CN104085992A - 一种具有太阳能保温作用的污水处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有太阳能保温作用的污水处理工艺，包括人工湿地池、进水管路、曝气装置、出水单元、固定化微生物板和太阳能板，所述的人工湿地池从上往下共5层，依次为：砾石层、好氧固定化微生物层、厌氧固定化微生物层、钢渣层和砂石层；砾石层设置有进水管路，好氧固定化微生物层和厌氧固定化微生物层均安装有固定化微生物板，好氧固定化微生物层和厌氧固定化微生物层中间安装有曝气装置，好氧固定化微生物层与砾石层之间设置钢丝网；出水单元由出水孔、集水槽和集水槽排水管组成；人工湿地池采用钢混结构建造并设置保温层。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，更具体地说涉及一种具有太阳能保温作用的污水处理工艺。
背景技术
人工湿地是20世纪70年代发展起来的一种新型污水处理工艺，他利用自然系统中的物理、化学和生物三重协同作用来实现污水的净化。人工湿地污水处理技术具有处理效果好、氮磷去除率高、运转维护方便、工程基建和运转费用低等优势，因而被广泛应用到生活污水处理、工业污水处理以、矿山及石油开采、农业点源和面源污染以及水体富营养化问题处理。
传统活性污泥法在污水处理中应用非常广泛，主要因为活性污泥中含有大量的活性微生物，这些微生物能够快速有效地去除污水中的有机物，并具有良好的脱氮除磷效果，但传统的活性污泥法污泥混合在污水中处于一种流态。目前，将微生物固定化技术得到国内外广泛的关注，如专利号为：200910056687.X专利说明书中介绍了一种固定化微生物的制备方法；固定化微生物主要特征是微生物固定成一种固态，放在污水中具有固定的形状，且微生物不丧失活性，具有良好的污水处理效果。
人工湿地在污水处理工艺相较于其他传统的污水处理工艺水力停留时间较长，人工湿地的污水中的有机物、氮磷等其他有害物质主要通过滤料的吸附作用去除，滤料缝隙中会吸附少量的微生物，微生物可通过自身作用去除污水中的有机物和氮磷，但滤料中的微生物含量较少因此微生物作用有限，过量的游离态微生物容易导致滤料堵塞。
本发明主要将固定化微生物应用在人工湿地系统中，微生物并具有好氧和厌氧交替环境，增加微生物作用效果，同时由于微生物处于固定化状态，因此不易导致人工湿地堵塞，提高人工湿地整体的污水处理效果。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种具有太阳能保温作用的污水处理工艺，本系统将固定化微生物、微生物好氧厌氧处理和人工湿地有机结合。采用本系统能够有效提高人工湿地的污水处理效果；为达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种具有太阳能保温作用的污水处理工艺，包括人工湿地池、进水管路、曝气装置及出水单元，其特征在于，还包括固定化微生物板和太阳能板，所述的人工湿地池从上往下共5层，依次为：砾石层、好氧固定化微生物层、厌氧固定化微生物层、钢渣层和砂石层；所述砾石层设置有由进水管和布水支管组成的进水管路，进水管穿过池壁，进水管上安装有液体阀门和液体流量计；所述的好氧固定化微生物层和厌氧固定化微生物层均安装有固定化微生物板，好氧固定化微生物层和厌氧固定化微生物层中间安装有由曝气总管和曝气支管组成的曝气装置，曝气总管穿过池壁，曝气总管上安装有气体阀门和气体流量计，好氧固定化微生物层与砾石层之间设置钢丝网；所述的出水单元由出水孔、集水槽和集水槽排水管组成，在出水孔处安装滤头，出水单元设置在人工湿地池上端与进水管所在池壁对立；所述的人工湿地池采用钢混结构建造，池体内部设置一层保温层，保温层由池壁和钢板围成腔体，腔体内部缠绕数圈发热电阻丝，所述的太阳能板通过支架固定在人工湿地池上部，太阳能板与发热电阻丝之间电连接。
所述的固定化微生物板由活性污泥通过与化学药剂混合抹在模板上，活性污泥干后固定在模板上；固定化微生物板厚度为5cm~7cm，长为45cm~60cm，宽为25cm~40cm；固定化微生物板设置有4个固定脚。
所述的好氧固定化微生物层竖直方向安装2~3层固定化微生物板，好氧固定化微生物层高度为30cm~40cm，厌氧固定化微生物层竖直方向上安装2~3层固定化微生物板，厌氧固定化微生物层高度为20cm~30cm。
所述的砾石层由上往下砾石粒径依次变小，最上层砾石粒径为3cm~3.8cm，砾石层最下层砾石粒径为1cm~2cm，砾石层高度为25cm~35cm。
所述的钢渣层钢渣粒径为7mm~9mm，钢渣层高度为25cm~30cm。
所述的砂石层砂石粒径为2mm~5mm，砂石层高度为25cm~35cm。
所述的钢丝网与人工湿地池内池壁通过卡口和卡槽连接，钢丝网网孔孔径小于1cm。
所述的进水管、布水支管、曝气总管和曝气支管均采用PVC管。
本发明具有如下的优点：冬天具有保温效果，将固定化微生物、微生物好氧厌氧处理与人工湿地有机结合，加强了人工湿地中微生物的作用，有效提高人工湿地污水处理效率，占地面积小，投资成本低。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明A-A剖面图；
图3为本发明B-B剖面图；
图4为本发明C-C剖面图；
图5为本发明D-D剖面图；
图6为本发明E，即钢丝网连接处，的放大图
图7为本发明中太阳能与发热电阻丝之间的电路连接示意图。
其中，1、人工湿地池；2、砾石；3、钢渣；4、钢丝网；5、固定化微生物板；6、砂石；7、集水槽；8、集水槽排水管；9、出水孔；10-a、曝气总管；10-b、进水管；11-a、气体阀门；11-b、液体阀门；12-a、气体流量计；12-b、液体流量计；13-a、曝气支管；13-b、布水支管；14、保温层；15、太阳能板；16、发热恒温棒；17、卡口；18、卡槽。
具体实施方式
下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
如图1—4所示，一种具有太阳能保温作用的污水处理工艺，包括人工湿地池1、进水管路、曝气装置及出水单元，还包括固定化微生物板5和太阳能板14，所述的人工湿地池从上往下共5层，依次为：砾石层、好氧固定化微生物层、厌氧固定化微生物层、钢渣层和砂石层；砾石层设置有由进水管10-b和布水支管13-b组成的进水管路，进水管10-b穿过池壁，进水管10-b上安装有液体阀门11-b和液体流量计12-b；进水管10-b与污水源水连接，污水通过进水管10-b由液体阀门11-b和液体流量计12-b控制进水流量，从布水支管13-b均匀分布在池中；好氧固定化微生物层和厌氧固定化微生物层均安装有固定化微生物板5，好氧固定化层与厌氧固定化微生物层之间安装有由曝气总管10-a和曝气支管13-a组成的曝气装置，曝气总管10-a穿过池壁，曝气总管10-a上安装有气体阀门11-a和气体流量计12-a，曝气总管10-a与产气装置通过管到连接，气体流量计12-a和气体阀门11-a可控制曝气量；好氧固定化微生物层与砾石层之间设置钢丝网4，主要防止砾石2漏出；出水单元由出水孔9、集水槽7和集水槽排水管8组成，在出水孔处安装滤头，防止小粒径砂石从出水孔泄露，出水单元设置在人工湿地池上端与进水管10-b所在池壁对立，污水由布水支管13-b流出依次通过砾石2过滤、微生物好氧处理、微生物厌氧处理、钢渣3过滤、砂石6过滤后从出水孔9流出到集水槽7，再从集水槽7中的集水槽排水管8流出，实现整个装置的处理过程，在整个工艺中，污水经过了砾石的过滤去除大量的SS，接着进入好氧固定化微生物层在曝气管的曝气环境下进行好氧呼吸，消耗大量的有机物、将NH3-N转化成NO3-N，含NO3-N的消化液进入厌氧固定化微生物层，在微生物厌氧环境中将大量的NO3-N转化成N2释放，经过微生物处理后的污水经过钢渣3和砂石6的过滤排出，有效提高了脱氮效率；人工湿地池1采用钢混结构建造，结构牢固，池体内部设置一层保温层，保温层由池壁和钢板围成腔体，腔体内部缠绕数圈发热电阻丝15，所述的太阳能板14通过支架固定在人工湿地池上部，太阳能板14与发热电阻丝15之间电连接，在冬季太阳能板吸收日光将光能转化成电能储存到蓄电池中，电压/电流变换器将蓄电池中电转换成合适的电压和电流供发热电阻丝使用，采用的发热电阻丝15具有恒温效果当温度达到设定的值时，发热电阻丝15停止工作，当温度低于某一设定值时发热电阻丝15工作，当蓄电池中电量不足时可通过外接电源提供电能供发热电阻丝15使用。
其中；固定化微生物板5由活性污泥通过与化学药剂混合抹在模板上，活性污泥干后固定在模板上；固定化微生物板5厚度为5cm~7cm，长为45cm~60cm，宽为25cm~40cm；固定化微生物板设置有4个固定脚，便于与池体固定连接。池中好氧固定化微生物层竖直方向安装2~3层固定化微生物板，好氧固定化微生物层高度为30cm~40cm，厌氧固定化微生物层竖直方向上安装2~3层固定化微生物板，厌氧固定化微生物层高度为20cm~30cm。
所述的砾石层由上往下砾石粒径依次变小，最上层砾石2粒径为3cm~3.8cm，砾石层最下层砾石2粒径为1cm~2cm，砾石层高度为25cm~35cm。
钢渣层钢渣3粒径为7mm~9mm，钢渣层高度为25cm~30cm。
砂石层砂石6粒径为2mm~5mm，砂石层高度为25cm~35cm。
如图6所示，所述的钢丝网4与人工湿地池1内池壁通过卡口16和卡槽17连接，钢丝网4网孔孔径小于1cm。
如图5所示的进水管路，进水管10-b、布水支管13-b、曝气总管10-a和曝气支管13-a均采用PVC管。
实施例
在一个优选实施例中，人工湿地池体长1.5m、宽1.2m、高1.2m；砾石层顶层选用3cm~3.8cm的砾石底部选用1cm~2cm的砾石，砾石层厚25cm，进水管路安装在砾石层中；钢渣层钢渣粒径选用7mm~9mm，钢渣层厚30cm，砂石选用粒径为2mm~5mm，粗石层厚25cm；好氧固定化微生物层上下共安装2层固定化微生物板，每层安装4块，厌氧固定化微生物层上下共安装2层固定化微生物板，每层安装4块，每块固定化微生物板尺寸：长×宽×高：45cm×25cm×6cm，曝气装置安装在好氧固定化微生物层与厌氧微生物层之间，曝气支管采用微孔曝气；进水量为0.1m3/h，曝气量为0.5~0.8m3/h，水力停留时间为20h左右。
一下表格为对该实施例进行污水处理检测得出的实验数据：
由上表可以发现：人工湿地出水水质非常稳定，TN去除率达到83%以上，其他各类污染物去除率均能达到80%以上去除率，达到《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A排放标准。
Claims (8)
1.一种具有太阳能保温作用的污水处理工艺，包括人工湿地池、进水管路、曝气装置及出水单元，其特征在于，还包括固定化微生物板和太阳能板，所述的人工湿地池从上往下共5层，依次为：砾石层、好氧固定化微生物层、厌氧固定化微生物层、钢渣层和砂石层；所述砾石层设置有由进水管和布水支管组成的进水管路，进水管穿过池壁，进水管上安装有液体阀门和液体流量计；所述的好氧固定化微生物层和厌氧固定化微生物层均安装有固定化微生物板，好氧固定化微生物层和厌氧固定化微生物层中间安装有由曝气总管和曝气支管组成的曝气装置，曝气总管穿过池壁，曝气总管上安装有气体阀门和气体流量计，好氧固定化微生物层与砾石层之间设置钢丝网；所述的出水单元由出水孔、集水槽和集水槽排水管组成，在出水孔处安装滤头，出水单元设置在人工湿地池上端与进水管所在池壁对立；所述的人工湿地池采用钢混结构建造，池体内部设置一层保温层，保温层由池壁和钢板围成腔体，腔体内部缠绕数圈发热电阻丝，所述的太阳能板通过支架固定在人工湿地池上部，太阳能板与发热电阻丝之间电连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有太阳能保温作用的污水处理工艺，其特征在于，所述的固定化微生物板由活性污泥通过与化学药剂混合抹在模板上，活性污泥干后固定在模板上；固定化微生物板厚度为5cm~7cm，长为45cm~60cm，宽为25cm~40cm；固定化微生物板设置有4个固定脚。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有太阳能保温作用的污水处理工艺，其特征在于，所述的好氧固定化微生物层竖直方向安装2~3层固定化微生物板，好氧固定化微生物层高度为30cm~40cm，厌氧固定化微生物层竖直方向上安装2~3层固定化微生物板，厌氧固定化微生物层高度为20cm~30cm。
4.根据权利要求1或2所述的一种具有太阳能保温作用的污水处理工艺，其特征在于，所述的砾石层由上往下砾石粒径依次变小，最上层砾石粒径为3cm~3.8cm，砾石层最下层砾石粒径为1cm~2cm，砾石层高度为25cm~35cm。
5.根据权利要求1或2所述的一种具有太阳能保温作用的污水处理工艺，其特征在于，所述的钢渣层钢渣粒径为7mm~9mm，钢渣层高度为25cm~30cm。
6.根据权利要求1或2所述的一种具有太阳能保温作用的污水处理工艺，其特征在于，所述的砂石层砂石粒径为2mm~5mm，砂石层高度为25cm~35cm。
7.根据权利要求1所述的一种具有太阳能保温作用的污水处理工艺，其特征在于，所述的钢丝网与人工湿地池内池壁通过卡口和卡槽连接，钢丝网网孔孔径小于1cm。
8.根据权利要求1或2所述的一种具有太阳能保温作用的污水处理工艺，其特征在于，所述的进水管、布水支管、曝气总管和曝气支管均采用PVC管。
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