CN104150703B

CN104150703B - 一种a/o型湿地中水回用装置及污水处理方法

Info

Publication number: CN104150703B
Application number: CN201410359999.9A
Authority: CN
Inventors: 王雷; 席北斗; 张列宇; 常明; 李丹; 郭可昕; 李一葳; 王金生; 徐剑锋
Original assignee: Chinese Research Academy of Environmental Sciences
Current assignee: Chinese Research Academy of Environmental Sciences
Priority date: 2014-07-25
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2034-07-25
Also published as: CN104150703A

Abstract

一种A/O型湿地中水回用装置，主要包括离心机、A/O土渗系统、无动力生物处理装置和一体式膜生物反应器。本发明还公开了利用上述装置处理污水用作中水回用的方法。<pb pnum="1" />

Description

一种A/O型湿地中水回用装置及污水处理方法

技术领域

本发明涉及一种防止人工湿地污水处理装置堵塞并深度处理的工艺，更具体地涉及一种A/O型湿地中水回用装置。

本发明还涉及利用上述装置处理污水用作中水回用的方法。

背景技术

我国现有城市污水二级生物处理主要以去除含碳有机物和悬浮物为目标，并不考虑对氮磷等营养物质的去除。上海至90年代初，已建成23座城市污水处理厂，绝大部分是二级处理，约67％采用普通活性污泥法，出水COD、BOD、SS均达到水质排放标准，但是氮磷严重超出标准，因此现有城市二级污水处理厂具有脱氮除磷功能的工艺是一项紧迫的任务，根据城市污水脱氮除磷的机理，要将传统推流式污水技术改造成为具有脱氮除磷技术必须符合三个条件：

1、要提供脱氮除磷反应过程所必需的足够的碳源；

2、提供脱氮除磷反应过程必须的反应溶剂；

3、要提供脱氮除磷反应过程所必需的缺氧、厌氧、好氧环境。

A/O是Anoxic/Oxic的缩写，是好氧生物处理的前添加缺氧乃至厌氧水解技术，这种工艺除使有机污染物得到有效降解外，还具有高效率的脱氮除磷功能。生物转盘工作时，转盘上方与空气接触，其内部分子筛内氨氮氧化为硝氮溶出，转动入污水内部，再次吸附氨氮，并在反硝化过程中消耗污水内有机物，周而复始处理污水。污水进入缺氧区后，反应器内聚磷菌在这一过程中大量吸收污水中的BOD，并将污泥中的磷以正磷酸盐的形式释放到污水中。混合液进入好氧池后，有机物被氧化分解，同时聚磷菌大量吸收混合液中的正磷酸盐到污泥中。由于聚磷菌在好氧条件下吸收的磷多于厌氧条件下释放的磷，因此污水经过“厌氧－好氧”的交替作用和二沉池的污泥分离达到除磷的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种A/O型湿地中水回用装置。

本发明的又一目的在于提供一种利用上述装置处理污水用作中水回用的方法。

为实现上述目的，本发明提供的A/O型湿地中水回用装置，主要包括离心机、A/O土渗系统、无动力生物处理装置和一体式膜生物反应器；其中：

离心机，实现液-固或液-液分离后，出水导入A/O土渗系统内；

A/O土渗系统由A/O土渗系统墙体分为厌氧土渗区和好氧土渗区，厌氧土渗区和好氧土渗区位于A/O土渗系统墙体的下方分别布置两根钻孔PVC管作为过水管，两根过水管与墙体形成的空间以及两根过水管内均填充有沸石填料；

厌氧土渗区内部由垂直设置的折板分为两个部分，连接离心机出水的部分填充有砾石填料，用于厌氧土渗区的布水，厌氧土渗区内连接过水管部分填充有混合填料；

好氧土渗区内部插设有若干通气管，好氧土渗区内部由垂直设置的折板分为两个部分，连接厌氧土渗区部分填充有混合填料，出水口部分填充有砾石填料；好氧土渗区通过出水管在增压泵的作用下喷入无动力生物处理装置的高位进水管；

无动力生物处理装置的池体底部设置有碳素纤维生物草，池体上部分安装有若干组生物转盘，所述若干组生物转盘由无动力生物处理装置墙体分成第一区和第二区两部分，第一区的生物转盘位于高位进水管的下方，生物转盘上周边设有水槽，利用高位进水冲击水槽，使生物转盘旋转，污水流经碳素纤维生物草进入第二区的生物转盘，处理出水导入一体式膜生物反应器；

一体式膜生物反应器的膜组件为聚乙烯中空纤维膜，膜组件的下方设置有连接纳米曝气机的纳米曝气头。

所述的A/O型湿地中水回用装置，其中，A/O土渗系统的混合填料为碎石与粗砂混合，粒径为12-50mm。

所述的A/O型湿地中水回用装置，其中，A/O土渗系统的厌氧土渗区使用混凝土制备的水泥板作为顶盖；好氧土渗区表面栽种具有景观效果的植物。

所述的A/O型湿地中水回用装置，其中，生物转盘为立体网状中空结构，内部通过多孔聚乙烯球分成独立活动小空间，聚乙烯球内填充有分子筛填料。

所述的A/O型湿地中水回用装置，其中，一体式膜生物反应器内的纳米曝气头进气为O₂。

本发明提供的利用上述A/O型湿地中水回用装置处理污水的方法：

离心机利用悬浮液密度不同的各组分在离心力场中迅速沉降分层的原理，实现液-固或液-液分离，离心机的出水导入A/O土渗系统内先后经过厌氧-好氧环境使有机污染物得到有效降解，并在植物根系与微生物的协同作用下去除污水中的污染物质；A/O土渗系统的出水在喷入无动力生物处理装置的高位进水管，利用高位进水冲击第一区的生物转盘的水槽，使生物转盘旋转，而后污水流经碳素纤维生物草进入第二区的生物转盘；生物转盘内的分子筛填料吸附污水中的氨氮，降低污水生物毒性，避免其抑制微生物活性，通过好氧生物氧化污水中的污染物；生物处理出水导入一体式膜生物反应器内，去除污水中的剩余悬浮物，使出水达到中水回用标准。

所述的方法，其中，离心机转速为3000r/min。

所述的方法，其中，好氧土渗区内通过通气管进行通气，保证好氧土渗区内溶解氧的浓度。

所述的方法，其中，一体式膜生物反应器内的纳米曝气头进气为O₂，在膜表面由纳米气泡搅动产生错流，带走膜组件表面积累的物质。

本发明根据传统A/O工艺原理，将A/O工艺使用于土壤渗滤系统内，并设计一种无动力A/O生物转盘-生物滤池负荷处理系统，有效去除有机物，并高效率的进行脱氮除磷，灭杀病原微生物，最后对出水进行超滤处理，使其达到中水回用标准。

附图说明

图1是本发明的A/O型湿地中水回用装置结构示意图。

附图中主要组件符号说明：

1离心机；2砾石；3厌氧土渗区；4 A/O土渗系统墙体；5混合填料；6 A/O土渗系统；7通气管；8植物系统；9好氧土渗区；10高位进水管；11第一区生物转盘；111第二区生物转盘；12无动力生物处理装置；13无动力生物处理装置墙体；14一体式膜生物反应器；15纳米曝气机；16纳米曝气头；17膜组件；18碳素纤维生物草；19出水管；20沸石填料；21过水管；22进水管；23折板。

具体实施方式

请结合图1。本发明提供的A/O型湿地中水回用装置，其主要结构包括：

一离心机1，利用悬浮液(或乳浊液)密度不同的各组分在离心力场中迅速沉降分层的原理，实现液-固(或液-液)分离。离心机1出水通过进水管22导入A/O土渗系统6内。离心机的转速一般控制在3000r/min。

A/O土渗系统6由A/O土渗系统墙体4构筑成两段土渗系统，分别为厌氧土渗区3和好氧土渗区9。厌氧土渗区3内部由折板23分为两个部分，连接进水管22部分为砾石填料，用于A/O土渗系统中厌氧段的布水，与好氧土渗区9连接部分填充有混合填料5，厌氧土渗区3使用混凝土制备的水泥板作为顶盖封闭结构，可设置观赏休憩长凳或做他用。

好氧土渗区9使用钻孔PVC管作为通气管7，使其保证好氧土渗区9内溶解氧浓度。同时好氧土渗区9内也由折板23分为两个部分，连接厌氧土渗区3部分填充有混合填料5，连接有A/O土渗系统6出水管19部分为砾石填料，用于土渗系统出水。A/O土渗系统6内的混合填料为碎石与粗砂混合，粒径为12-50mm。厌氧土渗区3和好氧土渗区9两部分与A/O土渗系统墙体4下方分别布置两根钻孔PVC管作为过水管21相连并做防渗处理，两根过水管21与A/O土渗系统墙体4之间形成的空间以及两根过水管21的管内均填充有沸石填料用于过水。好氧土渗区9的表面栽种具有景观效果的植物(如再力花)。混合填料5表面形成生物膜，由上至下形成好氧、缺氧、厌氧状态，在植物根系与微生物的协同作用下去除污水中的污染物质；导出的出水通过出水管19在增压泵的作用下喷入无动力生物处理装置12内。

无动力生物处理装置12的池体下半部设置有一定密度的碳素纤维生物草18，池体上半部由无动力生物处理装置墙体13分割成第一区生物转盘11和第二区生物转盘111两部分，第一区生物转盘11设有周边遍布水槽，利用高位进水冲击水槽，使第一区生物转盘11逆时针旋转，转盘随水量大小旋转，进水不间断则转盘随即旋转；进水停止则转盘停止转动。经第一区生物转盘处理的污水流经碳素纤维生物草18进入第二区生物转盘111，通过三级好氧生物氧化污水中的污染物。无动力生物处理装置12生物处理后出水导入一体式膜生物反应器14内。

本发明的生物转盘为非常规实心盘片，采用立体网状中空结构，内部通过多孔聚乙烯球分成独立活动小空间，聚乙烯球内填充分子筛填料。转盘结构轻盈，网状结构减少阻力，便于转动，其内部分子筛填料吸附污水中的氨氮等污染物质，降低污水生物毒性，避免其抑制微生物活性。

一体式膜生物反应器14的膜组件17是聚乙烯中空纤维膜，膜孔径为0.4微米，其造价低，维护方便，被广泛使用。膜组件17直接置于一体式膜生物反应器14中，纳米曝气头16设置在膜组件17的正下方，与一纳米曝气机15连接，纳米曝气头进气为O₂。膜组件的表面错流是由纳米曝气头的纳米气泡搅动产生的，高温纳米气泡的气流搅动在膜表面产生剪切力以及湍流流动，无须较高的进水流速即可使膜表面的浓差极化层变薄，积累物质被带走。出水采用液压泵进行负压出水方式，高效去除污水中的剩余悬浮物，使出水达到中水回用标准。

根据本发明的一个实施例，本发明能有效去除有机物，并高效率的进行脱氮除磷，灭杀病原微生物，最后对出水进行超滤处理，使其达到中水回用标准，灭除病原菌彻底，出水无任何微生物生命迹象，提高超滤膜寿命50倍。

Claims

1.一种A/O型湿地中水回用装置，主要包括离心机、A/O土渗系统、无动力生物处理装置和一体式膜生物反应器；其中：

离心机，实现液-固或液-液分离后，出水通过进水管导入A/O土渗系统内；

A/O土渗系统由A/O土渗系统墙体分为厌氧土渗区和好氧土渗区，厌氧土渗区和好氧土渗区位于A/O土渗系统墙体的下方分别布置一根钻孔PVC管作为过水管，两根过水管与墙体形成的空间以及两根过水管内均填充有沸石填料；

厌氧土渗区内部由垂直设置的折板分为两个部分，连接进水管部分填充有砾石填料，用于厌氧土渗区的布水，连接过水管部分填充有混合填料；

好氧土渗区内部插设有若干通气管，好氧土渗区内部由垂直设置的折板分为两个部分，连接厌氧土渗区部分填充有混合填料，出水口部分填充有砾石填料；好氧土渗区的出水通过出水管在增压泵的作用下喷入无动力生物处理装置的高位进水管；

一体式膜生物反应器，膜组件安置于一体式膜生物反应器中，膜组件的下方设置有连接纳米曝气机的纳米曝气头。

2.根据权利要求1所述的A/O型湿地中水回用装置，其中，A/O土渗系统的混合填料为碎石、粗砂与弗罗里硅藻土混合，体积混合比例为2:3:0.5，粒径为12-50mm。

3.根据权利要求1所述的A/O型湿地中水回用装置，其中，A/O土渗系统的厌氧土渗区使用混凝土制备的水泥板作为顶盖；好氧土渗区表面栽种具有景观效果的植物再力花。

4.根据权利要求1所述的A/O型湿地中水回用装置，其中，生物转盘为立体网状中空结构，内部通过多孔聚乙烯球分成独立活动小空间，聚乙烯球内填充有分子筛填料。

5.根据权利要求1所述的A/O型湿地中水回用装置，其中，一体式膜生物反应器内的纳米曝气头进气为O₂。

6.根据权利要求1所述的A/O型湿地中水回用装置，其中，一体式膜生物反应器内的膜组件为聚乙烯中空纤维膜。

7.利用权利要求1所述A/O型湿地中水回用装置处理污水用作中水回用的方法：

离心机利用悬浮液密度不同的各组分在离心力场中迅速沉降分层的原理，实现液-固或液-液分离，离心机的出水导入A/O土渗系统内先后经过厌氧-好氧环境使有机污染物得到有效降解，并在植物根系与微生物的协同作用下去除污水中的污染物质；A/O土渗系统的出水喷入无动力生物处理装置的高位进水管，利用高位进水冲击第一区的生物转盘的水槽，使生物转盘旋转，而后污水流经碳素纤维生物草进入第二区的生物转盘；生物转盘内的分子筛填料吸附污水中的氨氮，降低污水生物毒性，避免其抑制微生物活性，通过好氧生物氧化污水中的污染物；生物处理出水导入一体式膜生物反应器内，去除污水中的剩余悬浮物，使出水达到中水回用标准；无动力生物处理装置的部分出水回流至A/O土渗系统，调节水质并刺激微生物生长过程分泌次生物质。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，离心机转速为3000r/min。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，好氧土渗区内通过通气管进行通气，保证好氧土渗区内溶解氧的浓度。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，一体式膜生物反应器内的纳米曝气头进气为O₂，在膜表面由纳米气泡搅动产生错流，带走膜组件表面积累的物质。