CN101456620B - 多介质快速渗滤污水处理的装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及多介质快速渗滤污水处理的装置及其方法。该装置是由滴水曝气层、多介质生态滤层、集水室、溢流出水管、布水管、透气层和通气管组成；详细结构及其方法见说明书。本发明优点是：以工业废弃物粉煤灰、农业废弃物生物质材料、辅以废弃铁矿石和原生粘土为原料，混合造粒后，经800-1500℃高温烧结而成的多介质滤料，以及由多介质滤料和透水材料嵌套填充的多介质生态滤层，在微动力运行条件下，该装置对农村生活污水中COD的去除率为70-85％，NH3-N为80-90％，TP为90-98％，能够实现农村生活污水深度处理及资源化利用。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种多介质快速渗滤污水处理的装置及其方法。
背景技术
传统的污水处理技术基建与运行费用高，广大农村地区的经济实力难以承受，即使普及二级常规处理，也无法解决诸如水体富营养化等问题。因此，寻求低成本、高效率、生态化的新型农村生活排水处理新技术，一直是我国农村水利和环境保护界关注的热点。快速渗滤污水处理技术是通过渗滤介质的生物、化学和物理作用，使污水中的有机物得以降解，无机盐以固定，氮、磷等营养物得以资源化利用，运行管理方便和运行费用低等优点。然而，现有的快速渗滤处理技术主要是人工快速渗滤(专利号200410073951.8)，其深度除磷脱氮能力较差，也存在易于堵塞等问题，限制了其在生活污水处理中的进一步应用，因此开发新的快速渗滤生活污水处理技术，在广大农村地区具有广泛应用前景潜力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足之处，而提供了一种多介质快速渗滤污水处理装置及其方法。
本发明的技术方案如下：多介质快速渗滤污水处理装置：它是由滴水曝气层、多介质生态滤层、集水室、溢流出水管、布水管、透气层和通气管组成；集水室位于多介质生态滤层下方，通过透水格栅与多介质生态滤层相通，集水室设有出水管；布水管为打孔管，置于滴水曝气层上部，布水管上部设有由大孔聚氨脂网状材料构成的透气层；通气管为依次穿过透气层、滴水曝气层和多介质生态滤层的打孔直管。
所述滴水曝气层由5-10cm厚多孔聚氨脂立体网状材料组成；所述多介质生态滤层由嵌套填充的透水滤料和多介质滤料组成；所述透水滤料由粒径为1-5mm砾石、2-5mm改性沸石和10-20mm的煤灰渣组成，体积比例为砾石∶改性沸石∶灰渣＝60-90∶5-10∶5-10；所述多介质滤料以工业废弃物粉煤灰、农业废弃物生物质材料、辅以废弃铁矿渣和原生粘土经高温烧结而成，多介质滤料的重量比例为粉煤灰∶生物质材料∶原生粘土∶废弃铁矿渣＝60-90∶5-10∶5-10∶1-10；所述多介质滤料混合造粒后，经800-1500℃高温烧结而成；所述多介质滤料的粒径为0.5-1.5cm。
所述的多介质快速渗滤污水处理的方法：污水通过布水管均匀散布于滴水曝气层，并通过透气层和通气管补充氧气；流经滴水曝气层的污水进入多介质生态滤层，进入多介质生态滤层的污水，部分渗入多介质滤料而得到深度净化，部分无法渗入多介质滤料的污水和穿透多介质生态滤料的水流，则通过透水滤料向下一层多介质滤料或透水滤料再分配，直至最后一级多介质滤料或透水滤料模块；插入多介质生态滤层的通气管周围会形成明显的厌氧、缺氧和好氧生态功能区，污水交替流经厌氧、缺氧和好氧区时，氮磷和有机物在不同功能微生物的作用下得以有效去除，使污水得以净化；经过多介质生态滤层净化的水收集于集水室，再经出水管外排或资源化利用。
本发明涉及一种多介质快速渗滤污水处理装置及方法。其技术核心是以工业废弃物粉煤灰，农业废弃物生物质材料，辅以废弃铁矿石和原生粘土为原料，经高温烧结而成的多介质滤料，以及由多介质滤料和透水材料嵌套填充的多介质生态滤层。污水经滴水曝水层充氧后，投配到由多介质生态滤层，污水中的污染物在由多介质滤层和微生物构成的良性生态系统的作用下，得以逐级分离、降解、吸附和固定。本发明在微动力运行条件下，对农村生活污水中COD的去除率为80-85％，NH3-N为80-90％，TP为90-98％，能够实现农村生活污水的深度处理和资源化，非常适用于中小规模小区和农村生活污水深度处理及资源化利用。
本发明具有如下优点：
1.采用了以工业废弃物粉煤灰、农业废弃物生物质材料、采矿废弃铁矿石和原生粘土为原材料经高温烧结而成，具有高效氮磷吸附特性的多介质生态功能滤料。该多介质生态滤料的生产原料来源于工业农业生产的废弃物，来源广泛，价格低廉，实现了变废为宝，以废治污。
2.多介质生态滤层的透水材料和多介质滤料嵌套式填充，充分利用了多介质滤料持水时间长、净水效果好，透水材料透水性好、不易堵塞的优点，两者功能分异和优势互补，解决了单一滤料无法实现的防堵和高效协同统一的难题。
3.通气管形成的厌氧、缺氧和好氧区，增强了多介质快速渗滤装置的脱氮除磷功能，滴水曝气层的设置有利于污水充氧，集水室设于多介质生态滤层底部可有效解决多介质材料的沉积堵塞问题。
4.在无电力或微动力运行条件下，对农村生活污水中有机物和氮磷等营养物都有很高的去除效率，能够实现农村生活污水的深度处理和资源化。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图。
图中数字说明：滴水曝气层1、多介质生态滤层2、集水室3、溢流出水管4、布水管5、透气层6和通气管7。
具体实施方式
下面列举2个实施例，并结合附图对本发明加以进一步说明，但本发明不只限于这些实施例。
实施例1
多介质快速渗滤污水处理装置：是由滴水曝气层1、多介质生态滤层2、集水室3、溢流出水管4、布水管5、透气层6和通气管7组成；集水室3设有出水管4，集水室3位于多介质生态滤层2下方，通过透水格栅与多介质生态滤层2相通；布水管5为打孔管，置于滴水曝气层1上部，布水管5上部设有由大孔聚氨脂网状材料构成的透气层6；通气管7为依次穿过透气层6、滴水曝气层1和多介质生态滤层2。
多介质快速渗滤污水处理装置体积为5.4m3，滴水曝气层高8cm，多介质生态滤层高1.2m，多介质滤料粒径8mm，多介质滤料的重量比例为粉煤灰∶生物质材料∶原生粘土∶废弃铁矿渣＝70∶10∶10∶10；共填充8层，透水材料砾石∶改性沸石∶灰渣体积配比为80∶10∶10，共填充9层，集水室高0.5m。在水力负荷6cm/m2d，自然通气情况下，进水COD 200mg/L，NH3-N 40mg/L，TP 10mg/L时，出水COD 45mg/L，NH3-N6mg/L，TP 0.5mg/L，去除率分别为COD 77.5％，NH3-N 85％，TP 95％。按本发明方法进行。
实施例2
多介质快速渗滤生活污水处理装置体积为5.4m3，滴水曝气层高8cm，多介质生态滤层高1.2m，多介质滤料粒径8mm，多介质滤料的重量比例为粉煤灰∶生物质材料∶原生粘土∶废弃铁矿渣＝70∶10∶10∶10；共填充8层，透水材料砾石∶改性沸石∶灰渣体积配比为80∶10∶10，共填充9层，集水室高0.5m。在水力负荷12cm/m2d，自然通气情况下，进水COD 200mg/L，NH3-N 40mg/L，TP 10mg/L时，出水COD＜60mg/L，NH3-N＜8mg/L，TP＜1mg/L，去除率分别为COD＞70％，NH3-N＞80％，TP＞90％。
Claims (3)
1.多介质快速渗滤污水处理的装置，其特征在于：它是由滴水曝气层(1)、多介质生态滤层(2)、集水室(3)、溢流出水管(4)、布水管(5)、透气层(6)和通气管(7)组成；集水室(3)位于多介质生态滤层(2)下方，通过透水格栅与多介质生态滤层(2)相通，集水室(3)设有溢流出水管(4)；布水管(5)为打孔管，置于滴水曝气层(1)上部，布水管(5)上部设有由大孔聚氨脂网状材料构成的透气层(6)；通气管(7)为依次穿过透气层(6)、滴水曝气层(1)和多介质生态滤层(2)的打孔直管。
2.根据权利要求1所述的多介质快速渗滤污水处理的装置，其特征在于：所述滴水曝气层(1)由5-10cm厚多孔聚氨脂立体网状材料组成；所述多介质生态滤层(2)由嵌套填充的透水滤料和多介质生态滤料组成；所述透水滤料由粒径为1-5mm砾石、2-5mm改性沸石和10-20mm的煤灰渣组成，体积比例为砾石∶改性沸石∶煤灰渣＝60-90∶5-10∶5-10；所述多介质生态滤料以工业废弃物粉煤灰、农业废弃物生物质材料、辅以废弃铁矿渣和原生粘土经高温烧结而成，多介质生态滤料的重量比例为粉煤灰∶生物质材料∶原生粘土∶废弃铁矿渣＝60-90∶5-10∶5-10∶1-10；所述多介质生态滤料混合造粒后，经800-1500℃高温烧结而成；所述多介质生态滤料的粒径为0.5-1.5cm。
3.利用权利要求2所述的多介质快速渗滤污水处理的装置处理污水的方法，其特征在于：污水通过布水管(5)均匀散布于滴水曝气层(1)，通过透气层(6)和通气管(7)补充氧气；流经滴水曝气层(1)的污水进入多介质生态滤层(2)，进入多介质生态滤层(2)的污水，部分渗入多介质生态滤料而得到深度净化，部分无法渗入多介质生态滤料的污水和穿透多介质生态滤料的水流，则通过透水滤料向下一层多介质生态滤料或透水滤料再分配，直至最后一级多介质生态滤料或透水滤料模块；插入多介质生态滤层(2)的通气管(7)周围会形成明显的厌氧、缺氧和好氧生态功能区，污水交替流经厌氧、缺氧和好氧区时，氮磷和有机物在不同功能微生物的作用下得以有效去除，使污水得以净化；经过多介质生态滤层(2)净化的水收集于集水室(3)，再经溢流出水管(4)外排或资源化利用。
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