CN102531173A

CN102531173A - 复合介质生物滤器污水处理方法及配套装置

Info

Publication number: CN102531173A
Application number: CN2012100523611A
Authority: CN
Inventors: 罗安程; 聂新军; 王云龙
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2032-03-02
Also published as: CN102531173B

Abstract

本发明公开了一种复合介质生物滤器污水处理方法及配套装置，所述装置包括穿孔的布水管、滤器主体、填料层、通气管、出水管、集水室和曝气管；所述填料层由复合介质快速渗滤层和复合介质混合层在所述滤器主体内部相间隔排列组成；污水通过所述布水管均匀分布于所述复合介质快速渗滤层中，经过所述复合介质快速渗滤层初步净化之后，污水进一步下渗，在与所述复合介质混合层中的填料充分接触之后，污水继续向下渗透，污水中的污染物质在填料和填料中的微生物共同作用下，得以逐步吸附、降解和转化，最终实现污水的高效净化。本发明介质来源广泛，价格低廉，污水在不同功能的多种微生物共同作用下得到深度净化，最终实现污水的达标排放或者资源化利用。

Description

复合介质生物滤器污水处理方法及配套装置

技术领域

本发明涉及一种复合介质生物滤器污水处理方法及配套装置。

背景技术

传统的污水处理工艺及其应用已经越来越成熟，但是这些工艺存在基础投资费用高、需要专人运行维护、能耗较高等限制因素。因此，寻求低成本、高效率、易操作的污水处理技术，对于进一步扩大污水处理运用范围、满足社会与市场需求具有重要意义，尤其对于污水源复杂、经济条件与文化背景多样的农村地区，具有良好的运用前景和重要的社会意义。

发明内容

为了解决现有污水处理工艺中存在的基础投资费用高、需专人运行维护、能耗较高等问题，本发明提供一种不需或少需动力、管理方便、占地面积小的复合介质生物滤器污水处理方法及配套装置。

本发明采用的技术方案是：

一种污水处理方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

(1)布水：污水通过布水管均匀布入处理装置；

(2)净化处理：污水下渗，与处理装置中的填料充分接触并发生物理、化学和生物作用，污水中的有机物质和氮磷等物质被填料吸附并进一步得到降解、转化；

(3)下渗的污水汇集在处理装置的最下方，最终由处理装置的出口排出。

一种实现上述方法的复合介质生物滤器污水处理装置，其特征在于：包括穿孔的布水管、滤器主体、填料层、通气管、出水管、集水室和曝气管；所述填料层由复合介质快速渗滤层和复合介质混合层在所述滤器主体内部相间隔排列组成，且所述复合介质快速渗滤层设在所述复合介质混合层上部；所述布水管设在所述滤器主体的顶部或预埋于所述复合介质快速渗滤层中；相间隔排列的所述复合介质混合层之间通过所述通气管连接；相邻的所述复合介质快速渗滤层和所述复合介质混合层之间由连接管联通；所述集水室位于填料层的下方，所述出水管设在所述集水室的一侧；所述曝气管由两部分连接而成，一部分是位于所述复合介质混合层中的穿孔管，另一部分是与外界连通且穿过所述复合介质快速渗滤层和复合介质混合层的直管。

进一步，所述的布水管由直径为1-10cm的穿孔管网状连接组成。

进一步，所述复合介质快速渗滤层由直径Φ3-10mm的沸石、蛭石、砂石、石灰石、竹林颗粒物、树脂、陶粒中的两种或两种以上物质混合组成；同一层的渗滤层组分比例相同，不同高度的渗滤层间组分比例不同。

更进一步，所述的复合介质快速渗滤层由直径Φ3-10mm的沸石、蛭石、砂石、石灰石、竹林颗粒物、树脂和陶粒混合组成，所述的沸石、蛭石、砂石、石灰石、竹林颗粒物、树脂和陶粒的体积比为10-30∶5-10∶5-10∶5-20∶10-20∶5-10∶5-20。

进一步，所述复合介质混合层由砂、土壤、发酵有机物、铁粒、炭、竹木粉、氧化铁粉、粉煤灰、微生物菌种中的两种或两种以上物质混合而成，同一层的混合层组分比例相同，不同高度的的混合层间组分比例不同。

更进一步，所述复合介质混合层由砂、土壤、发酵有机物、铁粒、炭、竹木粉、氧化铁粉、粉煤灰和微生物菌种混合组成，所述的砂、土壤、发酵有机物、铁粒、炭、竹木粉、氧化铁粉、粉煤灰和微生物菌种的体积比为10-30∶15-20∶10-20∶5-10∶1-10∶5-10∶5-10∶5-10∶0.1-1。

进一步，所述的集水室内填有粒径在3-5cm的鹅卵石。

本发明所述的曝气管与外界联通，可以为整个污水处理装置提供氧气，从而保证整个装置内的氧气浓度保持在一个合适的范围内；通过系统的自动复氧和外界提供氧气，系统的复合介质快速渗滤层和复合介质混合层的间隔排布形成连续的好氧、厌氧区域，污水在下渗过程中连续通过好氧区和厌氧区，在不同功能的多种微生物共同作用下得到深度净化，最终实现污水的达标排放或者资源化利用。

本发明的技术核心在于利用多种介质以不同比例混合，辅以高效的微生物菌种形成复合介质填料，这种填料成层状相间排布，相邻的滤层之间由连接管联通，构成所述的复合介质生物滤器。污水经过所述布水管均匀布入所述复合介质快速渗滤层，连续通过由复合介质快速渗滤层和复合介质混合层组成的填料层，污水中的污染物质在填料和填料中的微生物共同作用下，得以逐步吸附、降解和转化，最终实现污水的高效净化。本发明在无动力或微动力运行条件下，可以实现对污水中COD、NH₃-N、TP等污染物质的高效去除，其去除率分别可以达到75-85％、80-90％、80-85％。

本发明的有益效果体现在：

1、快速渗滤层由多种粗颗粒物混合而成，具有较强的透水性，且对微生物具有良好的附着性，有利于微生物群落的生长；良好的透水透气性保障了该层内的好氧环境，大大提高了有机物的降解速率；

2、介质来源广泛，价格低廉，从而有效降低整个污水处理装置的成本费用和基建投资；运行可无动力、无人值守；

3、装置结构简单、安装方便，完全可成套化生产；

4、水、气路畅通，在装置内部形成连续的好氧、厌氧区域，有利于不同功能微生物群落的共同存在，处理效率高；在处理负荷高时可通过一定量的曝气进一步提高装置的污染物去除能力。因此，抗冲击能力强、适应性广；

5、该装置无需连续、均匀进水，甚至可停水数日而不影响其处理效果，因此，其对外界条件的适应性广，尤其适用于水量变化大的农家乐等污水的处理。

附图说明

图1是本发明污水处理装置的整体结构示意图。

图中标记说明：1、布水管；2、复合介质快速渗滤层；3、复合介质混合层；4、曝气管；5、出水管；6、集水室；7、通气管；8、滤器主体。

具体实施方式

实施例1

一种污水处理方法，所述方法包括如下步骤：

(1)布水：污水通过布水管均匀布入处理装置；

参照图1，一种实现上述方法的复合介质生物滤器污水处理装置，包括穿孔的布水管1、滤器主体8、填料层、通气管7、出水管5、集水室6和曝气管4；所述填料层由复合介质快速渗滤层2和复合介质混合层3在所述滤器主体8内部相间隔排列组成，且所述复合介质快速渗滤层2设在所述复合介质混合层3上部；所述布水管1设在所述滤器主体8的顶部或预埋于所述复合介质快速渗滤层2中；相间隔排列的所述复合介质混合层3之间通过所述通气管7连接；相邻的所述复合介质快速渗滤层2和所述复合介质混合层3之间由连接管联通；所述集水室6位于填料层的下方，所述出水管5设在所述集水室6的一侧；所述曝气管4由两部分连接而成，一部分是位于所述复合介质混合层3中的穿孔管，另一部分是与外界连通且穿过所述复合介质快速渗滤层2和复合介质混合层3的直管。

进一步，所述的布水管1由直径为1-10cm的穿孔管网状连接组成。

进一步，所述复合介质快速渗滤层2由直径Φ3-10mm的沸石、蛭石、砂石、石灰石、竹林颗粒物、树脂、陶粒中的两种或两种以上物质混合组成，同一层的渗滤层组分比例相同，不同高度的渗滤层间组分比例不同。

进一步，所述复合介质混合层3由砂、土壤、发酵有机物、铁粒、炭、竹木粉、氧化铁粉、粉煤灰、微生物菌种中的两种或两种以上物质混合而成，同一层的混合层组分比例相同，不同高度的的混合层间组分比例不同。

进一步，所述的集水室6内填有粒径在3-5cm的鹅卵石。

本发明所述的曝气管4与外界联通，可以为整个污水处理装置提供氧气，从而保证整个装置内的氧气浓度保持在一个合适的范围内；通过系统的自动复氧和外界提供氧气，系统的复合介质快速渗滤层2和复合介质混合层3的间隔排布形成连续的好氧、厌氧区域，污水在下渗过程中连续通过好氧区和厌氧区，在不同功能的多种微生物共同作用下得到深度净化，最终实现污水的达标排放或者资源化利用。

本发明的技术核心在于利用多种介质以不同比例混合，辅以高效的微生物菌种形成复合介质填料，这种填料成层状相间排布，相邻的滤层之间由PVC管联通，构成所述的复合介质生物滤器。污水经过所述布水管均匀布入所述复合介质快速渗滤层，连续通过由复合介质快速渗滤层和复合介质混合层组成的填料层，污水中的污染物质在填料和填料中的微生物共同作用下，得以逐步吸附、降解和转化，最终实现污水的高效净化。本发明在无动力或微动力运行条件下，可以实现对污水中COD、NH₃-N、TP等污染物质的高效去除，其去除率分别可以达到75-85％、80-90％、80-85％。

实施例2

复合介质生物滤器污水处理装置体积为2m³，快速渗滤层厚度为10-15cm，复合介质混合层厚度为8-10cm，集水室高度为30cm；快速渗滤层的组成成分为改性沸石、蛭石、陶粒和竹林颗粒物，其中各组分的体积比为10-40∶15-20∶10-30∶15-30，共填充7层，每层的厚度和组分比例均有所差异，装置底部和上部的渗滤层稍厚些，对应的沸石和蛭石的比例也稍大一些；复合介质混合层的主要组分是黄砂、土壤、粉煤灰、发酵有机物、竹屑、竹炭，同时掺混一些高效微生物菌种，其中各组分的体积比为10-30∶15-30∶1-10∶10-15∶10-20∶10-30∶0.1-1，共填充6层，位于装置底部的混合层厚度可以稍微小一些，竹屑、竹炭的比例可相应增大一些。在水力负荷为0.3m³·m^-2·d^-1，外界自然通气情况下，当进水水质为COD 350mg/l、NH₃-N 40mg/l、TP 8mg/l时，出水水质分别小于COD 50mg/l、NH₃-N 6mg/l、TP 0.5mg/l，去除率分别大于COD 85.7％、NH₃-N 85％、TP 93.75％。该装置连续运行一年以上，出水水质稳定。

实施例3

复合介质生物滤器污水处理装置体积为8.8m³，快速渗滤层厚度为15-20cm，复合介质混合层厚度为5-10cm，集水室高度为30cm；快速渗滤层的组成成分为沸石、石灰石、砂石、树脂、陶粒和竹颗粒，其中各组分的体积比为10-30∶5-20∶1-10∶10-15∶10-20∶10-30，共填充7层，每层的厚度和组分比例均有所差异，装置底部和上部的渗滤层稍厚些，对应的沸石、石灰石和陶粒等组分的比例也稍大一些；复合介质混合层的主要组分是土壤、粉煤灰、生物秸秆、竹屑、竹炭，同时掺混一些高效微生物菌种，其中各组分的体积比为20-40∶10-30∶15-20∶5-10∶10-30∶0.1-1，共填充6层，位于装置底部的混合层的厚度可以稍微薄一些，生物秸秆、竹屑和竹炭的比例可相应增大一些。在水力负荷为0.4m³·m^-2·d^-1，外界自然通气情况下，当进水水质为COD 300mg/l、NH₃-N 30mg/l、TP 5mg/l时，出水水质分别为COD 50mg/l、NH₃-N 6mg/l、TP 0.5mg/l，去除率分别为COD83.3％、NH₃-N 80％、TP 90％。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims

1.一种污水处理方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

(1)布水：污水通过布水管均匀布入处理装置；

2.一种实现如权利要求1所述方法的复合介质生物滤器污水处理装置，其特征在于：包括穿孔的布水管、滤器主体、填料层、通气管、出水管、集水室和曝气管；所述填料层由复合介质快速渗滤层和复合介质混合层在所述滤器主体内部相间隔排列组成，且所述复合介质快速渗滤层设在所述复合介质混合层上部；所述布水管设在所述滤器主体的顶部或预埋于所述复合介质快速渗滤层中；相间隔排列的所述复合介质混合层之间通过所述通气管连接；相邻的所述复合介质快速渗滤层和所述复合介质混合层之间由连接管联通；所述集水室位于填料层的下方，所述出水管设在所述集水室的一侧；所述曝气管由两部分连接而成，一部分是位于所述复合介质混合层中的穿孔管，另一部分是与外界连通且穿过所述复合介质快速渗滤层和复合介质混合层的直管。

3.如权利要求2所述的复合介质生物滤器污水处理装置，其特征在于：所述的布水管由直径为1-10cm的穿孔管网状连接组成。

4.如权利要求3所述的复合介质生物滤器污水处理装置，其特征在于：所述复合介质快速渗滤层由直径Φ3-10mm的沸石、蛭石、砂石、石灰石、竹林颗粒物、树脂、陶粒中的两种或两种以上物质混合组成，同一层的渗滤层组分比例相同，不同高度的渗滤层间组分比例不同。

5.如权利要求4所述的复合介质生物滤器污水处理装置，其特征在于：所述复合介质混合层由砂、土壤、发酵有机物、铁粒、炭、竹木粉、氧化铁粉、粉煤灰、微生物菌种中的两种或两种以上物质混合而成，同一层的混合层组分比例相同，不同高度的的混合层间组分比例不同。

6.如权利要求5所述的复合介质生物滤器污水处理装置，其特征在于：所述的集水室内填有粒径在3-5cm的鹅卵石。