CN101503249A - 厌氧池-梯式生态滤池组合污水脱氮除磷装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种厌氧池－梯式生态滤池组合污水脱氮除磷装置，该装置由厌氧池、梯式生态滤池和沉淀池组合而成，厌氧池位置高于梯式生态滤池，梯式生态滤池位置高于沉淀池，梯式生态滤池由好氧滤池与缺氧滤池交替串联呈阶梯式布置。一种厌氧池－梯式生态滤池组合污水脱氮除磷方法，该方法采用厌氧发酵、溅水充氧、集水穿孔管拔风供氧、反硝化脱氮和植物吸收相结合的形式，克服了传统工艺能耗高和生物滤池工艺脱氮效率较低的缺点，适用于丘陵山区农村小型生活污水处理，或存在一定地势落差的农村地区。该方法处理效果好、能耗低、投资和运行费用低、操作方便、维护简单，是一项经济有效的中小型污水处理方法。

Description

厌氧池-梯式生态滤池组合污水脱氮除磷装置及方法
技术领域
本发明属于环境保护水处理技术领域，主要涉及丘陵山区或存在一定地势落差的农村地区小型生活污水处理装置及方法，具体涉及一种厌氧池-梯式生态滤池组合污水脱氮除磷装置及方法。
背景技术
目前生物处理是污水处理的主要方法，可以分为活性污泥法和生物膜法。活性污泥法由于技术成熟，设备可靠，在大型污水处理中得到广泛应用，但在小型污水处理方面存在运行不稳定的问题，工艺较为复杂、技术要求较高且能耗也比较高，难以在农村地区推广应用。生物膜法的主要形式有：生物滤池、生物转盘和生物接触氧化法等，多用于中小型污水处理。
生物过滤技术利用生长在滤池中滤料表面的微生物处理污水，具有微生物生物量大，结构稳定和生物多样性好的特点，因此它的水力负荷和抗冲击负荷能力都很强，可以很好的适应负荷不稳定、水质变化大的农村生活污水处理。由于生物量大就要求反应器有较强的充氧效果，特别是在具有硝化功能时对供氧量的需求进一步加大，传统的自然通风已无法满足要求。采用单一的生物滤池处理污水，对有机物有较好的去除效果，而氮、磷的去除效果不理想。采用机械曝气等强制充氧方式，虽然可以解决供氧问题，但其电力消耗大，运行成本高，又会产生运行管理方面的种种问题，难以在农村地区的小型污水处理中推广应用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述方法的不足之处，着眼于处理效果好、能耗低、投资和运行费用低、操作方便、维护简单，提供一种厌氧池-梯式生态滤池组合污水脱氮除磷装置及方法。
本发明的技术方案为一种厌氧池-梯式生态滤池组合污水脱氮除磷装置，装置由厌氧池、梯式生态滤池和沉淀池组合而成，厌氧池位置高于梯式生态滤池，梯式生态滤池位置高于沉淀池，梯式生态滤池由第一级好氧滤池、第二级好氧滤池、缺氧滤池和最后一级好氧滤池交替串联呈阶梯式布置，位置逐步降低，第一级好氧滤池、第二级好氧滤池和最后一级好氧滤池上部均设置半管布水堰，下部均设置穿孔集水管，表层均种植植物，缺氧滤池中间设有隔板，隔板底部有开孔。
所述第一级好氧滤池、第二级好氧滤池为两级或多级子滤池串联；所述第一级好氧滤池、第二级好氧滤池、缺氧滤池和最后一级好氧滤池内滤料为煤渣、珍珠岩熔渣或陶粒；所述第一级好氧滤池、第二级好氧滤池和最后一级好氧滤池表层种植植物为黑麦草、芦苇或水芹；所述厌氧池为地下式，里面设有折流板，将厌氧池分为上流室和下流室，厌氧池上面设有人孔，人孔覆盖盖板；所述半管布水堰为内径5～10厘米的PVC管。
一种厌氧池-梯式生态滤池组合污水脱氮除磷方法，步骤为：污水经过管网收集进入厌氧池，停留12～24小时，经厌氧发酵后一部分自流进入第一级好氧滤池停留10～20分钟，经过氧化分解去除有机物并吸收氮、磷，然后出水通过穿孔集水管自流进入第二级好氧滤池停留10～20分钟，氧化去除氨氮完成硝化作用并吸收氮、磷，之后出水再通过穿孔集水管流入缺氧滤池，缺氧滤池中间的隔板将污水分成两格形成下向流和上向流的推流形式，污水推流过程中与缺氧滤池内滤料上附着的生物膜接触30～60分钟，进行反硝化脱氮，厌氧池出水的另一部分通过分流布水口直接分流到缺氧滤池以补充反硝化脱氮所需的碳源，缺氧滤池的出水通过另一侧的溢流口进入最后一级好氧滤池的半管出水堰，经过最后一级好氧滤池净化20～30分钟再进入沉淀池沉淀后排放。
所述方法中好氧滤池与缺氧滤池呈阶梯式布置，整个装置都利用地势落差自流运行，好氧滤池上部设置的半管出水堰起到溅落充氧的作用，下部设置的穿孔集水管起到拔风供氧的作用，由此强化了好氧滤池供氧效果，不需要消耗动力。根据污水水质的差异，第一级好氧滤池、第二级好氧滤池可以多级串联，每级好氧滤池又可以选择不同的溅水高度和滤料高度，以提高充氧效果和氧的利用率，好氧滤池表面种植的植物也提高了供氧能力。第一级好氧滤池、第二级好氧滤池、最后一级好氧滤池与缺氧滤池交替串联，提高了脱氮效果。厌氧池、梯式生态滤池集成组合，各单元分工明确、发挥了各自的特点：厌氧池担负预处理、有效降低有机物浓度的功能，降低好氧滤池的需氧量；第一级好氧滤池、第二级好氧滤池主要是去除有机物和进行硝化；缺氧滤池进行反硝化脱氮；各级好氧滤池种植的植物主要负担去除氮、磷营养物质，并进一步降低有机物浓度。
所述方法中污水经过管网收集首先进入厌氧池，污水厌氧发酵，提高了污水生化性、并大幅减轻后续梯式生态滤池的有机负荷；然后污水一部分自流进入梯式生态滤池各级好氧滤池中，借助生长在滤料上的微生物对污染物质降解达到净化污水的目的；缺氧滤池中微生物主要是兼养、厌氧微生物，起到反硝化脱氮的作用，厌氧池出水另一部分分流到缺氧滤池以补充反硝化所需的碳源；最后一级好氧滤池继续净化缺氧滤池的出水。各级好氧滤池表面均种植植物，既可以分散布水，又可以利用植物的生长去除氮磷，同时还可以依靠根部向滤池内部输送氧。
本发明有益效果为：
1、由于采用阶梯式布置生态滤池，充分利用污水排放点的势能，不需要消耗动力；此外，采用厌氧发酵、溅水充氧、集水穿孔管拔风供氧、反硝化脱氮和植物吸收相结合的形式，提高了充氧效果，省却了曝气所需的动力消耗，投资和运行费用低，简化了运行维护的复杂程度，并且处理效果好。
2、好氧滤池与缺氧滤池交替串联，提高了脱氮效果，省却了回流的步骤，工艺流程简单，日常管理十分简便，基本实现无人管理式运行。
3、污水经过厌氧处理大幅度削减有机负荷，为后续好氧滤池接触氧化反应的顺利进行提供了有力的保证，厌氧池为地下式，上部可以覆土作绿化等用。
4、好氧滤池滤料表层种植植物，通过根部向滤池内部输送氧，可以有效利用和去除营养物质，同时植物茎叶分散布水使之更均匀，并可产生一定的经济效益与景观效益。
附图说明
下面结合附图对本发明进行进一步说明。
图1为厌氧池-梯式生态滤池组合污水脱氮除磷装置平面图
其中1为厌氧池，2为好氧滤池，3为好氧滤池，4为缺氧滤池，5为好氧滤池5。
图2为厌氧池剖面图
其中6为折流板，7为上流室，8为下流室。
图3为梯式生态滤池剖面图
其中9为滤料，10为植物，11为半管出水堰，12为穿孔集水管，13为半管出水堰，14为隔板，15为隔板底部开孔，16为滤料，17为集水管出口，18为分流布水口，19为溢流口，20为半管出水堰，21为沉淀池。
图4为好氧滤池单级表面平面图
其中9为滤料，11为半管出水堰。
图5为好氧滤池单级底部平面图
其中9为滤料，12为穿孔集水管。
图6为缺氧滤池单级表面平面图
其中14为隔板，16为滤料，17为集水管出口，18为分流布水口。
具体实施方式
下面结合图1-6对厌氧池-梯式生态滤池组合污水脱氮除磷装置及方法进行具体说明。
实施例1
污水经过管网收集进入全封闭地下式厌氧池1，如图2所示，厌氧池1里面设有折流板6，将厌氧池1分为上流室7和下流室8，厌氧池1上面设有人孔，人孔覆盖盖板，污水在厌氧池1停留12h，污水经厌氧发酵后一部分自流进入第一级好氧滤池2停留10分钟，如图3所示，通过第一级好氧滤池2上部由内径5厘米PVC管做成的半管出水堰11溅落与空气接触充氧，第一级好氧滤池2内煤渣9上附着的生物膜，经过氧化分解去除有机物并吸收氮、磷，滤池表层种植的黑麦草10，通过根部向滤池内部输送氧，可以有效利用和去除营养物质，同时溅落的污水经黑麦草10茎叶分散布水使之更均匀，并可产生一定的经济效益与景观效益；然后出水通过穿孔集水管12自流进入第二级好氧滤池3停留10分钟，氧化去除氨氮完成硝化作用并吸收氮、磷；之后出水再通过穿孔集水管12流入缺氧滤池4，缺氧滤池4中间的隔板14将污水分成两格形成下向流和上向流的推流形式，污水推流过程中与缺氧滤池4内煤渣16上附着的生物膜接触30分钟，进行反硝化脱氮，厌氧池1出水的另一部分通过分流布水口18直接分流到缺氧滤池4以补充反硝化脱氮所需的碳源；缺氧滤池4的出水通过另一侧的溢流口19进入最后一级好氧滤池5的半管出水堰20，经过最后一级好氧滤池5净化20分钟再进入沉淀池21沉淀后排放。
由于采用阶梯式布置生态滤池，充分利用污水排放点的势能，不需要消耗动力；此外，采用厌氧发酵、溅水充氧、集水穿孔管拔风供氧、反硝化脱氮和植物吸收相结合的形式，提高了充氧效果，省却了曝气所需的动力消耗，投资和运行费用低，简化了运行维护的复杂程度，并且处理效果好。好氧滤池与缺氧滤池交替串联，提高了脱氮效果，省却了回流的步骤，工艺流程简单，日常管理十分简便，基本实现无人管理式运行。
实施例2
污水经过管网收集进入全封闭地下式厌氧池1，如图2所示，厌氧池1里面设有折流板6，将厌氧池1分为上流室7和下流室8，厌氧池1上面设有人孔，人孔覆盖盖板，污水在厌氧池1停留24h，污水经厌氧发酵后一部分自流进入第一级好氧滤池2停留20分钟，如图3所示，通过第一级好氧滤池2上部由内径10厘米PVC管做成的半管出水堰11溅落与空气接触充氧，第一级好氧滤池2内珍珠岩熔渣9上附着的生物膜，经过氧化分解去除有机物并吸收氮、磷，滤池表层种植的芦苇10，通过根部向滤池内部输送氧，可以有效利用和去除营养物质，同时溅落的污水经黑麦草10茎叶分散布水使之更均匀，并可产生一定的经济效益与景观效益；然后出水通过穿孔集水管12自流进入第二级好氧滤池3停留20分钟，氧化去除氨氮完成硝化作用并吸收氮、磷，然后出水自流进入第三级好氧滤池停留20分钟，继续氧化去除氨氮完成硝化作用并吸收氮、磷；之后出水再通过穿孔集水管12流入缺氧滤池4，缺氧滤池4中间的隔板14将污水分成两格形成下向流和上向流的推流形式，污水推流过程中与缺氧滤池4内煤渣16上附着的生物膜接触60分钟，进行反硝化脱氮；厌氧池1出水的另一部分通过分流布水口18直接分流到缺氧滤池4以补充反硝化脱氮所需的碳源，缺氧滤池4的出水通过另一侧的溢流口19进入最后一级好氧滤池5的半管出水堰20，经过最后一级好氧滤池5净化30分钟再进入沉淀池21沉淀后排放。
实施例3
污水经过管网收集进入全封闭地下式厌氧池1，如图2所示，厌氧池1里面设有折流板6，将厌氧池1分为上流室7和下流室8，厌氧池1上面设有人孔，人孔覆盖盖板，污水在厌氧池1停留18h，污水经厌氧发酵后一部分自流进入第一级好氧滤池2停留15分钟，如图3所示，通过第一级好氧滤池2上部由内径7厘米PVC管做成的半管出水堰11溅落与空气接触充氧，第一级好氧滤池2内陶粒9上附着的生物膜，经过氧化分解去除有机物并吸收氮、磷，滤池表层种植的水芹10，通过根部向滤池内部输送氧，可以有效利用和去除营养物质，同时溅落的污水经黑麦草10茎叶分散布水使之更均匀，并可产生一定的经济效益与景观效益；然后出水通过穿孔集水管12自流进入第二级好氧滤池3停留15分钟，氧化去除氨氮完成硝化作用并吸收氮、磷；之后出水再通过穿孔集水管12流入缺氧滤池4，缺氧滤池4中间的隔板14将污水分成两格形成下向流和上向流的推流形式，污水推流过程中与缺氧滤池4内煤渣16上附着的生物膜接触45分钟，进行反硝化脱氮，厌氧池1出水的另一部分通过分流布水口18直接分流到缺氧滤池4以补充反硝化脱氮所需的碳源；缺氧滤池4的出水通过另一侧的溢流口19进入最后一级好氧滤池5的半管出水堰20，经过最后一级好氧滤池5净化25分钟再进入沉淀池21沉淀后排放。

Claims (7)

1、一种厌氧池-梯式生态滤池组合污水脱氮除磷装置，其特征在于，所述装置由厌氧池(1)、梯式生态滤池和沉淀池(21)组合而成，厌氧池(1)位置高于梯式生态滤池，梯式生态滤池位置高于沉淀池(21)，梯式生态滤池由第一级好氧滤池(2)、第二级好氧滤池(3)、缺氧滤池(4)和最后一级好氧滤池(5)交替串联呈阶梯式布置，位置逐步降低，第一级好氧滤池(2)、第二级好氧滤池(3)和最后一级好氧滤池(5)上部均设置半管布水堰(11)，下部均设置穿孔集水管(12)，表层均种植植物(10)，缺氧滤池(4)中间设有隔板(14)，隔板(14)底部有开孔(15)。
2、一种如权利要求1所述的厌氧池-梯式生态滤池组合污水脱氮除磷装置，其特征在于，所述第一级好氧滤池(2)、第二级好氧滤池(3)为两级或多级子滤池串联。
3、一种如权利要求1所述的厌氧池-梯式生态滤池组合污水脱氮除磷装置，其特征在于，所述第一级好氧滤池(2)、第二级好氧滤池(3)、缺氧滤池(4)和最后一级好氧滤池(5)内滤料(16)为煤渣、珍珠岩熔渣或陶粒。
4、一种如权利要求1所述的厌氧池-梯式生态滤池组合污水脱氮除磷装置，其特征在于，所述第一级好氧滤池(2)、第二级好氧滤池(3)和最后一级好氧滤池(5)表层种植植物(10)为黑麦草、芦苇或水芹。
5、一种如权利要求1所述的厌氧池-梯式生态滤池组合污水脱氮除磷装置，其特征在于，所述厌氧池(1)为地下式，里面设有折流板(6)，将厌氧池(1)分为上流室(7)和下流室(8)，厌氧池(1)上面设有人孔，人孔覆盖盖板。
6、一种如权利要求1所述的厌氧池-梯式生态滤池组合污水脱氮除磷装置，其特征在于，所述半管布水堰(11)为内径5～10厘米的PVC管。
7、一种厌氧池-梯式生态滤池组合污水脱氮除磷方法，其特征在于，步骤为：污水经过管网收集进入厌氧池(1)，停留12～24小时，经厌氧发酵后一部分自流进入第一级好氧滤池(2)停留10～20分钟，然后出水通过穿孔集水管(12)自流进入第二级好氧滤池(3)停留10～20分钟，之后出水再通过穿孔集水管(12)流入缺氧滤池(4)，缺氧滤池(4)中间的隔板(14)将污水分成两格形成下向流和上向流的推流形式，污水推流过程中与缺氧滤池(4)内滤料(16)上附着的生物膜接触30～60分钟，厌氧池(1)出水的另一部分通过分流布水口(18)直接分流到缺氧滤池(4)以补充反硝化脱氮所需的碳源，缺氧滤池(4)的出水通过另一侧的溢流口(19)进入最后一级好氧滤池(5)的半管出水堰(20)，经过最后一级好氧滤池(5)净化20～30分钟再进入沉淀池(21)沉淀后排放。
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