CN106006973A - 一种底部进水式人工快速渗滤系统 - Google Patents

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Abstract

一种底部进水式人工快速渗滤系统，将传统人工快速渗滤系统分为上部好氧段和和下部厌氧段，在厌氧段灌入污水截留有机碳源，将出水回灌至上部好氧段，好氧段高硝氮出水可在下部厌氧段厌氧环境和截留有机碳源的作用进行反硝化，实现去除总氮的目的。该系统利用污水自身有机碳进行反硝化，在污水有机碳较充足时无需添加额外碳源，节省了污水处理的成本，设计简单，易于推广，传统人工快速渗滤系统只需要稍加改动就能适用，且应对不同的水质要求可增加回灌次数，处理能力灵活。

Description

一种底部进水式人工快速渗滤系统
技术领域
本发明涉及污水废水处理设备技术领域，具体涉及人工快速渗滤系统总氮去除率的提高。
背景技术
人工快速渗滤系统(Constructed Rapid Infiltration，简称CRI)为土地处理的一种类型，它是指有控制地将污水投配于人工构筑的渗滤介质的表面，使其在向下渗透的过程中经历不同的物理、化学和生物作用，最终达到净化污水的目的。CRI系统借鉴了污水快速渗滤土地处理系统和人工构造湿地系统的优点，并发展成为更高效、更廉价、占地面积更小的新型污水处理技术。
专利号为ZL200410073951.8，名为“人工快速渗滤污水处理系统装置”的发明专利，公开了一种人工快速渗滤污水处理系统，它由隔栅池、预沉池和快渗池组成。其中快渗池分两层，底部为垫层，填粒径为30-40mm的卵石或碎石，垫层上部100mm为反滤层，填料为鹅卵石，垫层底部设集水管。但经该人工快速渗滤系统占地面积大，且处理的生活污水总氮指标达不到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标。这是将人工快速渗滤系统在广大农村推广应用必须解决的一个技术难题。
发明内容
在传统CRI系统中氨氧化作用和硝化作用只是改变了氮的形态（将进水中的有机氮和氨氮通过硝化作用转化为硝态氮），而反硝化进行得很不充分，无法有效将硝酸盐和亚硝酸盐转化成气态氮，这就是传统CRI系统中总氮去除率仅有10%-30%的原因。
本发明专利针对传统人工快速渗滤系统总氮去除率低的问题，设计一种可利用污水自身有机物进行反硝化的改进型人工快速系统。该系统处理效果优秀、设计简单、制作方便、适应性强、易于推广，且可在传统CRI系统的基础上进行改进。
这是一种可在渗滤系统底部厌氧段进水，截留有机物，利用污水自身有机物进行反硝化的人工快速渗滤系统。它由配水池、渗滤柱、出水池和水泵组成。渗滤柱内填装有级配良好的天然河沙和少量沸石。该系统特点在于可先将污水自身有机物截留于渗滤柱厌氧段，出水再回灌到好氧段，硝态氮将于厌氧段在预先截留的有机物提供的碳源帮助下进行反硝化，达到去除总氮的目的。
为解决背景技术所存在的问题，本发明采用以下技术方案：整个系统包含1、配水池；2、止水阀；3、好氧段渗滤柱，上部为级配良好的天然河沙，含少量沸石，高45cm，下部为直径2-4cm的卵石，厚5cm；4、厌氧段渗滤柱，上部为级配良好的天然河沙，高45cm，下部为直径2-4cm的卵石，厚5cm；5、厌氧段高位排水口；6、出水池；7、出水池排水口；8、提升泵；9、回灌导水管。
CRI系统决定总氮去除率的决定性因素是反硝化的进行程度，而消化作用通常比较充分，厌氧段截留的有机物可为反硝化提供碳源，其对氧气的硝化也可以厌氧段更好地保持厌氧环境。这种进水方式对原水的有机碳利用率也高（近100%），在原水C/N比较高的情况下，无需添加碳源即可运行，总氮去除率高，可达90%，完全达到污水排放标准，后期仅投入少量电费。
附图说明
图1为发明专利型结构示意图，其中：1、配水池；2、止水阀；3、好氧段渗滤柱，上部为级配良好的天然河沙，含少量沸石，高45cm，下部为直径2-4cm的卵石，厚5cm；4、厌氧段渗滤柱，上部为级配良好的天然河沙，高45cm，下部为直径2-4cm的卵石，厚5cm；5、厌氧段高位排水口；6、出水池；7、出水池排水口；8、提升泵；9、回灌导水管。
具体实施方式
一、污水有机物截留过程
每次进水先将一定量的污水灌入厌氧段，使有机物截留于厌氧段以备进行反硝化，水顺下部高位出水口自然流出，并收集于出水池。
二、厌氧段出水回灌过程
待灌入厌氧段的污水渗滤完以后，用提升泵将出水池中的水回灌到好氧段渗滤柱顶部，水中的氨氮（NH4 +）将按传统CRI系统中流程进行硝化，转化为硝酸盐（NO3 —），由下部出水口进入厌氧段渗滤柱，在厌氧条件下和丰富的有机质环境中，硝酸盐（NO3 —）被反硝化为氮气（N2）。与此同时，出水池止水阀打开，干净的水被排出。
实验采用配置废水与实际生活污水混合发酵而成，初始氨氮40mg/l左右，COD350mg/l,系统水力负荷为0.5m/d，每天布水3次，每隔8h投配一次，一个水力负荷周期为8h，厌氧段布水0.5h，好氧段布水0.5h，落干7h。采用时间继电器控制止水阀和提升泵的工作，实现定时定量布水、出水。
系统稳定运行20d以后测出水质：总氮（以N计）=4.2mg/l，氨氮（以N计）=1.42mg/l，总氮去除率为89.5%，氨氮去除率96.3%，无论总氮还是氨氮都远优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标。

Claims (4)

1.一种底部进水式人工快速渗滤系统，其特征在于，将传统CRI系统分为好氧段和厌氧段，采用在厌氧段进水，并将出水回灌到好氧段的运行方式增强反硝化。
2.根据权利要求1所述的底部进水式人工快速渗滤系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤；
步骤一：用继电器控制配水箱止水阀，定时定量控制每次进水量，将污水预先在厌氧段过滤，截留污染物，同时继电器控制出水池止水阀关闭，收集污水第一次淋滤的出水；
步骤二：待初次淋滤完毕（0.5h）后，继电器控制提升泵将出水池中水回灌至上部好氧段，使水中氨氮进行硝化作用，硝化作用产生的硝酸盐随水从好氧段下部连接管进入厌氧段，良好的厌氧环境和充足的有机碳源使硝酸盐得以反硝化为气态氮，与此同时出水池止水阀打开，将干净的水排出。
3.根据权利要求1和2所述的底部进水式人工快速渗滤系统，其特征在于：好氧段渗滤层第一层为洁净、粒径范围为0.2-0.4mm的天然河沙与沸石95:5混合，第二层为粒径20-40mm的卵砾石；厌氧段第一层为洁净、粒径范围0.5-1mm的天然河沙，第二层为粒径20-40mm的卵砾石。
4.根据权利要求书1所述的底部进水式人工快速渗滤系统，其特征在于：每天布水3次，每隔8h投配一次，每次进水0.2m。
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