申请日2011.05.26
公开(公告)日2012.01.04
IPC分类号C02F9/14; C02F3/34; C02F3/32
摘要
一种污水处理技术领域的用于污水处理的组合式分层生物滤池，包括：集水池、组合式分层生物滤池、中间池和水平潜流式湿地，其中：集水池、生物滤池、中间池和水平潜流式湿地依次串联连接。本装置利用分层生物滤池对污水中的有机物、悬浮物和氨氮等进行预处理，利用人工湿地对污水中的氮、磷和剩余有机物进一步进行处理、通过物理、化学、生物综合作用达到净化水质的目的。传统的生物滤池工艺单独使用时处理出水能达到二级标准，本装置提供的联合工艺应用实例出水水质各项指标经检测均优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准，吨水占地面积约3.5m2。
权利要求书 [支持框选翻译]
1.一种用于污水处理的组合式分层生物滤池，其特征在于，包括依次串联连接的集水池、 生物滤池、中间池和水平潜流式湿地。
2.根据权利要求1所述的用于污水处理的组合式分层生物滤池，其特征是，所述的中间 池的下端设有回流口并与集水池相连。
3.根据权利要求1所述的用于污水处理的组合式分层生物滤池，其特征是，所述的集水 池为两格式钢筋混凝土结构，沿水流方向体积分配比例为2∶1。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于污水处理的组合式分层生物滤池，其特征是，所 述的集水池内设有格栅、自动液位控制器和潜污泵，其中：格栅位于集水池两格之间的挡墙上， 自动液位控制器和潜污泵置于格栅后的水格内。
5.根据权利要求4所述的用于污水处理的组合式分层生物滤池，其特征是，所述的格栅 的网格小于10mm，面积大于等于1.0m2。
6.根据权利要求4所述的用于污水处理的组合式分层生物滤池，其特征是，所述的生物 滤池由上而下依次包括：布水装置、由第一池体与滤料组成的滤床和排水系统，其中：滤床为 分层框架结构，单层高40-50cm，层间间距大于等于50mm。
7.根据权利要求6所述的用于污水处理的组合式分层生物滤池，其特征是，所述的滤料 为火山岩生物填料、陶粒和除磷填料。
8.根据权利要求1所述的用于污水处理的组合式分层生物滤池，其特征是，所述的中间 池包括：第二池体、配水系统和回流管，其中：第二池体的有效水深大于等于2.0m，带有三 角堰的配水系统位于第二池体出水端并将水均分为若干份且分别流入湿地以及通过回流管回 流至集水池。
9.根据权利要求1或2所述的用于污水处理的组合式分层生物滤池，其特征是，所述的 水平潜流式湿地由下而上依次包括：防渗层、填料层、土壤层、耐水植物层和出水布水渠。
说明书 [支持框选翻译]
用于污水处理的组合式分层生物滤池
技术领域
本实用新型涉及的是一种污水处理技术领域的装置，具体是一种用于村镇生活污水处理的 用于污水处理的组合式分层生物滤池。
背景技术
村镇生活污水是广大农村地区面源污染的重要来源之一，我国95%以上村庄和90%以上 的小集镇都没有完善的污水收集和处理设施，产生的生活污水和部分工业废水，几乎是未经任 何处理直接排入水体(河道、池塘、地下水等)，造成村镇水体的严重污染，黑臭河道、池塘 和富营养化的湖泊已成为普遍现象。
村镇生活污水处理有如下几个特点：1)面广、分散，水质、水量波动性大，排水管网很 不健全;2)村镇经济力量薄弱，污水处理技术或工艺需投资省、能耗低、运行费用少;3)村 镇缺乏污水处理专业人员，处理设施应运行管理简单，维护方便;4)缺乏有针对性的先进适 用污水处理技术，在村镇污水处理方面不宜采用较为成熟的城市污水工艺，而一些所谓的生态 型工艺往往不能满足处理要求，或缺乏实施的条件(如土地资源)。因此需采用一些工艺简洁、 处理效果好，占地省、能耗低、运行管理简便、二次污染少的先进适用技术，并用分散处理模 式。
目前，针对村镇污水分散式处理，国内外主要采用三大类技术和工艺。一类是借鉴城市污 水处理厂二级生化处理的成功经验，将一些传统的城市污水处理厂二级生化处理工艺小型化， 应用于村镇分散式污水处理。如SBR、氧化沟、A/O，甚至A2/O，MBR等等。仅从技术的角 度来讲，这些技术和工艺都比较成熟，可以满足污水处理的要求。但是，这些技术和工艺通常 都比较复杂，需要的设备也比较多。因此，投资相对较大、系统维护管理较为复杂、能耗及运 行管理费用高，并且还可能产生一些二次污染问题。这样的处理系统与我国村镇社会经济的实 际情况很不适应。其结果是化花了大量投资，建成的污水处理厂(站)，因为高昂的运行费用、 缺乏正常的维护管理等原因而处于非正常运行或停止运行的状态。
第二类是采用一些相对简单的生态化污水处理技术，包括人工湿地、氧化塘、土地处理系 统等。这类技术的优点是工艺简单、投资小、低能耗、维护简便、环境友好等，缺点是处理效 率较低，通常要在一定的条件下才能取得稳定的处理效果和维持系统的长期正常运行，如较低 的水力负荷和有机负荷及较长的HRT，这就要求有较大的可以利用的土地面积。
第三类是厌氧处理技术，以厌氧反应器为主的厌氧处理系统是一种低成本的废水处理技 术，同时又能回收利用能源。对于农村生活污水处理来说，可以把人、畜粪便，农作物秸秆、 杂草、树叶和农产品加工企业的有机废水等加入到厌氧沼气池内与生活污水同时进行厌氧处 理，产生的沼气可以用作浴室和家庭能源。污水厌氧产沼气技术已在我国一些地方得到了有效 推广和使用。但是，单独的厌氧污水处理技术还不能使处理出水满足排放要求，必须进行后续 处理。
此外，发展集预处理、二级处理和深度处理于一体的中小型污水处理一体化装置，是国内 外污水分散处理发展的一种趋势，在农村生活污水处理中具有广阔的应用前景。日本研究的一 体化装置主要采用厌氧-好氧-二沉池组合工艺，兼具降解有机物和脱氮的功能，其出水 BOD5<20mg/L、TN<20mg/L。近年来开发的膜处理技术，可对BOD5和TN进行深度处理。 欧洲许多国家开发了以SBR、移动床生物膜反应器、生物转盘和滴滤池技术为主，结合化学除 磷的小型污水处理集成装置。但这类一体化装置同样也存在能耗较高、运行管理较复杂等问题， 同时其适用范围还有待于进一步拓展。
现有技术中用于分散污水处理工艺均能达到城镇污水处理厂污染物排放标准 (GB18918-2002)或国家农田灌溉水质标准(GB5084-2005)。但是这些技术或工艺存在以下 局限性和不足：
1.工艺复杂，处理单元过多，增加了建设、施工和管理难度，滤池与厌氧池间的多次回流 致使基建和运行管理费用增加。
2.湿地类型多为表面流湿地，虽然易于建设，但卫生条件差，且水力停留时间过长，导致 工程占地面积大，在使用推广上易受限制。
3.蚯蚓生物滤池内投加了大量蚯蚓，由于蚯蚓易受环境因素、污水水质等的影响，需定期 对蚯蚓进行补充添加，难于养护。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于污水处理的组合式分层生物滤 池，利用分层生物滤池对污水中的有机物、悬浮物和氨氮等进行预处理，利用人工湿地对污水 中的氮、磷和剩余有机物进一步进行处理、通过物理、化学、生物综合作用达到净化水质的目 的。传统的生物滤池工艺单独使用时处理出水能达到二级标准，用传统的人工湿地单独处理生 活污水，每处理1m3污水，约需10m2以上土地。而本装置提供的联合工艺应用实例出水水质 各项指标经检测均优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B标准， 吨水占地面积约3.5m2。
本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：依次串联连接的集水池、生物 滤池、中间池和水平潜流式湿地。
所述的中间池的下端设有回流口并与集水池相连。
所述的集水池为两格式钢筋混凝土结构，沿水流方向体积分配比例为2∶1。
所述的集水池内设有格栅、自动液位控制器和潜污泵，其中：格栅位于集水池两格之间的 挡墙上，自动液位控制器和潜污泵置于格栅后的水格内。
所述的格栅的网格小于10mm，面积大于等于1.0m2。
所述的生物滤池由上而下依次包括：布水装置、由第一池体与滤料组成的滤床和排水系统， 其中：滤床为分层框架结构，单层高40-50cm，层间间距大于等于50mm。
所述的滤料为火山岩生物填料、陶粒和除磷填料。
所述的中间池包括：第二池体、配水系统和回流管，其中：第二池体的有效水深大于等于 2.0m，带有三角堰的配水系统位于第二池体出水端并将水均分为若干份且分别流入湿地以及通 过回流管回流至集水池。
所述的水平潜流式湿地由下而上依次包括：防渗层、填料层、土壤层、耐水植物层和出水 布水渠。
在人为调控下，由基质-微生物-植物构成的生态系统中物理、化学和生物的综合作用完 成对污水氮的反硝化、磷的吸附和剩余有机物的去除等，人工湿地出水通过出水管排出系统。 为提高系统的处理效果，中间池部分出水可回流至集水池。
本装置通过以下方式进行工作：生活污水经格栅后进入集水池，由泵自动提升至组合式分 层生物滤池，与其中的生物膜进行充分接触，污染物被微生物吸附并降解;滤池出水经沉淀后 部分回流至集水池，其余进入人工湿地系统，在填料-土壤-植物共同作用下进一步去除有机 物、氮和磷，出水达标准后排入附近水体。
本装置与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)采用分层生物滤池和人工湿地进行工艺组合，组合后各单元在发挥自身作用同时， 可功能互补，从而提高整体效果。
(2)分层生物滤池通风条件好，充氧能力强，作为人工湿的前处理，提高了整个工艺对 生活污水的抗冲击能力，能有效削减污水中的有机物、悬浮物，并为氨氮的硝化提供了便利， 并大幅度降低了后续人工湿地的污染负荷和占地面积(为传统人工湿地的1/3～1/2)。
(3)潜流湿地采用粒径30～50mm的充气混凝土做为填料，该填料以70%粉煤灰、15% 生石灰、10%水泥、3%磷石膏及2%其它为原料，在高温高压下充气压制而成，一方面对磷具 有较强的吸附性能，可有效削减污水中总磷含量;另一方面该填料大的比表面积易于微生物挂 膜生长，可同时有效去除污水中的有机物和氮磷;第三，采用大粒径填料利于提高系统的过水 能力，克服了传统湿地易堵塞的缺点，可长期稳定运行。系统对氮、磷的去除率与现有技术相 比有显著提高，总氮去除率为50～60%，总磷的去除率为70～80%，并有着较少的占地面积和 基建投资，管理简单。