mm。
所述的鼓风叠层人工湿地的下层结构中的填料为级配填料，其粒径为 30-50mm，由下至上递减;作为优选，所述的填料为火山岩、牡蛎壳、蚌 壳的混合物。
本发明的技术原理：
(1)上层人工湿地中对污水鼓风充氧，在好氧微生物的作用下，污 水中的有机污染物得到生物降解，氨氮通过微生物的硝化作用得到去除;
(2)经过上层人工湿地处理后污水中的有机污染物大部分得到生物 降解，氨氮大部分转化为硝酸盐氮，经收集后进入下层人工湿地中，由于 下层人工湿地的前端没有氧气输入，在微生物的呼吸作用下，逐渐形成兼 氧、厌氧环境，硝酸盐氮在兼氧、厌氧环境中被微生物通过反硝化过程生 成氮气而去除，同时消耗部分有机污染物;
(3)在下层人工湿地内部填充有火山岩、牡蛎壳和蚌壳的混合物， 由于火山岩、牡蛎壳和蚌壳都含有丰富的钙离子，对磷具有较强的吸附固 定作用，除鳞效果明显;
(4)在下层人工湿地的出水端种植有根系发达的湿地植物，在植物 根系的输氧作用下，下层人工湿地的出水端重新形成好氧环境，在好氧微 生物、填料及湿地植物的共同作用下对污水进行进一步的净化。
本发明的有益效果：
本发明采用地埋式厌氧消化池与鼓风叠层人工湿地组合工艺来处理 农村生活污水，具有处理效率高、处理效果好、运行费用低的特点。地埋 式厌氧消化池有利于保温，减轻了气温对厌氧消化的影响，同时厌氧消化 池内采用弹性调料或软填料，增加了厌氧污泥在池内的保留能力，增强了 厌氧消化的效果;人工湿地采用叠层设计，减少了人工湿地的占地面积， 湿地系统的曝气管可将空气送入鼓风叠层人工湿地的上层人工湿地内部， 形成好氧环境，从而提高上层人工湿地的有机物和氨氮去除能力，在鼓风 叠层人工湿地的下层湿地内部随着污水的流动逐渐形成兼氧、厌氧环境， 强化了湿地的反硝化脱氮过程，同时在下层水平流湿地中填充火山岩、牡 蛎壳等吸磷填料，强化系统对污水中磷的去除，在下层湿地的出水端种植 根系发达的湿地植物，在湿地植物根系输氧的作用下下层湿地的出水端形 成好氧环境，消除了污水在厌氧环境下形成的异味，进一步改善了系统的 出水水质。
本发明独特的结构设计使系统能交替出现好氧、兼氧、厌氧、好氧状 态，具有良好的脱氮除磷能力，对污水中总氮的去除效果明显，且占地面 积较小、水力负荷和污染负荷较高，运行及投资成本也较低，农村生活污 水经该湿地系统处理后，出水化学需氧量(CODcr)、氨氮(NH3-N)、总 氮(TN)及总磷(TP)能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB18918-2002)的一级B标准。