CN101717151A - 一种人工湿地污水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水处理技术领域，涉及一种污水处理或水质净化处理方法，特别是一种人工湿地污水处理方法。本发明方法是在传统的人工湿地系统之前设置纳米级气泡充氧系统和生物处理单元。充氧系统是利用超声波的空化现象，产生雾状水气泡，然后再喷入水中。生物处理单元内设置有纺织材料制成的过滤插板、生物填料过滤层、抗渗底、覆盖层。人工湿地系统可以是表面流、潜流和垂直流等三种湿地中的一种或多种串联或并联。其处理流程是，污水首先经过充氧系统进行充氧，然后进入生物处理单元处理，出水进入湿地系统进行再一步处理。与传统工艺相比，本方法可用于处理含有挥发性有机物(恶臭)污水，去污效率高，去污时间短。

Description

一种人工湿地污水处理方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及一种污水处理或水质净化处理的方法，特别涉及一种人工湿地污水处理方法。

背景技术

现有的人工湿地主要有表面流、潜流和垂直流等三种方式，在实际工程中，对于有恶臭气味的污水，一般只能采用潜流湿地进行处理。由于湿地系统对某些挥发性有机物的去除效率(如废水氨氮的含量较高)一般，很难达到出水无臭的目的，或即使要达到类似的目的，需要的停留时间较长。因而，在现实中，对于此类的污水一般采用好氧生物反应器处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对挥发性有机物去除效率高、处理时间短的人工湿地污水处理方法，用于含有挥发性有机物污水处理。

本发明提出的人工湿地污水处理方法，是在人工湿地系统C单元之前依次设置纳米级气泡充氧系统A、生物处理单元B。其中：

纳米级气泡充氧系统A由超声波发生器和空气管组成。其原理是利用超声波的空化现象，将超声波发生器的辐射面放入待处理的污水中，并由空气管不断冲入空气，使在辐射面上产生一个水气两相态，产生雾状水气泡，然后再喷入水中。根据超声波的经典理论可知雾滴最常出现的尺寸随所作用超声波频率增大而减小。当所用超声频率为2.5兆赫时，所有生成雾的液滴有35％，具1.7至2.5微米的尺寸，而所有液滴的85％尺寸是在1.0到4.8微米之间。当频率在1.0至2.5兆赫之间时，最常出现的雾滴的尺寸符合表面张力波的半波长 $\mathrm{\λ}=\sqrt{\frac{2\mathrm{x\σ}}{{\mathrm{\ρf}}^2}},$ 式中λ是表面张力波的波长，σ是液体表面张力系数，ρ是液体密度，而是f振动频率。根据上式可知，气泡的粒径很细，在水中处于悬浮状态而不上升，使得经过处理后的水的溶解氧处于过饱和状态，从而在系统的前端，即达到充氧的目的，使得污水中的挥发性有机废气不通过曝气到达空气中。

经过纳米级气泡充氧系统A充氧后的污水进入生物处理单元B，进行进一步的生化处理。本发明中提出的生物处理单元B为一种快速渗滤系统，它可有效拦截水体中污染物，并调节水流速，平衡水高程。生物处理单元包括由纺织材料制成的过滤插板1、生物填料过滤层2、覆盖层3和抗渗底4，所述的生物填料过滤层2置于过滤插板1之后，覆盖层3和抗渗底4分别置于生物填料过滤层2的顶部和底部，组成一个渗滤单元；在生物处理单元B进口段设置有纺织材料制成的过滤插板1，其结构呈空间网状，在系统中起到过滤阻截大颗粒悬浮物的作用；在过滤插板1的后面是生物填料过滤层2，其填料为聚丙烯小球、陶粒、亲水性纺织纤维球形填料、亲水性纺织纤维制成的软性填料、活性炭颗粒填料中的一种或多种组合，上述填料具有优异的生物附着特性；当来水中有可生物降解的有机物时，在生物填料的表面生长有大量微生物菌胶团，对来水中的有机物起到吸附阻截作用，因来水中溶解氧饱和，因而在生物填料过滤层2内发生好氧反应，将来水中挥发性有机物降解。根据需要，在水处理系统中可设置多层过滤插板1和生物填料过滤层2。当过滤插板1因为悬浮物较多而堵塞时，可将过滤插板1拔出，经过水冲洗后再行放入系统中，以起到保护后续处理工艺的目的。因为进水处有机物浓度在整个处理系统中处于底物最丰富的前端，因而生物填料过滤层2上生长的微生物生长速度较快，易造成湿地的进水端堵塞。这时，可将生物填料过滤层2中的填料取出，经过简单的水冲洗即可去除填料中过量的微生物，再行放入处理系统中重复利用。

本发明中提出的湿地系统C，是表面流、潜流和垂直流等三种湿地中的一种或多种，运行方式可以是串联或并联。经过生物处理单元B处理后的来水，其悬浮物浓度和COD浓度均较低，通过湿地系统C单元处理后，可满足不同的排放需要。

本发明中涉及的纳米级气泡充氧系统A，其超声波的频率在20KHz～300KHz之间，气水体积比的变化范围在50∶1～1∶1，在常温常压下，水中饱和溶解氧浓度为9.5mg/L时，本系统纳米级气泡充氧系统A对污水的充氧浓度可大于10.0mg/L，从而达到对系统充氧的目的。

系统中B单元，根据实地现场需要，停留时间可设置为0.1~6.0小时，生物处理单元的高度为0.5～1.8m高之间。经过生物处理单元B单元后的尾水，进入湿地系统C进一步去除水中的有机污染物，停留时间可设置为1.0～72.0小时，湿地系统的高度为0.6～1.5m高之间。从而达到保护湿地系统不阻塞的目的。

本发明中提出的湿地系统C单元，是表面流、潜流和垂直流等三种湿地中的一种或多种，运行方式可以是串联或并联。经过B单元处理后的来水，其悬浮物浓度和COD浓度均较低，通过湿地系统C单元处理后，可满足不同的排放需要。

附图说明

是本工艺中湿地净化过程工艺流线图。

图中标号：A为纳米级气泡充氧系统，B是生物处理单元，C是湿地系统。1是过滤插板，2是生物填料过滤层，3是覆盖层，4是抗渗底，5是植物，6是湿地填料，7是空气管，8是带有超声装置的混合器。

具体实施方式

实施例1

某生活污水厂出水，流量为500吨/天，污水COD浓度约为150mg/L左右、氨氮为30.0~35.0mg/L、总磷为5.5mg/L、总氮为40~45mg/L，经过本工艺处理后排放，纳米气泡充氧系统A中超声波的频率为45kHz，功率为450W，气水比为2∶1。生物处理单元B的高度为1.0m，水力停留时间是6小时，湿地系统的高度为0.6m，表面水力负荷为0.25m3/m2.d。出水达到GC18918-2002中一级C标准。

实施例2

某工业污水厂出水，流量为100吨/天，污水COD浓度约为200mg/L左右、氨氮为20.0mg/L、总磷为2.5mg/L、总氮为25mg/L，经过本工艺处理后排放，纳米气泡充氧系统A中超声波的频率为45kHz，功率为250W，气水比为2∶1。生物处理单元B的高度为1.0m，水力停留时间是3小时，湿地系统的高度为0.6m，表面水力负荷为0.25m3/m2.d。出水达到GC18918-2002中一级C标准。

Claims (4)

1.一种用于处理含有挥发性有机物污水的人工湿地污水处理方法，其特征在于：在人工湿地系统(C)之前依次设置一个纳米级气泡充氧系统(A)和生物处理单元(B)；污水处理流程是，污水首先经过纳米级气泡充氧系统(A)，进行充氧处理；出水进入生物处理单元(B)，对其中的有机物进行吸附、阻载和降解处理；出水进入人工湿地系统(C)进行进一步处理；

其中，纳米级气泡充氧系统(A)由超声波发生器和空气管组成，超声波发生器的辐射面放入污水中，由空气管向污水中不断充入空气，对污水进行充氧；生物处理单元(B)内设置有纺织材料制成的过滤插板(1)、生物填料过滤层(2)、抗渗底(4)、覆盖层(3)，其中，生物填料过滤层(2)置于过滤插板(1)之后，覆盖层(3)和抗渗底(4)分别置于生物填料过滤层(2)顶部和底部，组成一个渗滤单元；人工湿地系统(C)是表面流、潜流和垂直流三种湿地中的一种或多种串联或并联。

2.如权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于：所述的纳米级气泡充氧系统(A)中超声波的频率在20KHz~300KHz之间，气水体积比的变化范围在50∶1~1∶1。

3.如权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于：生物处理单元(B)内设置由纺织材料制成的过滤插板(1)，其结构呈空间网状，生物填料过滤层(2)中填料为聚丙烯小球、大颗粒粗砂、陶粒、鹅卵石、亲水性纺织纤维球形填料、亲水性纺织纤维制成的软性填料中的一种或多种组合。

4.如权利要求1或3所述的污水处理方法，其特征在于：污水在生物处理单元(B)中停留时间设置为0.1～6小时，生物处理单元的高度为0.5～1.8m高之间。

Images