申请日20200622
公开(公告)日20200825
IPC分类号C02F9/14; C02F101/16; C02F101/30
摘要
本发明涉及污水处理技术领域，提供了一种强化快速渗滤污水处理模块组合系统及方法。该系统包括依次连通的收集隔油单元、厌氧消化单元和快速渗滤单元;其中，收集隔油单元包括至少一个收集隔油模块，厌氧消化单元包括至少一个厌氧消化模块，快速渗滤单元包括至少一个快速渗滤模块;所述快速渗滤模块自上而下依次为覆土层、通风‑散水层、第一硝化滤层、第一通风层、第二硝化滤层、第二通风层、散水缓冲层、反硝化滤层和集水层，且通风层内的通风管网依次和加热器、鼓风机连通。本发明提供的系统不易堵塞，维修方便，能够对系统进行通风和加热，氧气供应充足，有效解决过冬问题，且容易运输和施工，系统可根据建设用地灵活组合，污水处理效果好。
权利要求书
1.一种强化快速渗滤污水处理模块组合系统，其特征在于，包括依次连通的收集隔油单元、厌氧消化单元和快速渗滤单元;其中，收集隔油单元包括至少一个收集隔油模块(1)，厌氧消化单元包括至少一个厌氧消化模块(2)，快速渗滤单元包括至少一个快速渗滤模块(3);
其中，所述快速渗滤模块(3)自上而下依次为覆土层(34)、通风-散水层(35)、第一硝化滤层(38)、第一通风层(36)、第二硝化滤层(39)、第二通风层(37)、散水缓冲层(310)、反硝化滤层(311)和集水层(313);所述通风-散水层(35)内设置有通风-散水管网(29);所述第一通风层(36)和第二通风层(37)内分别设置有通风管网(31);所述通风管网(31)的主管依次和加热器(4)和鼓风机(5)连通;所述集水层(313)内设置有集水管网(33);
所述收集隔油单元和厌氧消化单元通过污水管网(16)连通;
所述厌氧消化单元的出水经过跌落式复氧排水室(23)进入通风-散水管网(29)中。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述收集隔油模块(1)与外界污水通过进水管网(11)连通;
所述收集隔油模块(1)内设置有垂直于水面的隔油挡板(12)，且隔油挡板(12)底部与收集隔油模块(1)底部的距离为30～100cm;隔油挡板(12)将收集隔油模块(1)内部分为隔油池(14)和收集池(15);所述隔油池(14)上方设置有翻盖式刮油孔(13);
当所述收集隔油单元中的收集隔油模块(1)为两个以上时，各个收集隔油模块(1)串联或并联。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述厌氧消化模块(2)包括厌氧消化池(22);所述厌氧消化池(22)顶部设置有吸泥孔(21)，且侧面设置有出水口(26);
当所述厌氧消化单元中的厌氧消化模块(2)为两个以上时，各个厌氧消化模块(2)串联或并联。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述跌落式复氧排水室(23)包括多层板翅式斜板(27)，所述跌落式复氧排水室(23)底部设置有通风-排水口(28)，顶部设置有排气筒(25)和检修孔(24)。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述覆土层(34)的厚度为10～15cm;
所述通风-散水层(35)的厚度为15～20cm，所述通风-散水管网(29)包括主管以及与主管连通的若干通风散水管，各个通风散水管平行设置，通风散水管的管壁上设置有小孔，相邻通风散水管的间距为0.1～1.0m，通风散水管的末端均敞开;所述通风-散水管网(29)的管壁外部填充有砾石;所述砾石的粒径为1～3cm;
所述第一硝化滤层(38)和第二硝化滤层(39)的厚度独立地为25～30cm;所述第一硝化滤层(38)和第二硝化滤层(39)独立的由填料和硝化菌混合而成，所述填料包括沸石、煤渣、河砂和火山岩中的至少两种;所述填料的粒径为0.5～1cm;
所述第一通风层(36)和第二通风层(37)的厚度独立地为10～15cm;所述通风管网(31)包括主管和与主管连通的若干通风管，通风管的管壁上设置有透气孔，且管壁外部填充有砾石;所述砾石的粒径为3～5cm;所述第一通风层(36)内的通风管平行设置，相邻通风管的间距为0.5～1.0m;所述第二通风层(37)内的通风管平行设置，相邻通风管的间距为0.5～1.0m;所述第一通风层(36)和第二通风层(37)内的通风管不在同一纵向平面上;
所述散水缓冲层(310)的厚度为10～15cm，由粒径为1～2cm的砾石形成;
所述反硝化滤层(311)的厚度为40～50cm，由填料和反硝化菌混合而成，所述填料包括沸石、煤渣、河砂和火山岩中的至少两种;所述填料的粒径为0.3～0.5cm;
所述集水层(313)的厚度为15～20cm，所述集水管网(33)包括主管和与主管连通的若干集水管;所述集水管平行设置，且集水管的管壁上设置有集水孔，相邻两根集水管的间距为0.5～1.0m，每根集水管的末端均敞开;集水层(313)无滤料填充;
所述覆土层(34)、通风-散水层(35)、第一硝化滤层(38)、第一通风层(36)、第二硝化滤层(39)、第二通风层(37)和散水缓冲层(310)均由填料承托盘承载;所述反硝化滤层(311)由底部设置有布水滤帽(312)的承托盘承载;所述集水层(313)由底部密封的承托盘承载;各个承托盘之间由螺栓板(32)拼接。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述填料承托盘的底部为格栅板，相邻格栅板的间隔小于0.3cm;所述设置有布水滤帽(312)的承托盘中，相邻布水滤帽的间距为20～40cm。
7.根据权利要求1或5或6所述的系统，其特征在于，所述快速渗滤模块(3)四周包裹有保温棉;当快速渗滤单元中快速渗滤模块(3)为两个以上时，各个快速渗滤模块(3)串联或并联。
8.一种利用权利要求1～7任意一项所述的系统处理污水的方法，包括以下步骤：
污水进入收集隔油单元，在收集隔油模块(1)内进行收集隔油处理，然后经污水管网(16)进入厌氧消化单元，在厌氧消化模块(2)内进行厌氧消化处理，厌氧消化处理后的污水经跌落式复氧排水室(23)和通风-散水管网(29)进入快速渗滤单元的快速渗滤模块(3)中，污水自上而下通过快速渗滤模块(3)，最后自集水管网(33)流出;
其中，厌氧消化处理后的污水间接进入快速渗滤模块(3)中，进水期间不通风，进水停止后，启动加热器(4)和鼓风机(5)进行通风。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述收集隔油处理具体为：污水通过进水管网(11)进入收集隔模块的隔油池(14)进行隔油处理，然后通过隔油挡板(12)的底部进入收集池(15)中进行均化。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述快速渗滤模块(3)中每日进水4～8次，每次进水的时间不超过1h;每次进水停止后，通风一次，每次通风的时间为40～60min。
说明书
一种强化快速渗滤污水处理模块组合系统及方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种强化快速渗滤污水处理模块组合系统及方法。
背景技术
快速渗滤污水处理技术是一种新的污水处理方法，通过渗滤介质及介质上生长的微生物对水中有机物质的过滤截留、吸附与分解作用，实现对废水的净化效果。该方法不仅具有低投资、低能耗、低成本等优点，并且有一定的脱氮除磷效果，因此能够应用于城镇和小区生活污水的处理，尤其对于氨氮值高、水量较少、要求运维简单方便、用地有限的农村污水处理，快速渗滤污水处理系统相对于用地面积大的人工湿地更有优势。
目前该技术已被广泛应用于城镇、农村生活污水、洗浴废水、微污染河水和富营养化湖库、养殖废水、工业废水、垃圾渗滤液和二级污水处理厂出水等不同类型水体的处理，尤其是在减轻分散式生活污水污染源对地面水环境造成的污染和对水生生态造成的破坏方面，具有广泛的经济效益、生态效益和社会效益。
但是在实际运行过程中，快速渗滤污水处理技术也有不少问题暴露出来：(1)污水中颗粒性污染物加速渗滤系统的堵塞;(2)渗滤系统多为土建，出现堵塞后维修困难;(3)硝化阶段要求污水中的溶解氧含量高，保证好氧过程氧气供应充足以提高水力负荷;(4)在冬季尤其是北方地区在应用过程中存在“过冬”问题，温度降低将影响系统内微生物的活性和降解效率;(5)对于偏远地区，建设安装设备和构件较大型，施工、运输困难;(6)工程建设用地不完整时，往往影响着系统的设计参数，处理效率受到限制。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种强化快速渗滤污水处理模块组合系统及方法。本发明提供的系统不易堵塞，维修方便，能够对系统进行通风和加热，氧气供应充足，有效解决“过冬”问题，且为模块化组合系统，容易运输和施工，系统可根据建设用地灵活组合，污水处理效果好。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种强化快速渗滤污水处理模块组合系统，包括依次连通的收集隔油单元、厌氧消化单元和快速渗滤单元;其中，收集隔油单元包括至少一个收集隔油模块1，厌氧消化单元包括至少一个厌氧消化模块2，快速渗滤单元包括至少一个快速渗滤模块3;
其中，所述快速渗滤模块3自上而下依次为覆土层34、通风-散水层35、第一硝化滤层38、第一通风层36、第二硝化滤层39、第二通风层37、散水缓冲层310、反硝化滤层311和集水层313;所述通风-散水层35内设置有通风-散水管网29;所述第一通风层36和第二通风层37内分别设置有通风管网31;所述通风管网31的主管依次和加热器4和鼓风机5连通;所述集水层313内设置有集水管网33;
所述收集隔油单元和厌氧消化单元通过污水管网16连通;
所述厌氧消化单元的出水经过跌落式复氧排水室23进入通风-散水管网29中。
优选的，所述收集隔油模块1与外界污水通过进水管网11连通;
所述收集隔油模块1内设置有垂直于水面的隔油挡板12，且隔油挡板12底部与收集隔油模块1底部的距离为30～100cm;隔油挡板12将收集隔油模块1内部分为隔油池14和收集池15;所述隔油池14上方设置有翻盖式刮油孔13;
当所述收集隔油单元中的收集隔油模块1为两个以上时，各个收集隔油模块1串联或并联。
优选的，所述厌氧消化模块2包括厌氧消化池22;所述厌氧消化池22顶部设置有吸泥孔21，且侧面设置有出水口26;
当所述厌氧消化单元中的厌氧消化模块2为两个以上时，各个厌氧消化模块2串联或并联。
优选的，所述跌落式复氧排水室23包括多层板翅式斜板27，所述跌落式复氧排水室23底部设置有通风-排水口28，顶部设置有排气筒25和检修孔24。
优选的，所述覆土层34的厚度为10～15cm;
所述通风-散水层35的厚度为15～20cm，所述通风-散水管网29包括主管以及与主管连通的若干通风散水管，各个通风散水管平行设置，通风散水管的管壁上设置有小孔，相邻通风散水管的间距为0.1～1.0m，通风散水管的末端均敞开;所述通风-散水管网29的管壁外部填充有砾石;所述砾石的粒径为1～3cm;
所述第一硝化滤层38和第二硝化滤层39的厚度独立地为25～30cm;所述第一硝化滤层38和第二硝化滤层39独立的由填料和硝化菌混合而成，所述填料包括沸石、煤渣、河砂和火山岩中的至少两种;所述填料的粒径为0.5～1cm;
所述第一通风层36和第二通风层37的厚度独立地为10～15cm;所述通风管网31包括主管和与主管连通的若干通风管，通风管的管壁上设置有透气孔，且管壁外部填充有砾石;所述砾石的粒径为3～5cm;所述第一通风层36内的通风管平行设置，相邻通风管的间距为0.5～1.0m;所述第二通风层37内的通风管平行设置，相邻通风管的间距为0.5～1.0m;所述第一通风层36和第二通风层37内的通风管不在同一纵向平面上;
所述散水缓冲层310的厚度为10～15cm，由粒径为1～2cm的砾石形成;
所述反硝化滤层311的厚度为40～50cm，由填料和反硝化菌混合而成，所述填料包括沸石、煤渣、河砂和火山岩中的至少两种;所述填料的粒径为0.3～0.5cm;
所述集水层313的厚度为15～20cm，所述集水管网33包括主管和与主管连通的若干集水管;所述集水管平行设置，且集水管的管壁上设置有集水孔，相邻两根集水管的间距为0.5～1.0m，每根集水管的末端均敞开;集水层313无滤料填充;
所述覆土层34、通风-散水层35、第一硝化滤层38、第一通风层36、第二硝化滤层39、第二通风层37和散水缓冲层310均由填料承托盘承载;所述反硝化滤层311由底部设置有布水滤帽312的承托盘承载;所述集水层313由底部密封的承托盘承载;各个承托盘之间由螺栓板32拼接。
优选的，所述填料承托盘的底部为格栅板，相邻格栅板的间隔小于0.3cm;所述设置有布水滤帽312的承托盘中，相邻布水滤帽的间距为20～40cm。
优选的，所述快速渗滤模块3四周包裹有保温棉;当快速渗滤单元中快速渗滤模块3为两个以上时，各个快速渗滤模块3串联或并联。
本发明还提供了一种利用上述方案所述的系统处理污水的方法，包括以下步骤：
污水进入收集隔油单元，在收集隔油模块1内进行收集隔油处理，然后经污水管网16进入厌氧消化单元，在厌氧消化模块2内进行厌氧消化处理，厌氧消化处理后的污水经跌落式复氧排水室23和通风-散水管网29进入快速渗滤单元的快速渗滤模块3中，污水自上而下通过快速渗滤模块3，最后自集水管网33流出;
其中，厌氧消化处理后的污水间接进入快速渗滤模块3中，进水期间不进行通风，进水停止后，启动加热器4和鼓风机5进行通风。
优选的，所述收集隔油处理具体为：污水通过进水管网11进入收集隔模块的隔油池14进行隔油处理，然后通过隔油挡板12的底部进入收集池15中进行均化。
优选的，所述快速渗滤模块3中每日进水4～8次，每次进水的时间不超过1h;每次进水停止后，通风一次，每次通风的时间为40～60min。
本发明提供了一种强化快速渗滤污水处理模块组合系统，包括依次连通的收集隔油单元、厌氧消化单元和快速渗滤单元，其中，收集隔油单元包括至少一个收集隔油模块1，厌氧消化单元包括至少一个厌氧消化模块2，快速渗滤单元包括至少一个快速渗滤模块3;在处理效果方面，本发明提供的系统具有以下优势：
1、收集隔油模块1能将生活污水中大部分的浮油拦截，厌氧消化模块2能将部分重力较大的颗粒沉淀下来并对部分有机污染物进行厌氧分解，上述两个模块组合使用能降低后续快速渗滤模块3的负荷和堵塞风险。
2、厌氧消化模块2出水处为跌落式复氧排水室23，经厌氧消化后的污水通过在板翅式斜板上从高处多次来回跌落至底部排水口，在跌落、与斜板碰撞过程中，增加污水与空气的接触面积和接触时，可提高污水中的溶解氧浓度。
3、快速渗滤模块3中设置两层通风管网，加强对硝化填料的曝气效果，通风管网出来的空气通过散水-排风管网29进入跌落式复氧排水室23中，提高污水的复氧效率，如此一来，最终能强化快速渗滤模块3中微生物的硝化作用，提高污水的硝化效率，有效降解氨氮。
4、微生物硝化菌和反硝化菌对温度要求较高，当温度较低时，其活性降低，系统的硝化作用和反硝化作用备受影响。本发明在鼓风机5与通风管网31之间增加加热器4，通过对系统内的空气加热，提高快速渗滤模块3的整体温度，保证微生物活性和降解效率。有效解决了偏远地区或北方农村冬季时污水处理系统处理效率降低的问题。
在结构方面，本发明的系统采用模块化结构，具有以下优点：
1、本发明中每个模块通过管道连接即可使用，适应农村污水治理中用地有限、地块不完整等情况，如现场已设置与收集隔油模块1或厌氧消化模块2功能相似的构筑物，则可对应选取合适模块与现场已有构筑物连接组合成污水处理系统使用，灵活方便，节省建设费用。
2、本发明的系统中，每个单元中的模块均可以为一个或多个，可根据农村污水实际处理规模，选择每个功能的模块各一个串联组合成一个系统，也可以将多个相同模块通过管道串联或并联构成一个单元，再由几个不同功能的单元通过管道连接组合使用，满足处理水量和水质的要求。
3、本发明采用模块化结构，方便生产及运输，能解决偏远地区农村道路狭窄、重型货车无法进村的难题。
4、进一步的，快速渗滤模块为组合结构，各个层之间拼接而成，每层承托盘底部为细格栅承托板，既能满足空气、污水通过，也能承托填料、管网，当快速渗滤模块出现运行异常或滤层堵塞时，可将该模块拆解、维修或替换异常构件，具有维修方便的优点，同时也很好地解决了现时渗滤系统易堵难修的问题。
5、进一步的，反硝化滤层311的填料由底部布置布水滤帽321的承托盘承载，集水层313无滤料填充，反硝化滤层311的出水通过布水滤帽321进入集水层313并直接流入集水管网33排出。本发明调整了集水排水的结构，可减少出水阻力，加快排水速度，对整个快速渗滤模块的防堵起积极作用。（发明人彭钧雄;简静仪）