申请日2009.03.04
公开(公告)日2009.07.29
IPC分类号C02F9/14; C02F3/28; C02F3/34; C02F3/32
摘要
本发明公开了一种厌氧-生态塘-生态渠组合小型污水除磷脱氮方法，将厌氧发酵、生物生态塘、水培植物净化渠和生态渠进行组合，污水首先经进水槽流进厌氧池，在厌氧池中的停留时间为1～2天，通过厌氧发酵作用使厌氧后污水中的有机物浓度降低至100mg/L以下，然后通过出水槽经三角计量堰流进生态塘，在生态塘中的停留时间为0.5～1天，有效水深为0.8～1.2米，生态塘的水流流态为推流式，再由生态塘进入比生态塘低0.5～1米的生态渠中，在生态渠中的停留时间为1～2天，生态渠的有效水深为0.6～1.0米。出水槽中的水自流或者经泵提升后进入生态塘。本发明方法处理效果好、投资和运行费用低、维护简单，并通过种植经济植物有效利用污水中的氮磷资源。
权利要求书
1.一种厌氧-生态塘-生态渠组合小型污水除磷脱氮方法，其特征在于，污水 首先经进水槽(1)流进厌氧池(2)，在厌氧池(2)中的停留时间为1～2天，使 厌氧后污水中的有机物浓度降低至100mg/L以下，然后通过出水槽(3)流进生 态塘(4)，在生态塘(4)中的停留时间为0.5～1天，有效水深为0.8～1.2米， 生态塘(4)的水流流态为推流式，再由生态塘(4)进入比生态塘(4)低0.5～ 1米的生态渠(6)中，在生态渠(6)中的停留时间为1～2天，生态渠(6)的 有效水深为0.6～1.0米。
2.如权利要求1所述的厌氧-生态塘-生态渠组合小型污水除磷脱氮方法，其 特征在于，经生态塘(4)处理过的水进入水培植物净化渠(5)，在水培植物净 化渠(5)中净化0.3～0.5天后，从水培植物净化渠(5)出水经跌水板(15)后跌入 生态渠(6)中。
3.如权利要求2所述的厌氧-生态塘-生态渠组合小型污水除磷脱氮方法，其 特征在于，水培植物净化渠(5)的有效水深0.3m，在春夏秋季种植空心菜，在 冬季种植水芹菜。
4.如权利要求1所述的厌氧-生态塘-生态渠组合小型污水除磷脱氮方法，其 特征在于，出水槽(3)中的水自流或者经泵提升后进入生态塘(4)。
5.如权利要求1所述的厌氧-生态塘-生态渠组合小型污水除磷脱氮方法，其 特征在于，生态塘(4)为矩形，内部设置一个纵向导流墙(12)，导流墙(12) 的长度为生态塘(4)的长度的0.85倍，进水口和出水口分别设在导流墙(12) 两侧，出水口远离进水口，以形成推流流态，采用多孔生态混凝土砌块(11)护坡， 砌块表面覆土后种植美人蕉、黑麦草，生态塘(4)内沿水流方向设置若干个生态 浮床，生态浮床总平面面积占生态塘(4)平面面积的20%，生态浮床为矩形， 生态浮床下悬挂弹性填料(18)，生态浮床上冬季种植水芹菜，春夏秋季种植空心 菜，生态浮床固定于预埋在导流墙(12)上的角钢上，生态塘(4)内配置曝气 机(10)一台，在水中溶解氧低于1mg/L时启动，生态塘(4)四周的边坡为45 °。
6.如权利要求1所述的厌氧-生态塘-生态渠组合小型污水除磷脱氮方法，其 特征在于，生态渠(6)利用天然或人工开挖的土渠，使用生态混凝土球(17) 对边坡与渠底进行护砌，边坡为60°，生态混凝土球间隙及表面覆土后种植美 人蕉、黑麦草，水面种植水生经济植物，生态渠(6)水面宽1～2米。
7.如权利要求1所述的厌氧-生态塘-生态渠组合小型污水除磷脱氮方法，其 特征在于，厌氧池(2)为两级厌氧池，第二级内填充砾石滤料，厌氧池(2)为 全封闭式，厌氧池(2)设于地下。
说明书
厌氧-生态塘-生态渠组合小型污水除磷脱氮方法
技术领域
本发明属于环境工程学科水处理技术领域，主要涉及村庄生活污水处理，以 及不能利用城市污水管网的单位如度假村、别墅区、旅游景区、高速公路服务区 等的生活污水处理。
背景技术
目前，用于农村地区等生活污水处理的技术主要有化粪池、土地处理和稳定 塘、活性污泥与生物膜法三大类。化粪池虽然能大幅度降低悬浮物浓度，但出水 仍难以达到污水综合排放标准。经化粪池改良而成的无动力污水处理装置则土建 费用较高，运行过程中不能适应水质、水量的波动，难以保证出水水质。土地处 理有慢滤、快滤、湿地等多种形式，但其占地面积大;稳定塘又易受气候影响， 难以普及。活性污泥法与生物膜法虽然能取得良好的处理效果，但又会产生运行 管理方面的种种问题。此外，污水中氮磷为宝贵的资源，而目前的污水处理技术 基本是将其作为污染物予以去除，未考虑对其进行有效利用。
发明内容
技术问题：本发明的目的在于克服上述工艺的土建费用高、占地面积大、运 行成本高的不足之处，公开了一种厌氧-生态塘-生态渠组合小型污水除磷脱氮方 法及其中的生态塘等结构，本发明方法处理效果好、投资和运行费用低、维护简 单，并通过种植经济植物利用污水中的氮磷资源。
本发明的技术方案为：一种厌氧-生态塘-生态渠组合小型污水除磷脱氮方 法，污水首先经进水槽流进厌氧池，在厌氧池中的停留时间为1～2天，通过厌 氧发酵作用使厌氧后污水中的有机物浓度降低至100mg/L以下，然后通过出水 槽经三角计量堰流进生态塘，在生态塘中的停留时间为0.5～1天，有效水深为 0.8～1.2米，生态塘的水流流态为推流式，再由生态塘进入比生态塘低0.5～1 米的生态渠中，在生态渠中的停留时间为1～2天，生态渠的有效水深为0.6～1.0 米。出水槽中的水自流或者经泵提升后进入生态塘。其中生态塘为矩形，内部设 置一个纵向导流墙，导流墙的长度为生态塘的长度的0.85倍，进水口和出水口 分别设在导流墙两侧，出水口远离进水口，以避免短流并形成推流流态，提高污 染物在生物生态塘内的降解效率。采用多孔生态混凝土砌块护坡，砌块表面覆土 后种植美人蕉、黑麦草，生态塘内沿水流方向设置若干个生态浮床，生态浮床总 平面面积占生态塘平面面积的20%，生态浮床为矩形，外框可以为粗毛竹制成， 中间架条为PVC管，PVC管两头堵死，PVC管上间隔悬挂弹性填料。弹性填料 可以选择聚丙烯PP、聚酰胺PA、聚氯乙烯PVC等材料，作为微生物富集生长 的载体。生态浮床上冬季种植水芹菜，春夏秋季种植空心菜，生态浮床固定于预 埋在导流墙上的角钢上，生态塘内配置曝气机一台，在水中溶解氧低于1mg/L 时启动，生态塘四周的边坡为45°，有效水深1米，污水停留时间0.75天。生 态渠可以利用天然或人工开挖的土渠，使用生态混凝土球对边坡与渠底进行护 砌，边坡为60°，生态混凝土球间隙及表面覆土后种植美人蕉、黑麦草，水面 种植水生经济植物，实现氮磷资源化利用。生态渠水面宽1～2米，有效水深0.8 米，污水停留时间2天。厌氧池为两级厌氧池，第二级内填充砾石滤料，厌氧池 为全封闭式，厌氧池设于地下。
条件允许的情况下，可以在生态塘和生态渠之间设置一个水培植物净化渠， 水培植物净化渠可利用已有水渠改造。这样经生态塘处理过的水进入水培植物净 化渠，在水培植物净化渠中净化0.3～0.5天后，从水培植物净化渠出水经跌水板 后跌入生态渠中。水培植物净化渠的有效水深0.3m，在春夏秋季种植空心菜， 在冬季种植水芹菜。在净化污水的同时利用污水中的氮磷营养盐，获得经济收益。 当不具备可用于改造的水渠时，可不设水培植物净化渠，生态塘出水直接进入生 态渠。
本发明厌氧-生态塘-生态渠组合小型污水除磷脱氮方法的关键之一是将 厌氧池、生态塘、水培植物净化渠、生态渠四个单元进行有机的集成组合。四个 单元的分工明确、发挥各自特点：厌氧池担负预处理、有效降低有机物浓度的功 能。污水经过厌氧发酵，复杂有机物转化为挥发性有机酸，进而产生甲烷和二氧 化碳，也提高了污水的生化性，并大幅度减轻后续生态塘有机物负荷，为后续氮 磷的利用与去除创造条件。生态塘主要功能是利用微生物进一步降解有机物，以 及通过植物吸收去除部分氮磷;水培植物净化渠和生态渠内通过种植并定期收割 经济植物实现氮磷的资源化利用与去除，通过附着于生态混凝土球与植物根系的 微生物的降解作用进一步降低有机物浓度，保证出水水质达标排放。
本发明的第二个关键之处是生态塘的构建。生态塘是对传统氧化塘进行改 进，在生态塘内放置生态浮床，浮床下挂弹性填料作为微生物富集生长的载体。 生态塘内配置曝气装置以提高生态塘内的溶解氧。生态塘内设置导流墙，坡面采 用生态混凝土砌块护坡，为微生物和植物提供生长附着的基质，通过微生物降解 与植物吸收去除污染物。
本发明另一个关键之处是生态渠。利用新型材料生态混凝土球对水渠的边坡 与渠底进行护砌，水面种植水生蔬菜或水生花卉等经济植物，定期收割，实现氮 磷资源化利用。利用生态混凝土的连续孔隙，为岸边植物提供相应的生存空间， 同时为微生物提供栖息附着场所，通过植物吸收、微生物分解和生态混凝土的吸 附去除污染物。
有益效果：
1、由于污水在整个工艺中自流，仅需要一台小功率的曝气机，动力消耗低， 造价低，大大简化了运行维护的复杂程度，降低了建设和运行成本。
2、污水经过厌氧处理大幅度削减有机负荷，保证了后续生态塘和生态渠的 有效运行。厌氧池为地下式，上部可以绿化或者建停车场、道路等，提高空间利 用率。
3、水培植物净化渠和生态渠去除氮磷等营养物质，在保证出水水质达到城 镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002中一级B标准的同时，还可通过种 植经济植物对氮磷进行资源化利用，获得经济效益。
4、该污水处理工艺将厌氧池、生物生态塘、水培植物净化渠和生态渠进行 有机组合，厌氧池与生物生态塘以降解有机物为主，并使后续的水培植物净化渠 与生态渠能有效利用与去除氮、磷营养盐。
进出水水质监测结果(单位：mg/L，pH无单位)
项目 pH SS CODCr 氨氮 动植物油 总磷 进水平均 7.40 31 323 20.0 7.3 2.22 出水平均 7.10 19 34 6.4 1.3 0.23 一级B标准 6～9 ≤20 ≤60 ≤8 ≤3 ≤1
其中，SS为水中悬浮固体浓度，COD为化学需氧量，表征水中有机物含量 的多少。