公布日：2024.05.14
申请日：2024.03.11
分类号：C02F3/12(2023.01)I;C02F3/32(2023.01)I;C02F7/00(2006.01)I
摘要
本发明提供了一种景观生态型污水处理系统及其运行方法，依次管路连通的调节池、好氧池和二沉池，所述好氧池中设置有填料，所述好氧池的填料上进行活性污泥生物挂膜，所述好氧池底部设包括置有微孔曝气器，所述好氧池上设置有植物浮岛，所述植物浮岛悬挂于好氧池顶面且好氧池内处理污水时植物浮岛底部接触水面，所述二沉池设置有位于二沉池上部的排水管和位于二沉池底部的排泥管，所述二沉池通过污泥回流泵与所述好氧池管路连通。本发明景观生态型污水处理系统具有总水力停留时间短、污泥产量低、占地少、景观生态性好，出水水质稳定的优点。
权利要求书
1.一种景观生态型污水处理系统，其特征在于，所述景观生态型污水处理系统包括依次管路连通的调节池、好氧池和二沉池，所述好氧池中设置有填料，所述好氧池的填料上进行活性污泥生物挂膜，所述好氧池底部设置有微孔曝气器，所述好氧池上设置有植物浮岛，所述植物浮岛悬挂于好氧池顶面且好氧池内处理污水时植物浮岛底部接触水面，所述二沉池设置有位于二沉池上部的排水管和位于二沉池底部的排泥管，所述二沉池通过污泥回流泵与所述好氧池管路连通。
2.根据权利要求1所述景观生态型污水处理系统，其特征在于，所述调节池和好氧池之间管路连通有污水提升泵和进水阀门，所述污泥回流泵所在的管路上还设置连通有止回阀、污泥回流闸阀。
3.根据权利要求1所述景观生态型污水处理系统，其特征在于，所述微孔曝气器管路外接鼓风机和空气阀门、气体流量计。
4.根据权利要求1所述景观生态型污水处理系统，其特征在于，所述二沉池内设置有吸泥机，所述二沉池底部设有污泥漏斗，漏斗锥体与水平夹角30～45°。
5.根据权利要求1所述景观生态型污水处理系统，其特征在于，所述好氧池内的填料为移动式填料或固定式填料，所述填料的填充密度为0.4～1.0mg/L。
6.根据权利要求1所述景观生态型污水处理系统，其特征在于，所述植物浮岛包括支撑主体、植物固定填料和挺水植物，所述固定填料填充支撑主体，所述挺水植物的根部植入所述植物固定填料，所述植物浮岛中植物的种植面积好氧池顶面积的50％～80％。
7.根据权利要求1所述景观生态型污水处理系统，其特征在于，所述景观生态型污水处理系统还包括配水组件，所述配水组件包括管路和阀门用于将废水输入调节池中。
8.一种如权利要求1-7任一所述景观生态型污水处理系统的运行方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将静置去除上清液的活性污泥置于好氧池中，在好氧池中进行填料填充，填料的填充密度为0.4～1.0mg/L；(2)启动微孔曝气器控制好氧池内的DO为1.9～2.1mg/L，曝气10～14小时后沿调节池、好氧池、二沉池的水路流向进水，进水后控制景观生态型污水处理系统的温度为24～26℃，pH值为6.5～8.0之间，同时启动污泥回流泵，污泥回流比控制为30％～100％，进水运行后水力停留时间为7～9小时，监测CODcr、TP、TN及氨氮；(3)持续步骤(2)中的运行，监测好氧池内活性污泥的SV30和MLSS指标，至好氧池内填料表面形成黄色透明的生物膜时，好氧池生物挂膜成功；(4)好氧池生物挂膜成功后，设置植物浮岛；(5)输入待处理废水运行，运行参数包括：水力停留时间为7～9小时，污泥回流比为30％～100％，溶解氧为3～4mg/L。
9.根据权利要求8所述景观生态型污水处理系统的运行方法，其特征在于，所述步骤(2)中的进水参数包括：COD为150～250mg/L，NH3-N为20～35mg/L，TN为25～40mg/L，TP为3～6mg/L，PH为6.9～7.1，水温度为24～32。
10.根据权利要求8所述景观生态型污水处理系统的运行方法，其特征在于，所述植物浮岛包括支撑主体、植物固定填料和挺水植物，所述固定填料填充支撑主体，所述挺水植物的根部植入所述植物固定填料，所述植物浮岛中植物的种植面积好氧池顶面积的50％～80％。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种景观生态型污水处理系统及其运行方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种景观生态型污水处理系统，所述景观生态型污水处理系统包括依次管路连通的调节池、好氧池和二沉池，所述好氧池中设置有填料，所述好氧池的填料上进行活性污泥生物挂膜，所述好氧池底部设置有微孔曝气器，所述好氧池上设置有植物浮岛，所述植物浮岛悬挂于好氧池顶面且好氧池内处理污水时植物浮岛底部接触水面，所述二沉池设置有位于二沉池上部的排水管和位于二沉池底部的排泥管，所述二沉池通过污泥回流泵与所述好氧池管路连通。
上述景观生态型污水处理系统将污泥技术，生物膜技术和植物生态处理技术立体耦合，形成一种新型的景观生态型污水处理系统，上述景观生态型污水处理系统具有总水力停留时间短、污泥产量低、占地少、景观生态性好，出水水质稳定的优点。上述景观生态型污水处理系统在好氧池中添加活性污泥，并设置填料进行活性污泥生物挂膜，微孔曝气器提供动力与废水充分混合，是好氧硝化的主要贡献者，填料上微生物的生长形成致密的生物膜，生物膜外层主要为好氧微生物，可进行好氧硝化反应。生物膜内层为缺氧及厌氧环境，主要进行反硝化反应。
优选地，所述调节池和好氧池之间管路连通有污水提升泵和进水阀门，所述污泥回流泵所在的管路上还设置连通有止回阀、污泥回流闸阀。
二沉池和污泥回流，活性污泥随着出水进入二沉池进行泥水分离，分离后上清液进入后续消毒系统，沉淀污泥通过污泥回流回流至景观生态型污水处理系统的好氧池中。
优选地，所述微孔曝气器管路外接鼓风机和空气阀门、气体流量计。
优选地，所述二沉池内设置有吸泥机，所述二沉池底部设有污泥漏斗，漏斗锥体与水平夹角30～45°。
优选地，所述好氧池内的填料为移动式填料或固定式填料，所述填料的填充密度为0.4～1.0mg/L。
优选地，所述植物浮岛包括支撑主体、植物固定填料和挺水植物，所述固定填料填充支撑主体，所述挺水植物的根部植入所述植物固定填料，所述植物浮岛中植物的种植面积好氧池顶面积的50％～80％。
所述植物浮岛固定于反应器顶板，植物的根部采用填料(如陶粒)固定并浸于污水中。植物浮岛和生物膜填料在空间上进行错位布置，以免植物根系与填料缠绕。
上述景观生态型污水处理系统的植物浮岛有植物固定填料，植物固定填料(如陶粒)陶粒轻质多孔，比表面积大，固定植物根部的同时可为微生物提供巨大附着面积。生物膜外层主要为好氧微生物，可进行好氧硝化反应。生物膜内层为缺氧及厌氧环境，主要进行反硝化反应。种植的植物主要女贞、紫穗槐和两栖榕等根系发达的乔灌木和去污效果强、泌氧速率较快的芦苇、香根草等水生植物搭配种植。
所述景观生态型污水处理系统还包括配水组件，所述配水组件包括管路和阀门用于将废水输入调节池中。
本发明还提供上述任一所述景观生态型污水处理系统的运行方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将静置去除上清液的活性污泥置于好氧池中，在好氧池中进行填料填充，填料的填充密度为0.4～1.0mg/L；
(2)启动微孔曝气器控制好氧池内的DO为1.9～2.1mg/L，曝气10～14小时后沿调节池、好氧池、二沉池的水路流向进水，进水后控制景观生态型污水处理系统的温度为24～26℃，pH值为6.5～8.0之间，同时启动污泥回流泵，污泥回流比控制为30％～100％，进水运行后水力停留时间为7～9小时，监测CODcr、TP、TN及氨氮；
(3)持续步骤(2)中的运行，监测好氧池内活性污泥的SV30和MLSS指标，至好氧池内填料表面形成黄色透明的生物膜时，好氧池生物挂膜成功；
(4)好氧池生物挂膜成功后，设置植物浮岛；
(5)输入待处理废水运行，运行参数包括：水力停留时间为7～9小时，污泥回流比为30％～100％，溶解氧为3～4mg/L。
上述景观生态型污水处理系统的运行方法的好氧池填料表面，活性污泥挂膜形成生物膜，表面生物膜主要进行好氧硝化反应，便于进行后续的反硝化反应，同时在运行过程中，植物浮岛中的植物固定填料也会形成生物膜进行好氧硝化反应；经过活性污泥，填料表面以及植物根系表面生物膜硝化反应后产生硝酸盐，生物膜内层反硝化菌利用水中有机物提供电子进行反硝化反应，将硝化作用产生的硝酸盐和亚硝酸盐转化为氮气，随曝气产生的气泡排入空气中；微生物生长和植物的生长需要从废水中摄取氮，磷和无机和有机物质，进一步去除水中的污染物，微生物摄取的污染物会通过呼吸作用及排泥的方式去除，植物摄取的污染物会通过呼吸作用及定期收割的方式去除。
优选地，所述步骤(2)中的进水参数包括：COD为150～250mg/L，NH3-N为20～35mg/L，TN为25～40mg/L，TP为3～6mg/L，PH为6.9～7.1，水温度为24～32。
优选地，所述植物浮岛包括支撑主体、植物固定填料和挺水植物，所述固定填料填充支撑主体，所述挺水植物的根部植入所述植物固定填料，所述植物浮岛中植物的种植面积好氧池顶面积的50％～80％。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种景观生态型污水处理系统及其运行方法，本发明的景观生态型污水处理系统具有以下优点，1、本发明将污泥技术，生物膜技术和植物生态处理技术立体耦合，以植物根系、陶粒轻质填料和固定式或移动式填料为生物膜载体形成生物膜，并结合活性污泥构建物种多样化的生态体系，其中包含游离态微生物、固着型微生物、水生植物、水生动物等。通过各级生物之间的协作，强化系统对各类污染物的去除效率。2、由于生物填料和植物根系为微生物的生长提供了载体，延长其污泥龄，载体内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好氧菌，使得硝化反应和反硝化反应同时存在，可实现同步硝化反硝化，提高了脱氮效果。植物和微生物的生长又实现了污水中磷的去除，并通过排泥以及收割的方式排出系统。3、景观生态型污水处理系统兼具活性污泥法、生物膜法和人工湿地三者的优点，实现了优劣互补；在无新扩建用地的情况下，可充分利用污泥技术，生物膜技术和植物生态处理技术相互耦合来提高污水处理能力，便于对现有传统污水处理厂的提标改造。4、景观生态型污水处理系统操作管理方便、集约用地、卫生环保、无需外加提供能源、景观性好、景观协同除臭功能生态，尤其适用于对用地和自然景观要求较高的城镇商住集聚区。
（发明人：梁仁礼;胡勇有;梁东辉;罗木华;甄小红;王华静;方文亮;朱艳灵;冼敏仪）