CN104098231A - 一种固定化微生物人工湿地系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固定化微生物人工湿地系统，包括人工湿地池、进水管路、曝气装置、出水单元及固定化微生物板，所述的人工湿地池从上往下共5层，依次为：砂土层、粗石层、人工混合基质层、固定化微生物层和鹅卵石层；鹅卵石层设置有由进水管和布水支管组成的进水管路，固定化微生物层安装有固定化微生物组件，固定化微生物组件内部安装有固定化微生物板，固定化微生物组件下侧安装有曝气装置，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，池体内部侧壁和底面设置防渗层；所述的砂土层上种植芦苇。本发明具有如下的优点：将微生物法与人工湿地有机结合有效提高人工湿地污水处理效率。
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固定化微生物人工湿地系统。
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，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，提供一种一种固定化微生物人工湿地系统。采用本装置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：
一种固定化微生物人工湿地系统，包括人工湿地池、进水管路、曝气装置及出水单元，还包括固定化微生物板，所述的人工湿地池从上往下共5层，依次为：砂土层、粗石层、人工混合基质层、固定化微生物层和鹅卵石层；所述鹅卵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；所述的固定化微生物层安装有固定化微生物组件，固定化微生物组件内部安装有固定化微生物板，固定化微生物组件下侧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；所述的出水单元由出水孔、集水槽和集水槽排水管组成，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，池体内部侧壁和底面设置防渗层；所述的砂土层上种植芦苇。
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5.5cm~8.5cm，长为40cm~60cm，宽为20cm~40cm。
固定化微生物组件采用钢筋制成矩形框架，框架内部安装有2~4块固定化微生物板，框架四周设置钢丝网，框架底部设置4条支腿。
所述的固定化微生物层高度为30cm~40cm。
所述的鹅卵石层由下往上鹅卵石粒径依次变小，最底层鹅卵石粒径为3.5cm~4cm，鹅卵石层最上层鹅卵石粒径为1cm~1.8cm，鹅卵石层高度为30cm~35cm。
所述的人工混合基质层采用煤渣与沸石1.1:1的体积比混合，人工混合基质粒径为7mm~10mm，人工混合基质层高度为30cm~35cm。
所述的粗石层选用石灰石，粒径为3mm~6mm，高度为20cm~25cm。
所述的由布水支管和进水管组成的进水管路距人工湿地池底6cm~11cm。
所述的钢丝网网孔孔径小于7mm。
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：将微生物法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为本发明固定化微生物组件结构示意图；
图3为本发明A-A剖面图；
图4为本发明B-B剖面图；
图5为本发明C-C剖面图。
其中，1、人工湿地池；2、石灰石；3、人工混合基质；4、鹅卵石；5、固定化微生物组件；6、集水槽；7、集水槽排水管；8、出水孔；9、固定化微生物板；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、沙土；15、芦苇；16、钢丝网；17、支腿。
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、3、4所示，一种固定化微生物人工湿地系统，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9，所述的人工湿地池从上往下共5层，依次为：砂土层、粗石层、人工混合基质层、固定化微生物层和鹅卵石层；鹅卵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；固定化微生物层安装有固定化微生物板组件5，固定化微生物组件5内部安装有固定化微生物板9，固定化微生物组件5下侧安装有由曝气总管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；出水单元由出水孔8、集水槽6和集水槽排水管7组成，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流出依次通过鹅卵石6过滤、微生物好氧处理、人工混合基质3过滤、石灰石过滤后从出水孔8流出到集水槽6，再从集水槽6中的集水槽排水管7流出，实现整个装置的处理过程；人工湿地池1采用钢混结构建造，结构牢固，池体内部侧壁和底面设置防渗层，防止时间长发生渗漏；在砂土14上种植芦苇15。
所述的固定化微生物层高度为30cm~40cm。
所述的鹅卵石层由下往上鹅卵石4粒径依次变小，最底层鹅卵石4粒径为3.5cm~4cm，鹅卵石层最上层鹅卵石4粒径为1cm~1.8cm，鹅卵石层高度为30cm~35cm。
所述的人工混合基质层采用煤渣与沸石1.1:1的体积比混合，人工混合基质3粒径为7mm~10mm，人工混合基质层高度为30cm~35cm。
所述的粗石层选用石灰石2，粒径为3mm~6mm，高度为20cm~25cm。
如图2所示其中；固定化微生物板9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9厚度为5.5cm~8.5cm，长为40cm~60cm，宽为20cm~40cm；固定化微生物组件5采用钢筋制成矩形框架，框架内部安装有2~4块固定化微生物板，框架四周设置钢丝网16，框架底部设置4条支腿17，所述的钢丝网网孔孔径小于7mm，采用框架和钢丝网将16固定化微生物板9固定在其内部，可防止滤料将固定化微生物板9损坏。
如图5所示的进水管路，其中；由布水支管13-b和进水管10-b组成的进水管路距人工湿地池1底部高为6cm~11cm。其中，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；鹅卵石层底层选用3.5cm~4cm的鹅卵石，鹅卵石层厚30cm，进水管路安装在鹅卵石层中，进水管路距池底6cm，鹅卵石层顶部选用1cm~1.8cm的鹅卵石；人工混合基质层人工混合基质选用7mm~10mm，人工混合基质层厚30cm，石灰石选用粒径为3mm~6mm，粗石层厚20cm，沙土层厚10cm，砂土层上种植芦苇；固定化微生物层竖直方向上安装1层固定化微生物组件，水平面上安装16块固定化微生物组件，每块固定化微生物板尺寸：长×宽×高：40cm×20cm×6cm，每块固定化微生物组件内安装3块固定化微生物板，每块固定化微生物组件尺寸为（不包含支腿高度）：长×宽×高：42cm×22cm×30cm曝气装置安装在固定化微生物板下端鹅卵石层上端，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60%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 (10)
1.一种固定化微生物人工湿地系统，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，所述的人工湿地池从上往下共5层，依次为：砂土层、粗石层、人工混合基质层、固定化微生物层和鹅卵石层；所述鹅卵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；所述的固定化微生物层安装有固定化微生物组件，固定化微生物组件内部安装有固定化微生物板，固定化微生物组件下侧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；所述的出水单元由出水孔、集水槽和集水槽排水管组成，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，池体内部侧壁和底面设置防渗层；所述的砂土层上种植芦苇。
2.根据权利要求1所述的一种固定化微生物人工湿地系统，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5.5cm~8.5cm，长为40cm~60cm，宽为20cm~40cm。
3.根据权利要求1所述的一种固定化微生物人工湿地系统，其特征在于，固定化微生物组件采用钢筋制成矩形框架，框架内部安装有2~4块固定化微生物板，框架四周设置钢丝网，框架底部设置4条支腿。
4.根据权利要求1-3所述的一种固定化微生物人工湿地系统，其特征在于，所述的固定化微生物层高度为30cm~40cm。
5.根据权利要求1-3所述的一种固定化微生物人工湿地系统，其特征在于，所述的鹅卵石层由下往上鹅卵石粒径依次变小，最底层鹅卵石粒径为3.5cm~4cm，鹅卵石层最上层鹅卵石粒径为1cm~1.8cm，鹅卵石层高度为30cm~35cm。
6.根据权利要求1-3所述的一种固定化微生物人工湿地系统，其特征在于，所述的人工混合基质层采用煤渣与沸石1.1:1的体积比混合，人工混合基质粒径为7mm~10mm，人工混合基质层高度为30cm~35cm。
7.根据权利要求1-3所述的一种固定化微生物人工湿地系统，其特征在于，所述的粗石层选用石灰石，粒径为3mm~6mm，高度为20cm~25cm。
8.根据权利要求1-3所述的一种固定化微生物人工湿地系统，其特征在于，所述的由布水支管和进水管组成的进水管路距人工湿地池底6cm~11cm。
9.根据权利要求3所述的一种固定化微生物人工湿地系统，其特征在于，所述的钢丝网网孔孔径小于7mm。
10.根据权利要求8所述的一种固定化微生物人工湿地系统，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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