CN103130382B - 一种曝气生物滤池与人工湿地组合污水低碳处理反应器 - Google Patents

一种曝气生物滤池与人工湿地组合污水低碳处理反应器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种曝气生物滤池与人工湿地组合污水低碳处理反应器。它包括有内层圆形的配水区、中层圆环的曝气生物滤池和外层圆环的人工湿地，配水区通过配水区溢流口与中层圆环的曝气生物滤池连通，曝气生物滤池通过底部的出水口与外层圆环的人工湿地底部的进水孔连通，所述曝气生物滤池由双层环形廊道构成，两层环形廊道内交错设置有缺氧区A和好氧区C，填料框与填料框之间保留间距，并与池壁保留间隙，所述人工湿地由缺氧区A、自然复氧区B和好氧区C依次连接。本发明具有以下优点：1、脱氮效果好，减少了氧化亚氮温室气体的产生；2、避免了曝气生物滤池的滤层堵塞，易于清洗曝气生物滤池；3、污水处理效果好。

Description

一种曝气生物滤池与人工湿地组合污水低碳处理反应器
技术领域
本发明属于污水处理、环境保护技术领域，具体涉及到一种污水低碳处理反应器。
背景技术
曝气生物滤池简称BAF，是80年代末在欧美发展起来的一种新型生物膜法污水处理技术，这种污水处理技术集生物氧化和截留悬浮固体一体，节省了后续沉淀池，具有容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，出水水质好，运行能耗低等特点。但是，当运行一段时间后，滤层中截留的污物和生长的生物膜会使滤层发生堵塞，需要频繁对曝气生物滤池进行反冲洗，反冲洗水量和水头损失都较大。
人工湿地是一个综合的生态系统，它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理，在促进污水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。人工湿地处理系统具有出水水质稳定、工艺简单、基建和运行费用低等优点，但是该系统仍存在氮磷去除效果不佳、冬季去除效率下降等问题。
低碳包括较低的温室气体排放。污水低碳处理的核心任务是控制氧化亚氮等温室气体排放。研究结果表明，污水处理中，硝化过程中的高溶解氧(>0. 5 mg/L)、反硝化过程中尽量避免溶解氧的存在、高COD/N值(>3.5)、较大的SRT(>10 d)和适当的pH值(6. 8~8)可以减少氧化亚氮的产生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种曝气生物滤池与人工湿地组合污水低碳处理反应器，它能降低氧化亚氮温室气体的排放量，曝气生物滤池的滤层不易堵塞，易于清洗曝气生物滤池，污水处理效果好。
本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括有内层圆形的配水区、中层圆环的曝气生物滤池和外层圆环的人工湿地，污水经进水管进入内层圆形的配水区，配水区通过配水区溢流口与中层圆环的曝气生物滤池连通，曝气生物滤池通过底部的出水口与外层圆环的人工湿地底部的进水孔连通，人工湿地的出水口连通出水管；
所述曝气生物滤池由双层环形廊道构成，具有填料框和曝气装置，两层环形廊道内交错设置有缺氧区A和好氧区C，填料框与填料框之间保留间距，并与池壁保留间隙；
所述人工湿地由缺氧区A、自然复氧区B和好氧区C依次连接，好氧区C与缺氧区A交错布置，在自然复氧区B两侧的隔离墙顶部开有过水的人工湿地溢流口，前级好氧区C通过隔离墙底部的排水孔连通后级缺氧区A。
由于本发明的外层圆环的人工湿地和中层圆环的曝气生物滤池交错布置有好氧区C与缺氧区A，污水依次流经每一区域进行处理，能较好的保证硝化和反硝化时所需的碳源，提高了反应器的脱氮效率；曝气生物滤池好氧区C的曝气管道，既可以保证硝化过程中的高溶解氧，又可以尽量避免反硝化过程中溶解氧的存在，从而保证了氧化亚氮还原酶的活性，促进氧化亚氮向氮气的还原，减少氧化亚氮的产生；人工湿地的植物能吸收空气中的二氧化碳，进一步降低了温室气体的排放。又因为曝气生物滤池的填料框与填料框之间保留间距，并与池壁保留间隙，避免了滤层的堵塞；反冲洗曝气生物滤池时，缺氧区A的曝气管道和好氧区C的曝气管道同时开启，易于清洗填料上附着的污染物；利用曝气生物滤池与人工湿地组合处理污水，处理效果更好。所以本发明具有以下优点：1、脱氮效果好，减少了氧化亚氮温室气体的产生；2、避免了曝气生物滤池的滤层堵塞，易于清洗曝气生物滤池；3污水处理效果好。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明的平面结构图；
图2为图1中P-P剖面图；
图3为图1中K-K剖面图；
图4为本发明人工湿地中缺氧区A-跌水曝气自然复氧区B-好氧区C的结构示意图。
图中：1.配水区，11.进水管，12.配水区溢流口；2.曝气生物滤池，21.填料框，22.曝气管道，23.间隙，3.人工湿地，31.水生植物，32.覆土层，33.填料层，34.进水孔，35.人工湿地溢流口；36.排水孔，4.池壁；5.隔离墙；6.出水管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1、图2、图3和图4所示，本发明包括有内层圆形的配水区1、中层圆环的曝气生物滤池2和外层圆环的人工湿地3，污水经进水管11进入内层圆形的配水区1，配水区1通过配水区溢流口12与中层圆环的曝气生物滤池2连通，曝气生物滤池2通过底部的出水口与外层圆环的人工湿地3底部的进水孔34连通，人工湿地的出水口连通出水管6；
所述曝气生物滤池2由双层环形廊道构成，具有填料框21和曝气装置，两层环形廊道内交错设置有缺氧区A和好氧区C，填料框21与填料框21之间保留间距，并与池壁4保留间隙23；
所述人工湿地3由缺氧区A、自然复氧区B和好氧区C依次连接，好氧区C与缺氧区A交错布置，在自然复氧区B两侧的隔离墙5顶部开有过水的人工湿地溢流口35，前级好氧区C通过隔离墙5底部的排水孔36连通后级缺氧区A。
由图1和图3可知：配水区1的堰壁上端正对剖切线K的位置开有配水区溢流口12，污水从配水区溢流口12流进曝气生物滤池2前端的水池，在第一层环形廊道渗透，从第一个好氧区C，经缺氧区A，再到第一层环形廊道末端的好氧区C，进入双层环形廊道的共用池；从共用池开始，进入第二层环形廊道渗透，在第二层环形廊道的末端有一个伸入外层人工湿地3水池，该水池底部的排水管与人工湿地3底部的进水孔34连通，污水进入外层圆环实施绕行的人工湿地处理。
如图1所示，曝气生物滤池2好氧区C的曝气管道22采用中间多、两边少的布置形式，降低了曝气对缺氧区的影响，缺氧区A两侧溶解氧浓度较低，有利于反硝化反应的顺利进行，能减少温室气体N2O的产生。为了增强磷的去除效果，填料框21填满多孔富铁填料。曝气生物滤池好氧区C的曝气管道22处于常开状态，用于对填料上附着的微生物提供氧气；缺氧区A的曝气管道22处于常闭状态，只有在反冲洗时，缺氧区A的曝气管道22与好氧区C的曝气管道同时开启，用于清洗填料上附着的污染物。
如图1所示，曝气生物滤池2中同一廊道内的相邻填料框21与池壁4的间隙23交错布置，保证污水与填料充分接触。
如图4所示，人工湿地3的第一级缺氧区A前端的隔离墙5底部设有多排进水孔34与曝气生物滤池2底部的出水口相连通。污水从人工湿地3的第一级缺氧区A前端的隔离墙5底部的多个进水孔34流入，自然复氧区B两侧的隔离墙5顶部均设有人工湿地溢流口35；污水从缺氧区A经隔离墙5顶部的人工湿地溢流口35进入自然复氧区B，再从自然复氧区B经人工湿地溢流口35进入好氧区C，前级好氧区C的污水通过隔离墙5底部的排水孔36进入后级缺氧区A。
人工湿地3的缺氧区A和好氧区C的上部为覆土层32，种植一些水生植物31，下部为填料层33，填充富含钙和铁铝质的填料，在水流方向上，填料粒径由大到小，能够充分利用填料的截流作用，并且不易堵塞，能够长期保持处理效果；自然复氧区B位于缺氧区A与好氧区C之间，与前述的水生植物31一起，利用空气中的氧提高污水的溶解氧浓度，为好氧区C提供充足的氧气，使硝化作用和反硝化作用顺利进行。
自然复氧区B在地势平坦的地方采用薄水层复氧沟的形式，水流在沟中形成厚度为3~10mm的紊动薄水层，使得污水与空气充分接触，达到自然复氧的目的；在地势较陡的地方，自然复氧区B采用跌水曝气池的形式，跌水曝气池与前级的缺氧区A之间具有1.0~1.5m的跌水落差。
人工湿地的出水口连接出水管6，进入后续处理装置或直接排放。为了减少出水管对覆土层的影响，所述出水管6的标高高于覆土层32的顶部。

Claims (5)

1.一种曝气生物滤池与人工湿地组合污水低碳处理反应器，其特征是：包括有内层圆形的配水区（1）、中层圆环的曝气生物滤池（2）和外层圆环的人工湿地(3)，污水经进水管(11)进入内层圆形的配水区(1)，配水区(1)通过配水区溢流口(12)与中层圆环的曝气生物滤池(2)连通，曝气生物滤池(2)通过底部的出水口与外层圆环的人工湿地（3）底部的进水孔（34）连通，人工湿地的出水口连通出水管（6）；
所述曝气生物滤池（2）由双层环形廊道构成，具有填料框（21）和曝气装置，两层环形廊道内交错设置有缺氧区A和好氧区C，填料框（21）与填料框（21）之间保留间距，并与池壁（4）保留间隙（23）；
所述人工湿地（3）由缺氧区A、自然复氧区B和好氧区C依次连接，好氧区C与缺氧区A交错布置，在自然复氧区B两侧的隔离墙（5）顶部开有过水的人工湿地溢流口（35），前级好氧区C通过隔离墙（5）底部的排水孔（36）连通后级缺氧区A。
2.根据权利要求1所述的曝气生物滤池与人工湿地组合污水低碳处理反应器，其特征是：所述曝气生物滤池（2）好氧区C的曝气管道（22）中间多、两边少。
3.根据权利要求1所述的曝气生物滤池与人工湿地组合污水低碳处理反应器，其特征是：曝气生物滤池（2）中同一廊道内的相邻填料框（21）与池壁（4）的间隙（23）交错布置。
4.根据权利要求1所述的曝气生物滤池与人工湿地组合污水低碳处理反应器，其特征是：人工湿地（3）中的自然复氧区B在地势平坦的地方设置薄水层复氧沟。
5.根据权利要求1所述的曝气生物滤池与人工湿地组合污水低碳处理反应器，其特征是：人工湿地（3）中的自然复氧区B在地势较陡的地方设置跌水曝气池。
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Application publication date: 20130605

Assignee: Jiaxing Planning & Research Institute Co., Ltd.

Assignor: Chongqing University

Contract record no.: X2019500000002

Denomination of invention: Aeration biological filter-artificial wetland combination sewage low-carbon treatment reactor

Granted publication date: 20140611

License type: Common License

Record date: 20191122