CN104118941A - 一种高效脱氮除磷人工湿地装置 - Google Patents

一种高效脱氮除磷人工湿地装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高效脱氮除磷人工湿地装置,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:好氧固定化微生物层、砾石层、钢渣层、厌氧固定化微生物层和糠醛渣层;好氧固定化微生物层中设置有固定化微生物板,固定化污泥板上部设置有进水管路,固定化微生物板下侧安装有由曝气装置;厌氧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;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。

Description

一种高效脱氮除磷人工湿地装置
技术领域
[0001] 本发明涉及污水处理领域,更具体地说涉及一种高效脱氮除磷人工湿地装置。
背景技术
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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
[0006] 本发明的目的在于,提供一种高效脱氮除磷人工湿地装置,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: 一种高效脱氮除磷人工湿地装置,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:好氧固定化微生物 层、砾石层、钢渣层、厌氧固定化微生物层和糠醛渣层;所述好氧固定化微生物层中设置有 固定化微生物板,固定化污泥板上部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,固定化微生物板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;所述的厌氧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;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,池体内部侧壁和底面设置防渗层。
[0007] 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4. 7cnT7cm,长为35cnT40cm,宽为25cnT30cm。
[0008] 所述的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:Γ5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。
[0009] 所述的好氧固定化微生物层高度为32cnT45cm,厌氧固定化微生物层高度为 30cnT40cm。
[0010] 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2. 8cnT3· 6cm,砾石 层最下层碌石粒径为lcnTl. 5cm,碌石层高度为25cnT35cm。
[0011] 所述的钢渣层钢渣粒径为7mnTl2mm,钢渣层高度为25cnT30cm。
[0012] 所述的糠醛渣层糠醛渣粒径为2mnT7mm,高度为25cnT35cm。
[0013] 所述的钢丝网网孔孔径小于7mm。
[0014] 所述的进水管、布水支管、曝气总管和曝气支管均采用PVC管。
[0015] 本发明具有如下的优点: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
[0016] 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的结构示意图; 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。
[0017] 其中,1、人工湿地池;2、砾石;3、钢渣;4、固定化微生物组件;5、固定化微生物板; 6、糠醛渣;7、集水槽;8、集水槽排水管;9、出水孔;ΙΟ-a、曝气总管;ΙΟ-b、进水管;ΙΙ-a、气 体阀门;ΙΙ-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、钢丝网;15、支腿。
具体实施方式
[0018] 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,一种高效脱氮除磷人工湿地装置,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,所述的人工湿地池从上往下共5层,依次为:好 氧固定化微生物层、砾石层、钢渣层、厌氧固定化微生物层和糠醛渣层;所述的好氧固定化 微生物层设置有固定化微生物板5,固定化微生物板5上部设置有由进水管ΙΟ-b和布水支 管13-b组成的进水管路,进水管ΙΟ-b穿过池壁,进水管ΙΟ-b上安装有液体阀门ΙΙ-b和液 体流量计12-b ;进水管ΙΟ-b与污水源水连接,污水通过进水管ΙΟ-b由液体阀门ΙΙ-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砾 石层之间安装有由曝气总管l〇-a和曝气支管13-a组成的曝气装置,曝气总管ΙΟ-a穿过池 壁,曝气总管ΙΟ-a上安装有气体阀门ΙΙ-a和气体流量计12-a,曝气总管ΙΟ-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;所述的厌氧固定化微生物 层安装有固定化微生物组件4,固定化微生物组件4内部安装有固定化微生物板5,所述的 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,防止小粒径粗 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ΙΟ-b所在池壁对立,污水由布 水支管13-b流出依次通过微生物好氧处理、砾石2过滤、钢渣3过滤、微生物厌氧处理、糠 醛渣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NH 3-N转化成Ν03-Ν,再经过砾石和钢渣的过滤去除大 量的SS,过滤后的滤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Ν0 3-Ν转化 成队释放,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,池体内部侧 壁和底面设置防渗层,防止时间长发生渗漏。
[0019] 所述的好氧固定化微生物层高度为32cnT45cm,厌氧固定化微生物层高度为 30cm〜40cm。
[0020] 所述的碌石层由上往下碌石粒径依次变小,最上层碌石2粒径为2. 8cnT3. 6cm,石乐 石层最下层碌石2粒径为lcnTl. 5cm,碌石层高度为25cnT35cm。
[0021] 钢渣层采用钢渣3粒径为7mnTl2mm,钢渣层高度为25cnT30cm。
[0022] 糠醛渣层选用粒径为2mnT7mm的糠醛渣4,糠醛渣层高度为25cnT35cm。
[0023] 如图2所示,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4. 7cnT7Cm,长为35cnT4〇Cm,宽 为25cnT3〇Cm ;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:Γ5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,采用框架和钢丝网将固定化微生 物板5固定在其内部,有效地避免了滤料对固定化微生物板的挤压造成的损害,钢丝网14 网孔孔径小于7_。
[0024] 如图5所示的进水管路,进水管ΙΟ-b、布水支管13-b、曝气总管ΙΟ-a和曝气支管 13-a均采用PVC管。 实施例
[0025] 在一个优选实施例中,人工湿地池体长1. 5m、宽1. 2m、高1. 2m ;碌石层顶层选 用2. 8cnT3. 6cm的碌石底部选用lcnTl. 5cm的碌石,碌石层厚30cm ;钢渔层钢渔选用 7mnTl2mm,钢渔层厚30cm,糠醒渔选用粒径为2mnT7mm,糠醒渔层厚25cm ;好氧固定化微生 物层坚直方向设置2层固定化微生物板,水平方向每层安装8块固定化活性污泥板,厌氧固 定化微生物层坚直方向上均安装1层固定化微生物组件,水平面上安装8块固定化微生物 组件,每块固定化微生物板尺寸:长X宽X高:35cmX25cmX5cm,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X宽X 高:37cmX27cmX30cm曝气装置安装在好氧固定化微生物层中的固定化微生物组件下端, 曝气支管采用微孔曝气;进水量为0. lm3/h,曝气量为0. 5~0. 8m3/h,水力停留时间为20h左 右。
[0026] -下表格为对该实施例进行污水处理检测得出的实验数据:
Figure CN104118941AD00061
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85%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 (9)

1. 一种高效脱氮除磷人工湿地装置,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:好氧 固定化微生物层、砾石层、钢渣层、厌氧固定化微生物层和糠醛渣层;所述好氧固定化微生 物层中设置有固定化微生物板,固定化污泥板上部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,固定化微生物板下侧安装 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;所述的厌氧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;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,池体内部侧壁和底面设置防渗层。
2. 根据权利要求1所述的一种高效脱氮除磷人工湿地装置,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4. 7cnT7cm,长为35cnT40cm,宽为25cnT30cm。
3. 根据权利要求1所述的人工湿地装置,其特征在于,所述的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:Γ5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所述的一种高效脱氮除磷人工湿地装置,其特征在于,所述的好 氧固定化微生物层高度为32cnT45cm,厌氧固定化微生物层高度为30cnT40cm。
5. 根据权利要求1-3所述的一种高效脱氮除磷人工湿地装置,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2. 8cnT3. 6cm,砾石层最下层砾石粒径 为lcm〜l. 5cm,5乐石层高度为25cm〜35cm。
6. 根据权利要求1-3所述的一种高效脱氮除磷人工湿地装置,其特征在于,所述的钢 渣层钢渣粒径为7mnTl2mm,钢渣层高度为25cnT30cm。
7. 根据权利要求1-3所述的一种高效脱氮除磷人工湿地装置,其特征在于,所述的糠 醛渣层糠醛渣粒径为2mnT7mm,高度为25cnT35cm。
8. 根据权利要求3所述的一种高效脱氮除磷人工湿地装置,其特征在于,所述的钢丝 网网孔孔径小于7_。
9. 根据权利要求1-3所述的一种高效脱氮除磷人工湿地装置,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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