CN104961297A - 一种一体化污水生态处理塔 - Google Patents

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本发明涉及污水处理工艺,特别涉及一种一体化污水生态处理塔。包括污水依次进入的调节池,调节池为塔体状,水解酸化池、缺氧池、好氧池、沉淀池位于调节池顶部,调节池的塔体上设置多干层潜流湿地水处理系统,该潜流湿地水处理系统包括布水区、若干潜流湿地水处理单元、集水渠,该潜流湿地水处理单元包括微生物固定化填料、一级潜流湿地、溢流墙、二级潜流湿地。本发明一体化污水生态处理塔,将污水预处理系统与潜流湿地处理系统有效的结合在一起,利用多层潜流湿地水处理系统、溢流墙、上布水管与空气自然接触,充氧、曝气,从而大大提升污水处理效果。

Description

一种一体化污水生态处理塔
[0001](一)
技术领域
本发明涉及污水处理工艺,特别涉及一种一体化污水生态处理塔。
[0002] (二)
背景技术
现代污水处理技术,按处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理。
[0003] 一级处理,主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水,BOD—般可去除30%左右,达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。
[0004] 二级处理,主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD,COD物质),去除率可达90%以上,使有机污染物达到排放标准。
[0005] 三级处理,进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗分析法等。
[0006] 整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后,经过格栅或者砂滤器,之后进入沉砂池,经过砂水分离的污水进入初次沉淀池,以上为一级处理(即物理处理),初沉池的出水进入生物处理设备,有活性污泥法和生物膜法,(其中活性污泥法的反应器有曝气池,氧化沟等,生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床),生物处理设备的出水进入二次沉淀池,二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理,一级处理结束到此为二级处理,三级处理包括生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备,一部分进入污泥浓缩池,之后进入污泥消化池,经过脱水和干燥设备后,污泥被最后利用。
[0007] 但现有污水处理工艺严重依靠现代自动化控制技术。自动化程度要求较高,操作、管理、维护,对操作管理人员素质要求较高。如采用人工操作,会出现因进出水工序操作繁锁,曝气板容易堵塞。多数污水处理工艺方法对废水处理都不十分有效,有的处理不彻底,有的会导致污染转移或产生二次污染,其运行成本极其高昂,一般企业很难接受。
[0008] 潜流湿地是较多采用的人工湿地类型。潜流湿地是以亲水植物为表面绿化物,以砂石土壤为填料,让水自然渗透过滤的人造景观。它以无表面水、占地面积小,使用率高维护方便为特点深受人们的喜爱。是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面,将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上,污水与污泥在沿一定方向流动的过程中,主要利用土壤、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。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。
[0009] 潜流湿地具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点,非常适合中、小城镇的污水处理。可以分为以下几种类型:
(1)自由水面人工湿地处理系统;
(2)人工潜流湿地处理系统;
(3)垂直水流型人工湿地处理系统。
[0010] 优缺点
潜流湿地污水处理系统是一个综合的生态系统,具有如下优点:
①建造和运行费用便宜
②易于维护,技术含量低
③可进行有效可靠的废水处理
④可缓冲对水力和污染负荷的冲击
⑤可提供和间接提供效益,如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化、野生动物栖息、娱乐和教育。
[0011] 但也有不足
①占地面积大。
[0012] ②冬季冰冻期布水管易冻,严重影响整个系统的运行。
[0013] ③常规污水处理系统不能达到地表水质标准要求,需要另行选址进行建设人工湿地进行深度处理。常规潜流人工湿地直接接纳生活或工业水源,容易堵塞,处理效果不佳,不能满足工艺要求。
[0014] 潜流湿地作为一种处理污水的新技术有待于进一步改良,上述问题急需要改进,使其充分发挥资源的生产潜力,防止环境的再污染,获得污水处理与资源化的最佳效益。
[0015] 将污水处理工艺与潜流湿地处理工艺有效的结合在一起,扬长避短,发挥各自的优点,有利于污水处理技术的发展,也是我们迫切需要研宄的课题。
[0016](三)
发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足,提供了一种一体化污水生态处理塔,该一体化污水生态处理塔占地面积小、运行成本低、污水处理效果好、冬季冰冻期仍能正常使用。
[0017] 本发明是通过如下技术方案实现的:
一种一体化污水生态处理塔,包括污水依次进入的调节池、水解酸化池、缺氧池、好氧池、沉淀池,其特殊之处在于:调节池为塔体状,水解酸化池、缺氧池、好氧池、沉淀池位于调节池顶部,调节池的塔体上设置多干层潜流湿地水处理系统,该潜流湿地水处理系统包括布水区、若干潜流湿地水处理单元、集水渠,该潜流湿地水处理单元包括微生物固定化填料、一级潜流湿地、溢流墙、二级潜流湿地,布水区内设置上、下布水管、微生物固定化填料,上、下布水管均与该潜流湿地水处理系统的进水管相连,下布水管出口处位于微生物固定化填料内,上布水管出口处位于微生物固定化填料的上方,溢流墙的左右两侧分别设有微生物固定化填料。
[0018] 每个若干潜流湿地水处理单元并联运行,单个处理单元倒膜、检修等不影响其他单元运行。
[0019] 与布水管相连的进水管连接配水渠,集水渠内设置集水管。
[0020] 微生物固定化填料的宽度为2-4m,潜流湿地水处理系统高度为lm,潜流湿地水处理系统与潜流湿地水处理系统之间的距离为1.0-1.5m。其中微生物固定化填料一般为火山岩、陶粒等,微生物为可选择性的土著菌,处理不同的污水,所选择的土著菌不同,比如潜流湿地用于处理城市污水处理厂尾水,该微生物为该厂污泥内筛选、提取;潜流湿地用于河道内河水,该微生物在就近河道环境内筛选、提取。所述微生物在污水处理中会进行自然选择繁殖,不同的菌分布到适合自己生存的区域,大大提升了污水处理效果。
[0021] 土著菌的筛选、提取步骤:
(1) 土著菌的采集:从待处理的污水或污泥中取样,置于无菌器皿中;
(2) 土著菌的培养:待处理的污水或污泥与微生物培养基的重量比为9:3〜9:1,在24-26°C, pH为6.5〜7.5下培养5〜10天,
土著菌的培养步骤:采用葡萄糖、硫酸镁、磷酸二氢钾、碳酸钙和蒸馏水组成的培养基,先将培养基的PH调至6.5〜7.5,再在121°C高温灭菌20分钟,待冷却后,加入占总重量4%待分离的污水或污泥,在温度24-26Ό,放置于通风黑暗处培养3〜4天,然后再转接培养3次,获得菌液。按照重量百分比,培养基的具体组成为:葡萄糖0.7%、硫酸镁0.01%、磷酸二氢钾0.01%、碳酸钙0.3%、余量为蒸馏水。
[0022] 土著菌的培养步骤还可以为:采用由牛肉膏、蛋白胨、氯化钠和蒸馏水组成的培养基,先将培养基的pH调至6.5〜7.5,再在121°C高温灭菌20分钟,待冷却后,加入占总重量7%待分离的污水或污泥,在温度24-26Ό,放置于通风黑暗处培养3〜4天,然后再转接培养3次,获得菌液。按照重量百分比,培养基的具体组成为:牛肉膏0.3%、蛋白胨0.45%、氯化钠0.45%、余量为蒸馏水。此方法在污水或污泥中富集需氧菌时适用。
[0023] 土著菌的培养步骤还可以为:采用由磷粉、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、蛋白胨、氯化钠、有机磷和蒸馏水组成的培养基,先将培养基的PH调至6.5〜7.5,再在121°C高温灭菌20分钟,待冷却后,加入占总重量4%待分离的污水或底泥,在温度24-26 °C,放置于通风黑暗处培养3〜4天,然后再转接培养2次,获得菌液。按照重量百分比,培养基的具体组成为:磷粉0.03%、磷酸二氢钾0.01 %、磷酸氢二钾0.01 %、蛋白胨0.4%、氯化钠0.4%、有机磷0.1%、余量为蒸馏水。
[0024] 土著菌的培养步骤还可以为:所述的微生物培养基包括氮源、碳源、无机离子、有机物、生长促进因子和蒸馏水。微生物培养基中,氮源含量为8wt%,碳源为10-llwt%,无机离子0.07wt%,有机物5wt%,生长促进因子为0.01〜0.5wt%、余量为蒸饱水。
[0025] 土著菌的培养步骤还可以为:所述的培养基由磷酸氢钙、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、蛋白胨、酵母膏、碳酸钙、硫化钠、硫酸铵和蒸馏水组成。按照重量比,培养基的组成为:磷酸氢钙0.01〜0.02%、磷酸二氢钾0.03%、磷酸氢二钾0.02%、蛋白胨0.1 %、酵母膏0.3%、碳酸钙0.01 %、硫化钠0.008%、硫酸铵0.007%、余量为蒸馏水,充分混合溶解,121°C高温灭菌20分钟,制得培养基;
(3)土著菌的富集培养:按10%的接种量在培养基中加入步骤(2)所得的土著菌,在pH值为6.5〜7.5,温度为24-26°C的条件下培养5〜10天,获得土著菌。
[0026] 调节池上装用于去除污水中较大的悬浮物的格栅,污水经调节池由泵打至水解酸化池。
[0027] 一种一体化污水生态处理塔系统,包括若干所述的一体化污水生态处理塔。这些一体化污水生态处理塔,可以并联或串联。
[0028] 一种所述的一体化污水生态处理塔的污水处理方法,包括以下步骤:污水进入调节池,经格栅去除污水中较大的悬浮物,然后由泵打至水解酸化池,然后依次经缺氧池、好氧池、沉淀池处理后,进入调节池的塔体上的多干层潜流湿地水处理系统进行深度处理。
[0029] 污水在进入潜流池底处理系统进行处理之前,需要先经预处理,预处理系统中包括格栅、泵、调节池、水解酸化池、缺氧池、好氧池、沉淀池,格栅安在调节池上,用于去除污水中较大的悬浮物,污水经调节池由泵打至水解酸化池,然后依次经缺氧池、好氧池、沉淀池处理。溢流墙左侧微生物固定化填料区溶氧较少,污水经溢流墙进行曝气,进行溢流强化,对微生物污水处理效果及潜流湿地植物的生长均有极大的影响。
[0030] 本发明的有益效果:本发明一体化污水生态处理塔,将污水预处理系统与潜流湿地处理系统有效的结合在一起,通过预处理系统对污水进行预处理,利用多层潜流湿地水处理系统、溢流墙、上布水管与空气自然接触,充氧、曝气,利于各层湿地植物进行光合作用和通风供氧,微生物的存活、繁殖及生存区域的自然选择,从而大大提升污水处理效果。整个污水处理过程中,不需要加药,不需要掺泥,总花费,一次性提升4分钱,一次曝气8分钱,共计0.12元。由于下布水管位于微生物固定化填料内,所以在冰冻期可以关闭上布水管,打开下布水管,不会出现管道冻坏的现象,从而保证了整个系统的正常运行。多层潜流湿地水处理系统的空间布置,大大缩短了占地面积,建设成本低、易于管理、景观效果好;潜流湿地水处理系统立面布置,保证各层潜流湿地水处理系统之间增加空隙,保证层间采光和通风,防止运行过程的采光不足和通风不畅,值得推广。
[0031](四)
附图说明
附图1为本发明的结构示意图;
附图2为本发明的侧视图;
附图3为本发明的潜流湿地水处理系统的结构示意图;
附图4为本发明的若干潜流湿地水处理系统的示意图;
图中:I调节池,2水解酸化池,3缺氧池,4好氧池,5沉淀池,6集水渠,7微生物固定化填料,8 —级潜流湿地,9溢流墙,10 二级潜流湿地,11上布水管,12下布水管,13配水渠,14
栗O
[0032](五)
具体实施方式
附图为本发明的一种具体实施例。该实施例包括污水依次进入的调节池1、水解酸化池
2、缺氧池3、好氧池4、沉淀池5,调节池I上装用于去除污水中较大的悬浮物的格栅,污水经调节池I由泵14打至水解酸化池2。调节池I为塔体状,水解酸化池2、缺氧池3、好氧池4、沉淀池5位于调节池I的顶部,调节池I的塔体上设置多干层潜流湿地水处理系统,该潜流湿地水处理系统包括布水区、若干潜流湿地水处理单元、集水渠6,该潜流湿地水处理单元包括微生物固定化填料7、一级潜流湿地8、溢流墙9、二级潜流湿地10,布水区内设置上、下布水管11,12、微生物固定化填料7,上、下布水管11,12均与该潜流湿地水处理系统的进水管相连,下布水管12出口处位于微生物固定化填料7内,上布水管11出口处位于微生物固定化填料7的上方,溢流墙9的左右两侧分别设有微生物固定化填料7。所述微生物固定化填料7的宽度为2-4m,潜流湿地水处理系统高度为lm,潜流湿地水处理系统与潜流湿地水处理系统之间的距离为1.0-1.5m。其中微生物固定化填料7—般为火山岩、陶粒等,微生物为可选择性的土著菌,处理不同的污水,所选择的土著菌不同,比如潜流湿地用于处理城市污水处理厂尾水,该微生物为该厂污泥内筛选、提取;潜流湿地用于河道内河水,该微生物在就近河道环境内筛选、提取。所述微生物在污水处理中会进行自然选择繁殖,不同的菌分布到适合自己生存的区域,大大提升了污水处理效果。与布水管11,12相连的进水管连接配水渠13,集水渠6内设置集水管。
[0033] 每个若干潜流湿地水处理单元并联运行,单个处理单元倒膜、检修等不影响其他单元运行。
[0034] 该潜流湿地水处理系统还包括用于排污的导排管,防止潜流湿地水处理系统内的管道被污泥堵塞,保证该系统的正常运行。
[0035] 一种一体化污水生态处理塔系统,包括若干所述的一体化污水生态处理塔。这些一体化污水生态处理塔,可以并联或串联。
[0036] 一种所述的一体化污水生态处理塔的污水处理方法,包括以下步骤:污水进入调节池1,经格栅去除污水中较大的悬浮物,然后由泵14打至水解酸化池2,然后依次经缺氧池3、好氧池4、沉淀池5处理后,进入调节池I的塔体上的多干层潜流湿地水处理系统进行深度处理。
[0037] 污水在进入潜流池底处理系统进行处理之前,需要先经预处理,预处理系统中包括格栅、泵14、调节池1、水解酸化池2、缺氧池3、好氧池4、沉淀池5,格栅安在调节池I上,用于去除污水中较大的悬浮物,污水经调节池I由泵14打至水解酸化池2,然后依次经缺氧池3、好氧池4、沉淀池5处理。溢流墙9左侧微生物固定化填料7区溶氧较少,污水经溢流墙9进行曝气,进行溢流强化,对微生物污水处理效果及潜流湿地植物的生长均有极大的影响。
[0038] 上述潜流湿地主要由种植土、无纺布、碎石、细砂、土工布(两布一膜700g)、3:7灰土、素土制成,其中种植土厚度为200mm,粒径l_3cm的碎石400mm,粒径5_12cm的碎石300mm,细砂100mm,3:7灰土分层压实,厚度为200mm,素土穷实。

Claims (8)

1.一种一体化污水生态处理塔,包括污水依次进入的调节池(1)、水解酸化池(2)、缺氧池(3 )、好氧池(4 )、沉淀池(5 ),其特征在于:调节池(I)为塔体状,水解酸化池(2 )、缺氧池(3)、好氧池(4)、沉淀池(5)位于调节池(I)顶部,调节池(I)的塔体上设置多干层潜流湿地水处理系统,该潜流湿地水处理系统包括布水区、若干潜流湿地水处理单元、集水渠(6),该潜流湿地水处理单元包括微生物固定化填料(7)、一级潜流湿地(8)、溢流墙(9)、二级潜流湿地(10),布水区内设置上、下布水管(11,12)、微生物固定化填料(7),上、下布水管(11,12)均与该潜流湿地水处理系统的进水管相连,下布水管(12)出口处位于微生物固定化填料(7 )内,上布水管(11)出口处位于微生物固定化填料(7 )的上方,溢流墙(9 )的左右两侧分别设有微生物固定化填料(7 )。
2.根据权利要求1所述的一体化污水生态处理塔,其特征在于:每个若干潜流湿地水处理单元并联运行。
3.根据权利要求1或2或3所述的一体化污水生态处理塔,其特征在于:该潜流湿地水处理系统还包括用于排污的导排管。
4.根据权利要求4所述的一体化污水生态处理塔,其特征在于:与布水管(11,12)相连的进水管连接配水渠(13),集水渠(6)内设置集水管。
5.根据权利要求1或2或3或5所述的一体化污水生态处理塔,其特征在于:微生物固定化填料(7)的宽度为2-4m,潜流湿地水处理系统高度为lm,潜流湿地水处理系统与潜流湿地水处理系统之间的距离为1.0-1.5m。
6.根据权利要求6所述的一体化污水生态处理塔,其特征在于:调节池(I)上装用于去除污水中较大的悬浮物的格栅,污水经调节池(I)由泵(14)打至水解酸化池(2)。
7.—种一体化污水生态处理塔系统,其特征在于:包括若干权利要求1所述的一体化污水生态处理塔。
8.一种根据权利要求1或7所述的一体化污水生态处理塔的污水处理方法,其特征在于:包括以下步骤:污水进入调节池(1),经格栅去除污水中较大的悬浮物,然后由泵(14)打至水解酸化池(2),然后依次经缺氧池(3)、好氧池(4)、沉淀池(5)处理后,进入调节池(I)的塔体上的多干层潜流湿地水处理系统进行深度处理。
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