申请日2018.10.20
公开(公告)日2018.12.21
IPC分类号C02F3/28; C02F3/32
摘要
本申请提供一种基于绿狐尾藻类生物氧化塘的污水处理系统及方法，包括依次连通的厌氧酸化调节池、高效绿狐尾藻类生物氧化塘和绿狐尾藻类水生生物塘，其中，厌氧酸化调节池作为污水的预处理阶段，起到均和水量和水质的作用;高效绿狐尾藻类生物氧化塘作为污水的二级处理，对有机污染物、氨氮和磷起主要去除作用;绿狐尾藻类水生生物塘作为污水的三级处理，能够对有机污染物、氨氮和磷起进一步去除，对污水进行深度处理及立体种养。本申请通过多级处理，以及动植物的合理配置和充分利用，能够提高污水处理的效率和质量。
权利要求书
1.一种基于绿狐尾藻类生物氧化塘的污水处理系统，其特征在于，包括依次连通的厌氧酸化调节池(1)、高效绿狐尾藻类生物氧化塘(2)和绿狐尾藻类水生生物塘(3)，其中，
所述厌氧酸化调节池(1)包括相连接的厌沉段(11)和酸化调节段(12)，所述厌沉段(11)为锥斗形，用于分离污水中的无机悬浮物和有机悬浮物，并对污水进行厌沉腐化处理;所述酸化调节段(12)内设置有高效厌氧生物填料(121)，所述高效厌氧生物填料(121)用于将污水中的大分子物质水解酸化为小分子物质;
所述高效绿狐尾藻类生物氧化塘(2)的前端设置有曝气机(22)，在所述曝气机(22)的后方设置有淹没式生态浮床(25)，所述淹没式生态浮床(25)用于将绿狐尾藻固定于水面以下;
所述绿狐尾藻类水生生物塘(3)自下而上依次包括底土层(33)、生物膜营造层(34)和植物层，所述生物膜营造层(34)用于吸附、过滤水中的有机物;所述植物层包括挺水植物带(35)、浮水植物带(36)和沉水植物带(37)，所述绿狐尾藻类水生生物塘(3)内还养殖有鱼类(38);
沿所述高效绿狐尾藻类生物氧化塘(2)长度方向还设置有导流板(23)，所述淹没式生态浮床(25)位于所述导流板(23)的两侧，所述高效绿狐尾藻类生物氧化塘(2)的后端设置有弧形导流墙(24)，所述弧形导流墙(24)的开口朝向所述曝气机(22)，所述高效绿狐尾藻类生物氧化塘(2)的前端还设有与酸化调节段出水管(121)相连接的生物氧化塘进水管(21)，所述高效绿狐尾藻类生物氧化塘(2)的左下端还设有氧化塘出水渠(26)和氧化塘出水管(27)。
2.根据权利要求1所述的基于绿狐尾藻类生物氧化塘的污水处理系统，其特征在于，所述酸化调节段(12)内垂直于污水流动方向依次排列有多组高效厌氧生物填料(121)，每一组所述高效厌氧生物填料(121)均包括一根中心绳(1212)以及设置于所述中心绳(1212)上的多组聚丙烯纤维(1211)，每一组聚丙烯纤维(1211)均包括相互垂直设置于中心绳(1212)固定点上的两根聚丙烯纤维(1211)，其中一根聚丙烯纤维(1211)设置于所述中心绳(1212)的上表面，另一根聚丙烯纤维(1211)设置于所述中心绳(1212)的下表面，相邻的两组聚丙烯纤维(1211)之间间隔80-200mm。
3.根据权利要求1所述的基于绿狐尾藻类生物氧化塘的污水处理系统，其特征在于，所述厌沉段(11)的前壁上设有进水管(111)，距离所述厌沉段(11)的后壁上1/3处还设有厌沉段后导流板(112)，所述厌沉段(11)的后壁上部分别设置有厌沉段出水槽(113)和厌沉段过流孔(114)，所述厌沉段(11)与所述酸化调节段(12)通过所述厌沉段出水槽(113)和所述厌沉段过流孔(114)相连通。
4.根据权利要求1所述的基于绿狐尾藻类生物氧化塘的污水处理系统，其特征在于，所述高效绿狐尾藻类生物氧化塘(2)的横截面为椭圆形，所述高效绿狐尾藻类生物氧化塘(2)的深度为2-3米。
5.根据权利要求1所述的基于绿狐尾藻类生物氧化塘的污水处理系统，其特征在于，所述淹没式生态浮床(25)包括依次连接的浮体(251)和固定杆(252)及塘底固定板(253)，所述浮体(251)的主体为聚苯乙烯泡沫板，所述聚苯乙烯泡沫板上覆盖有绿狐尾藻的生长基质，所述生长基质按照质量份数包括如下成分：草炭土1份、蛭石1份和珍珠岩1份，相邻的两个所述浮体(251)的间距为3-5米，所述固定杆(252)为楠竹，所述固定杆(252)的直径为80-150mm。
6.根据权利要求1所述的基于绿狐尾藻类生物氧化塘的污水处理系统，其特征在于，所述生物膜营造层(34)的材料为石英砂，所述石英砂的粒径为0.6-1.2mm，所述生物膜营造层(34)的厚度为80-120mm。
7.一种基于绿狐尾藻类生物氧化塘的污水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将污水排放入厌氧酸化调节池，在厌氧酸化调节池的厌沉段进行无机悬浮物和有机悬浮物的分离，以及厌沉腐化处理，在厌氧酸化调节池的酸化调节段将污水中的大分子物质水解酸化为小分子物质，污水在所述厌氧酸化调节池的停留时间为15-18小时;
步骤2：自所述厌氧酸化调节池处理后的污水进入高效绿狐尾藻类生物氧化塘，污水在所述高效绿狐尾藻类生物氧化塘的停留时间为10-15天;
步骤3：自所述高效绿狐尾藻类生物氧化塘处理后的污水进入绿狐尾藻类水生生物塘，污水在所述绿狐尾藻类水生生物塘的停留时间为10-15天。
说明书
一种基于绿狐尾藻类生物氧化塘的污水处理系统及方法
技术领域
本发明属于农业面源污染控制和治理领域，尤其涉及一种基于绿狐尾藻类生物氧化塘的污水处理系统及方法。
背景技术
农村生活污水或散养畜禽污水通常包含大量的有机污染物，以及氮、磷等元素，无法直接重复利用，需要采用一定的净化技术进行净化处理。目前，农业水污染控制和治理中，一般采用稳定塘系统对污水进行净化处理。常用的稳定塘分为以下几种类型：
(1)好氧塘。好氧塘通过好氧细菌对有机物进行分解、其分解物又被藻类所利用，藻类再通过光合作用释放氧为好氧细菌所吸收使污水净化。好氧塘的缺点是面积大，占地多，出水藻类含量高。
(2)厌氧塘。厌氧塘常用于处理高浓度有机废水，厌氧塘的水深在2m以上，有机负荷高，全部塘水呈厌氧状态。厌氧微生物净化速度慢且对湿度要求高。
(3)兼性塘。兼性塘上层为好氧区，下层为厌氧区，介于好氧区与厌氧区之间为兼性区，通过好氧、兼氧、厌氧区细菌的共同作用净化污水。兼性塘的缺点是面积大，占地多，出水水质不稳定。
(4)曝气塘。曝气塘是在塘面上安装有人工曝气设备的稳定塘，曝气塘的缺点是运行费用高，出水中固体物质含量高。
这四种类型的稳定塘虽然能够在一定程度上去除有机物和营养物，但总的处理效率不高，并且不能单独的成为一种工艺将污水处理至达标排放。
发明内容
本发明实施例中提供了一种基于绿狐尾藻类生物氧化塘的污水处理系统及方法，以解决现有技术中污水处理效果难以达标的技术问题。
第一方面，本发明提供了一种基于绿狐尾藻类生物氧化塘的污水处理系统，包括依次连通的厌氧酸化调节池、高效绿狐尾藻类生物氧化塘和绿狐尾藻类水生生物塘，其中，
所述厌氧酸化调节池包括相连接的厌沉段和酸化调节段，所述厌沉段为锥斗形，用于分离污水中的无机悬浮物和有机悬浮物，并对污水进行厌沉腐化处理;所述酸化调节段内设置有高效厌氧生物填料，所述高效厌氧生物填料用于将污水中的大分子物质水解酸化为小分子物质;
所述高效绿狐尾藻类生物氧化塘的前端设置有曝气机，在所述曝气机的后方设置有淹没式生态浮床，所述淹没式生态浮床用于将绿狐尾藻固定于水面以下;
所述绿狐尾藻类水生生物塘自下而上依次包括底土层、生物膜营造层和植物层，所述生物膜营造层用于吸附、过滤水中的有机物;所述植物层包括挺水植物带、浮水植物带和沉水植物带，所述绿狐尾藻类水生生物塘内还养殖有鱼类。
优选的，所述酸化调节段内垂直于污水流动方向依次排列有多组高效厌氧生物填料，每一组所述高效厌氧生物填料均包括一根中心绳以及设置于所述中心绳上的多组聚丙烯纤维，每一组聚丙烯纤维均包括相互垂直设置于中心绳固定点上的两根聚丙烯纤维，其中一根聚丙烯纤维设置于所述中心绳的上表面，另一根聚丙烯纤维设置于所述中心绳的下表面，相邻的两组聚丙烯纤维之间间隔80-200mm。
优选的，所述厌沉段的前壁上设有进水管，距离所述厌沉段的后壁上1/3处还设有厌沉段后导流板，所述厌沉段的后壁上部分别设置有厌沉段出水槽和厌沉段过流孔，所述厌沉段与所述酸化调节段通过所述厌沉段出水槽和所述厌沉段过流孔相连通。
优选的，所述高效绿狐尾藻类生物氧化塘的横截面为椭圆形，所述高效绿狐尾藻类生物氧化塘的深度为2-3米。
优选的，沿所述高效绿狐尾藻类生物氧化塘长度方向还设置有导流板，所述淹没式生态浮床位于所述导流板的两侧，所述高效绿狐尾藻类生物氧化塘的后端设置有弧形导流墙，所述弧形导流墙的开口朝向所述曝气机，所述高效绿狐尾藻类生物氧化塘的前端还设有与酸化调节段出水管相连接的生物氧化塘进水管，所述高效绿狐尾藻类生物氧化塘的左下端还设有氧化塘出水渠和氧化塘出水管。
优选的，所述淹没式生态浮床包括依次连接的浮体和固定杆及塘底固定板，所述浮体的主体为聚苯乙烯泡沫板，所述聚苯乙烯泡沫板上覆盖有绿狐尾藻的生长基质，所述生长基质按照质量份数包括如下成分：草炭土1份、蛭石1份和珍珠岩1份，相邻的两个所述浮体的间距为3-5米，所述固定杆为楠竹，所述固定杆的直径为80-150mm。
优选的，所述生物膜营造层的材料为石英砂，所述石英砂的粒径为0.6-1.2mm，所述生物膜营造层的厚度为80-120mm。
第二方面，本发明还提供了一种基于绿狐尾藻类生物氧化塘的污水处理方法，包括如下步骤：
步骤1：将污水排放入厌氧酸化调节池，在厌氧酸化调节池的厌沉段进行无机悬浮物和有机悬浮物的分离，以及厌沉腐化处理，在厌氧酸化调节池的酸化调节段将污水中的大分子物质水解酸化为小分子物质，污水在所述厌氧酸化调节池的停留时间为15-18小时;
步骤2：自所述厌氧酸化调节池处理后的污水进入高效绿狐尾藻类生物氧化塘，污水在所述高效绿狐尾藻类生物氧化塘的停留时间为10-15天;
步骤3：自所述高效绿狐尾藻类生物氧化塘处理后的污水进入绿狐尾藻类水生生物塘，污水在所述绿狐尾藻类水生生物塘的停留时间为10-15天。
本申请的有益效果如下：
本申请提供的污水处理系统，以绿狐尾藻类生物(指的是与绿狐尾藻具有氮磷吸附以及造养等类似属性的生物)为基础，包括依次连通的厌氧酸化调节池、高效绿狐尾藻类生物氧化塘和绿狐尾藻类水生生物塘，其中，厌氧酸化调节池作为污水的预处理阶段，起到均和水量和水质的作用;高效绿狐尾藻类生物氧化塘作为污水的二级处理，对有机污染物、氨氮和磷起主要去除作用;绿狐尾藻类水生生物塘作为污水的三级处理，能够对有机污染物、氨氮和磷起进一步去除，对污水进行深度处理及立体种养。在高效绿狐尾藻类生物氧化塘和绿狐尾藻类水生生物塘内均种植有绿狐尾藻，其具有水面以下呈丝状、水面以上呈羽毛状的特殊结构，具有巨大的比表面积，能够大量吸附及转化污水中的有机污染物、氮、磷。此外，还能够通过光合作用向塘内释放大量氧气，有利于塘内保持较高的溶解氧含量，从而净化水质。可见，将绿狐尾藻应用于污水处理中，能够提高污水处理的质量。污水净化系统的原理如下：利用水生植物的根部及茎部使污水中有机物和氮、磷营养盐类发生沉淀，吸附并为其体内吸收。同时也利用水生植物的根茎周围所产生的生物膜以及底泥界面处产生的有机物沉淀、过滤、吸附、分解，氮磷营养盐类的吸附、硝化、脱氮等多种机能，达到净化污水的目的。本申请通过多级处理，以及动植物的合理配置和充分利用，能够提高污水处理的效率和质量。