CN104803561A - 一种用于污水厂尾水深度处理的生态渗滤系统及处理尾水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于污水厂尾水资源化回用的生态渗滤系统及处理尾水的方法，生态渗滤系统包括脱色消毒池、混凝池和生态渗滤池。达标尾水首先进入二氧化氯消毒池，经过2～4h的停留，尾水进入混凝池，利用聚氯化铁或聚氯化铝的混凝作用，尾水中的SS得到基本去除，去除率可到90％～95％，同时部分污染物质，包括COD、TN和TP等去除15％～30％；经过混凝处理的尾水最后进入生态渗滤池，自上而下通过植物、动物、微生物及滤料层的共同作用，尾水得到进一部净化，通过基质排水层排水，排水达到灌溉水标准，处理过程结束。最终处理后的出水达到灌溉水标准。该技术系统的污水处理成本低，具有很好的市场推广性。
Description
技术领域
本发明属于环境工程领域，涉及一种废水的处理方法，具体涉及一种用于污水厂尾水资源化回用的生态渗滤系统及采用该系统处理尾水的方法。
技术背景
我国是一个严重缺水的国度，人均水量仅相当于世界人均水量的1/4，淡水资源不足影响到我国许多地区社会和经济的发展。同时，近年来我国水污染形势日趋严重，水质性缺水使得原本短缺的淡水资源雪上结霜，控制水污染排放对缓解我国的水资源短缺问题具有重要的实际价值和战略意义。为此，各地区兴建了污水处理厂用来集中处理市政污水，但是出水后的尾水因污染物浓度达不到地表水排放要求，随意排入河湖等水体仍旧会造成污染。
回用水技术作为污水资源化技术的一个重要组成部分是解决城市水资源短缺，缓解供水矛盾的一项新的有效措施。城市污水处理厂尾水经进一步处理后回用于工业、农业灌溉、养殖业、市政绿化、生活杂用、地下水回灌和补充地面水等方面的研究和实际工程，在国外已有很长的历史，规模也很大，收到了相当可观的经济效益和社会效益。世界上发达国家，经历了高度的工业化发展过程，更迫切地感到水资源的宝贵，因而制定了相应的法规促使城市污水的合理再利用。近年来，我国政府也逐渐开始重视污水回用，积极开展污水处理回用，然而适合我国国情的污水回用技术仍需要不断的探索。
以人工湿地技术为例，人工湿地是利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。将人工湿地技术用于尾水的深度处理已在我国进行了初步尝试。例如中国专利CN201210168511.5公开了一种复合型人工湿地尾水处理系统，该系统主要包含预处理和人工湿地系统两部分。预处理部分包括曝气氧化池和生态砾石床；人工湿地系统融合了稳定塘的设计，将垂直流人工湿地与表面流人工湿地进行组合，梯级排列稳定塘串联其中；待处理尾水依次通过曝气氧化池、生态砾石床、垂直流人工湿地、稳定塘，最终经过表面流人工湿地出水。
其中，微生物仍旧是氮磷去除的主要贡献方面。然而，尾水中碳源不足以供应微生物进行正常的脱氮作用，补充碳源成为了人工湿地处理尾水必不可少的过程，造成了新的预算支出。因此，研发新的尾水处理技术工艺对于解决我国水资源短缺具有非常重要的意义。
发明内容
1、发明要解决的技术问题
本发明的目的是为了完善现阶段污水厂尾水处理技术体系，提供一种用于污水厂尾水资源化回用的生态渗滤系统，通过该系统的实施，将为我国污水厂尾水处理提供更多的技术支持，可实现尾水处理后的资源化回用，出水达到灌溉水标准，可补充地表水源。并提供采用该体系处理污水厂尾水的方法。
2、技术方案
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于污水厂尾水资源化回用的生态渗滤系统，包括：脱色消毒池、混凝池和生态渗滤池；所述脱色消毒池、混凝池和生态渗滤池依次连接。
所述脱色消毒池内设置有产生二氧化氯的二氧化氯发生器和配备余氯的在线检测仪器。
所述混凝池使用的混凝剂为聚合氯化铝或聚合氯化铁中的一种或多种。
所述生态渗滤池由上至下依次包括植物层、土壤层、滤料层和排水层。
所述植物层所种植植物为黄菖蒲或黑麦草，所述植物层种植在土壤层上。
所述土壤层高度为10～15cm，所用土壤的氮均值为0.67～0.80mg/g，磷均值为0.44～0.64mg/g；在土壤层中加入蚯蚓，蚯蚓密度为7～15g/L土壤。
所述滤料层和土壤层间通过土工布隔开，所述滤料层包括沸石层和石英砂层，沸石层在滤池上部，石英砂层在沸石层下部；述沸石层的高度为2.5～5m，石英砂层的高度为1.5～2m；沸石层中细粒沸石的粒径为2～4mm；石英砂层中石英砂粒径为2～3mm。
所述细粒沸石为一种架状结构的含水硅铝酸盐矿物。
所述排水层和滤料层间通过土工布隔开，所述排水层由鹅卵石和砾石构成，粒径分别为50～80mm和10～35mm，排水层的高度为30～50cm。
一种采用所述生态渗滤系统处理污水厂尾水的方法，包括以下步骤：达标尾水首先进入脱色消毒池，经过1～4h的停留后，利用在线监测器控制余氯浓度在0.35mg/L以下，尾水进入混凝池，利用聚氯化铁或聚氯化铝的混凝作用，尾水中的SS得到基本去除，去除率可到90％～95％，同时部分污染物质，包括COD、TN和TP去除15％～30％；经过混凝处理的尾水最后进入生态渗滤池，自上而下通过植物、动物、微生物及滤料层的共同作用，尾水得到进一步净化，通过基质排水层排水，排水达到灌溉水标准，处理过程结束。
本发明所提供的一种用于污水厂尾水资源化回用的生态渗滤系统，其关注点包括：(1)首先利用二氧化氯的强氧化能力，不仅破坏有色基团，同时可杀灭尾水中的有害菌，达到了尾水使用的基本要求；(2)利用混凝池去除尾水中的SS和污染物质，为生态渗滤池的运行提供了有利条件和前提；(3)生态渗滤池为本发明的尾水处理系统的核心部件，通过利用植物、动物、微生物和填料的协同作用，不仅去除了尾水中的污染物质，出水达到排放地表水的标准，同时利用多级滤池的叠加作用可使得出水达到更高的使用标准。
3、有益效果
本发明提供的一种用于污水厂尾水资源化回用的生态渗滤系统与现有技术相比具有以下特点：利用“消毒池+混凝池+生态渗滤池”的综合作用，有效降低了尾水中污染物质，使得尾水处理后达到排放标准。与人工湿地技术相比，该技术系统不需要添加碳源，节约了成本，并且系统中各项技术的可操作性强，具有极高的市场推广价值，对于解决我国淡水不足的难题具有很好的应用价值。
附图说明
图1是本发明生态渗滤系统的系统流程图。
图2是生态渗滤池的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施案例，进一步阐明本发明要点，应理解这些实施案例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落后于本申请所附权利要求所限定的范围。
某地区污水厂的尾水中COD的浓度为25～45mg/L，TP浓度为0.1～0.63mg/L，TN浓度为10.6～14.5mg/L，在国家的资助下利用本发明的尾水深度处理技术对该尾水进行了进一步净化中式规模实验，目标是达到灌溉和景观用水标准。下面结合附图对系统工艺进行阐述。
经过分析，该尾水达到了排放标准，但是直接排入水体仍旧会造成很大的危害，对于回用仍需要进一步净化处理。为此，在地方政府的配合下，进行了以下技术工艺的实施：如图1所示，尾水首先进入消毒池进行二氧化氯消毒处理，因尾水色度并不高，因此本次水力停留时间为1～2h，同时利用在线监测器控制余氯浓度在0.35mg/L以下。经过消毒后的尾水进入混凝池，混凝剂选用市场上容易买到的聚合氯化铝，经过混凝处理，尾水的色度及SS得到大幅度的降低，混凝成功后，出水进入生态渗滤池。
如图2所示，生态渗滤池池体1由上至下依次包括植物2、土壤层3、滤料层4和排水层体5，利用布水装置将处理后的水均匀进入到池体上部，依次进入植物层和土壤层，土壤层放置密度为8g蚯蚓/L土壤，所选用的土壤来自本地，经过测试达到本发明中要求；尾水经过土壤层植物、动物和微生物等的处理后，经过土工布进入滤料层，该滤料层包括3m高度的细粒沸石和1m高度的石英砂，粒径分别为2～4mm和2～3mm；经过滤料层的强效过滤作用后，尾水最后经过土工布进入基质排水区，该排水区由鹅卵石和砾石构成，排水区厚度为0.30～0.50m，所选用的鹅卵石粒径为60～80mm，砾石粒径为20～30mm；最终尾水经过多种工艺技术处理后排放，排放经检测达到灌溉水标准。
本实例中植物层所种植的植物为黄菖蒲。
Claims (10)
1.一种用于污水厂尾水资源化回用的生态渗滤系统，其特征在于包括：脱色消毒池、混凝池和生态渗滤池；所述脱色消毒池、混凝池和生态渗滤池依次连接。
2.根据权利要求1所述的生态渗滤系统，其特征在于：所述脱色消毒池内设置有产生二氧化氯的二氧化氯发生器和配备余氯的在线检测仪器。
3.根据权利要求2所述的生态渗滤系统，其特征在于：所述混凝池使用的混凝剂为聚合氯化铝或聚合氯化铁中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的生态渗滤系统，其特征在于：所述生态渗滤池由上至下依次包括植物层、土壤层、滤料层和排水层。
5.根据权利要求4所述的生态渗滤系统，其特征在于：所述植物层所种植植物为黄菖蒲或黑麦草，所述植物层种植在土壤层上。
6.根据权利要求5所述的生态渗滤系统，其特征在于：所述土壤层高度为10～15cm，所用土壤的氮均值为0.67～0.80mg/g，磷均值为0.44～0.64mg/g；在土壤层中加入蚯蚓，蚯蚓密度为7～15g/L土壤。
7.根据权利要求6所述的生态渗滤系统，其特征在于：所述滤料层和土壤层间通过土工布隔开，所述滤料层包括沸石层和石英砂层，沸石层在滤池上部，石英砂层在沸石层下部；述沸石层的高度为2.5～5m，石英砂层的高度为1.5～2m；沸石层中细粒沸石的粒径为2～4mm；石英砂层中石英砂粒径为2～3mm。
8.根据权利要求7所述的生态渗滤系统，其特征在于：所述细粒沸石为一种架状结构的含水硅铝酸盐矿物。
9.根据权利要求8所述的生态渗滤系统，其特征在于：所述排水层和滤料层间通过土工布隔开，所述排水层由鹅卵石和砾石构成，粒径分别为50～80mm和10～35mm，排水层的高度为30～50cm。
10.一种采用权利要求9所述生态渗滤系统处理污水厂尾水的方法，其特征在于包括以下步骤：达标尾水首先进入脱色消毒池，经过1～4h的停留后，利用在线监测器控制余氯浓度在0.35mg/L以下，尾水进入混凝池，利用聚氯化铁或聚氯化铝的混凝作用，尾水中的SS得到基本去除，去除率可到90％～95％，同时部分污染物质，包括COD、TN和TP去除15％～30％；经过混凝处理的尾水最后进入生态渗滤池，自上而下通过植物、动物、微生物及滤料层的共同作用，尾水得到进一步净化，通过基质排水层排水，排水达到灌溉水标准，处理过程结束。
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