CN101880105A - 复合流人工快渗生态田 - Google Patents

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刘若鹏
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Abstract

为解决人工快速渗滤系统处理污水时存在的复氧不足，占地面积大，脱氮除磷效果差及容易堵塞等问题，本发明提供了一种复合流人工快渗生态田污水处理系统。污水首先通过生物化粪池内设置的格栅截留粒径较大的杂质，经沉淀、初步水解酸化作用后，污水中难降解的大分子有机物分解为易降解的小分子有机物，之后通过过滤仓内设置的过滤填料进一步截留粒径较小的杂质；过滤仓出水由虹吸间歇配水调节池向侧向流复合介质渗滤床间歇配水，经侧向渗滤后的出水进入集水池收集，再提升至垂直流植被滴滤田进行后续处理，该系统占地小、成本低、投资少、便于管理，处理出水完全达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。

Description

复合流人工快渗生态田
技术领域
本发明涉及一种高效、低耗的污水生态处理技术，能够提高脱氮除磷效率，适于在分散式生活区应用，属于水处理技术领域。
背景技术
随着我国城市化进程的加速以及人口的剧增，使得传统的集中式污水处理系统已经不能够满足中心城镇以外更为广泛的污水处理需求，其中大多数疗养院、度假村、村镇及别墅等分散式生活区，由于远离市政排水管网，难以将污水集中输送到城市污水处理厂进行处理。而这些大量分散的生活污水未经处理直接排放至河湖、水库、湖泊等受纳水体，必将导致水体污染，生态环境与人类的健康受到威胁。
分散式生活污水因地域差异其水量变化较大，污水来源主要是通过洗涤、沐浴、卫生清洁排水等，其中有机物、氮、磷和表面活性剂含量较高，一般不含有毒污染物。
我国现有的城市污水处理工艺如A2/O、氧化沟、UNITANK等，虽然都能取得良好的污水处理效果，但由于其投资高、运行成本高、能耗较大、操作复杂，不适合对分散式生活污水处理。为能够节省运行成本、低能耗、高效率地处理分散式生活污水，近年来出现了利用人工快速渗滤系统(Constructed RapidInfiltration System，简称CRI系统)进行处理，该系统具有工艺灵活、投资省、能耗小、运行成本低、便于维护管理等特点，适于对分散式生活污水的处理。但由于CRI系统在运行过程中存在复氧不足，占地面积大，脱氮除磷效果差，长期运行使上层填料很容易发生堵塞等问题，从而影响最终出水水质，难以保证稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)规定的一级A标准。
发明内容
为了解决上述CRI系统复氧不足、占地面积大、渗滤介质堵塞、脱氮除磷效果差等诸多问题，本发明提供一种强化复氧、减少堵塞、节省占地，能有效提高脱氮除磷效率的复合流人工快渗生态田，适于对分散式生活污水的低耗、高效处理，使出水水质能够稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。
复合流人工快渗生态田由生物化粪池、虹吸间歇配水调节池、侧向流复合介质渗滤床、集水池和垂直流植被滴滤田组成；其特征是：污水首先通过生物化粪池储粪仓内设置的格栅，截留粒径较大的杂质，经沉淀、初步水解酸化作用后，污水中难降解的大分子有机物分解为易降解的小分子有机物，之后通过过滤仓内设置的过滤填料，进一步截留粒径较小的杂质；过滤仓出水进入虹吸间歇配水调节池，利用其内部设置的虹吸装置间歇向侧向流复合介质渗滤床通过穿孔墙配水，自动实现渗滤床内淹湿-落干交替运行，同时在该系统内部设置了自然通气管，强化系统复氧能力，污染物通过物理吸附、生物降解等作用得以有效去除。渗滤出水收集于集水池，再经提升泵提升，由均匀布水装置向垂直流植被滴滤田均匀布水，在植被、滴滤介质与微生物的共同作用下，进一步去除污水中的有机物、TN、TP、SS等，最终使出水水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。
生物化粪池内分为储粪仓和过滤仓，在储粪仓的进水口处设置格栅，在过滤仓内部设置过滤填料，过滤填料可以由纤维、悬浮颗粒填料、弹性立体填料或网状填料等中的一种或多种组成。
虹吸间歇配水调节池分为I区和II区，在两区之间设置虹吸装置，污水通过虹吸作用从穿孔墙向侧向流复合介质渗滤床间歇配水，从而自动实现侧向流复合介质渗滤床内淹湿-落干交替运行，有利于系统内的复氧，避免堵塞。
侧向流复合介质渗滤床可由多个单独介质层组成，每个单独介质层内填充的填料可以是砾石、卵石、火山岩、炉渣、陶粒、沸石、石英砂等中的一种或几种，并在系统内部设置自然通气管增强复氧，床体底部和周围均需做防渗处理。
垂直流植被滴滤田合建在侧向流复合介质渗滤床的正上方，两层之间作防渗处理；在垂直流植被滴滤田的上方设置均匀布水装置，滴滤田内按一定级配填充滴滤介质，滴滤介质可以由泥炭、粗木屑、砾石、卵石、火山岩、炉渣、陶粒、沸石、石英砂等中的一种或几种组成，其中泥炭和粗木屑为缓释碳源填料，可提高系统反硝化脱氮效果；同时在滴滤田内部设置自然通气管增强复氧，并在滴滤田中种植具有经济、景观效益或净水功能的植被，可以是美人蕉、茭白、香蒲等。
本发明复合流人工快渗生态田系统占地面积小、运行成本低、应用范围广、基建投资少、便于维护管理、操作简单。适用于低耗高效的分散式生活污水处理，处理出水完全达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。
附图说明
图1为本发明复合流人工快渗生态田污水处理系统工艺图
图中标号说明：
1、进水管         2、生物化粪池         3、储粪仓              4、格栅
5、过滤填料       6、过滤仓             7、虹吸间歇配水调节池
8、虹吸装置       9、穿孔墙             10、侧向流复合介质渗滤床
11、单独介质层        12、集水池                               13、提升泵
14、均匀布水装置      15、垂直流植被滴滤田                     16、滴滤介质
17、自然通气管        18、植被                                 19、集水管
具体实施方式
本发明提供的复合流人工快渗生态田污水处理系统是针对CRI系统存在的缺陷提出的，它对CRI系统进行了强化改进。如图1所示，生活污水从进水管(1)进入生物化粪池(2)的储粪仓(3)，通过储粪仓(3)内设置的格栅(4)，截留粒径较大的杂质，经沉淀、初步水解酸化作用后，污水中难降解的大分子有机物分解为易降解的小分子有机物，之后通过过滤仓(6)内设置的过滤填料(5)，进一步截留粒径较小的杂质；过滤仓(6)出水进入虹吸间歇配水调节池(7)，并利用其内部设置的虹吸装置(8)通过穿孔墙(9)间歇向侧向流复合介质渗滤床(10)配水，自动实现渗滤床内淹湿-落干交替运行，同时在该系统内部设置了自然通气管(17)，强化系统复氧能力，污染物通过物理吸附、生物降解等作用得以有效去除。渗滤出水收集于集水池(12)内，经提升泵(13)提升通过均匀布水装置(14)向垂直流植被滴滤田(15)均匀布水，在滴滤田的内部设置自然通气管(17)，污水经植被(18)、滴滤介质(16)与微生物的共同作用，进一步去除污水中的有机物、TN、TP、SS等，最终出水通过集水管(19)收集外排，出水水质稳定且达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBt8918-2002)一级A标准。
实施例一
采用复合流人工快渗生态田系统对北京郊区某别墅的生活污水进行处理，每日最大水量为5m3，污水进水水质如表1所示。
表1某别墅区生活污水水质
根据实际地形，在别墅附近修建复合流人工快渗生态田，其中生物化粪池建成地埋式，尺寸为2.0×1.5×2.2m，有效容积为6.0m3，过滤仓内部填充弹性立体填料；虹吸间歇配水调节池建成地埋式，尺寸为1.5×1.5×2.0m，有效容积为4.0m3；侧向流复合介质渗滤床尺寸为8.0×2.0×0.7m，有效面积16m2，有效水深为0.6m，分为3个单独介质层，分别填充砾石、陶粒、炉渣；垂直流植被滴滤田尺寸为8.0×2.0×0.6m，有效面积16m2，有效水深为0.5m，滴滤介质由卵石和石英砂组成，考虑别墅附近的景观效果种植了美人蕉。
该系统于2008年7月开始运行，整个系统的最终出水水质基本稳定，每周对进、出水水质监测2次，其中生物化粪池对CODCr、BOD5、SS、TN及TP的平均去除率分别为52.7％、65.0％、53.8％、10.7％、28.9％；侧向流复合介质渗滤床对CODCr、BOD5、SS、TN及TP的平均去除率分别为69.3％、74.1％、76.8％、37.2％、61.4％；垂直流植被滴滤田对CODCr、BOD5、SS、TN及TP的平均去除率分别为79.6％、84.8％、87.0％、76.1％、76.9％。其最终出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。

Claims (5)

1.一种复合流人工快渗生态田系统，它由生物化粪池、虹吸间歇配水调节池、侧向流复合介质渗滤床、集水池和垂直流植被滴滤田组成；其特征在于：污水首先通过生物化粪池(2)储粪仓(3)内设置的格栅(4)，截留粒径较大的杂质，经沉淀、初步水解酸化作用后通过过滤仓(6)内设置的过滤填料(5)进一步截留粒径较小的杂质；过滤仓(6)出水再由虹吸间歇配水调节池(7)向侧向流复合介质渗滤床(10)间歇配水，经渗滤后的出水进入集水池(12)收集，再通过提升泵(13)提升至垂直流植被滴滤田(15)进行后续处理，最终出水经集水管(19)收集外排。
2.根据权利要求1所述的生物化粪池，其特征在于：其内分为储粪仓(3)和过滤仓(6)，在储粪仓(3)的进水口处设置格栅(4)，在过滤仓(6)中部设置过滤填料(5)，过滤填料(5)可以由纤维、悬浮颗粒填料、弹性立体填料或网状填料等中的一种或多种组成。
3.根据权利要求1所述的虹吸间歇配水调节池，其特征在于：该池分为I区和II区，在两区之间设置虹吸装置(8)，通过虹吸作用向侧向流复合介质渗滤床(10)间歇配水，从而自动实现侧向流复合介质渗滤床(10)内淹湿-落干交替运行，有利于系统内的复氧，避免堵塞。
4.根据权利要求1所述的侧向流复合介质渗滤床，其特征在于：污水通过穿孔墙(9)均匀进入侧向流复合介质渗滤床(10)，该床体可由多个单独介质层(11)组成，每个单独介质层(11)内填充的填料可以是砾石、卵石、火山岩、炉渣、陶粒、沸石、石英砂等中的一种或几种，并在系统内部设置自然通气管(17)增强复氧，床体底部和周围均需做防渗处理。
5.根据权利要求1所述的垂直流植被滴滤田，其特征在于：该系统合建在侧向流复合介质渗滤床(10)的正上方，两层之间作防渗处理；在垂直流植被滴滤田(15)的上方设置均匀布水装置(14)，滴滤田内按一定级配填充滴滤介质(16)，滴滤介质(16)可以由泥炭、粗木屑、砾石、卵石、火山岩、炉渣、陶粒、沸石、石英砂等中的一种或几种组成，其中泥炭和粗木屑为缓释碳源填料，可提高系统反硝化脱氮效果；同时在滴滤田内部设置自然通气管(17)增强复氧，并在滴滤田中种植具有经济、景观效益或净水功能的植被(18)，可以是美人蕉、茭白、香蒲等。
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