CN109231663A - 一种多级污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水处理技术领域，具体的讲是一种多级污水处理系统，包括：网状格栅和四级污水处理单元，两者之间采用引水管相连，四级污水处理单元分别为第一级处理单元化学氧化池、第二级处理单元新型材料吸附池、第三级处理单元复合垂直流人工湿地下行池和第四级处理单元复合垂直流人工湿地上行池，本发明将化学氧化、物理吸附、人工湿地三种污水处理工艺结合，可以有效的对同时含有有机污染物、重金属、N、P、COD的水进行高效去除，化学氧化池后设置吸附池，再进入人工湿地，通过吸附池对重金属的吸附作用，有效解决了均相类芬顿反应后Co2+的二次污染问题，并减小了人工湿地的有机污染负荷和污水中重金属对湿地植物和微生物的毒性。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体的讲是一种多级污水处理系统。
背景技术
针对化工园区尾水来水多样、成分复杂，除含有常规的N、P、COD等污染外，还含有苯类、酚类、氰类等有机污染物，以及汞、铬、铜等重金属也可能存在一种或数种，具有污染物较高的特点，而现有的单个污水处理系统只能消减特定的污染物，不能将污水中的有机物、重金属、氮、磷、COD等污染物协同去除。
为此设计一种可以一次性协同去除多种污染物且针对化工园区尾水的多级污水处理系统是十分有必要的。
发明内容
本发明突破了现有技术的难题，设计了计一种可以一次性协同去除多种污染物且针对化工园区尾水的多级污水处理系统。
为了达到上述目的，本发明设计了一种多级污水处理系统，包括：网状格栅和四级污水处理单元，其特征在于：网状格栅与四级污水处理单元之间采用引水管相连，所述管道上连接设置有污水泵，所述四级污水处理单元分别为第一级处理单元化学氧化池、第二级处理单元新型材料吸附池、第三级处理单元复合垂直流人工湿地下行池和第四级处理单元复合垂直流人工湿地上行池，所述第一级处理单元化学氧化池与所述第二级处理单元新型材料吸附池之间采用竖直隔墙一分隔开，所述第二级处理单元新型材料吸附池与所述第三级处理单元复合垂直流人工湿地下行池之间采用竖直隔墙二分隔开，所述第三级处理单元复合垂直流人工湿地下行池和第四级处理单元复合垂直流人工湿地上行池之间采用竖直隔墙三分隔开，所述竖直隔墙三的上端与四级污水处理单元的上侧内壁相固定，竖直隔墙三的下端则与四级污水处理单元的下侧内壁之间留有空隙，所述竖直隔墙二的下端与四级污水处理单元的下侧内壁相固定，竖直隔墙一、竖直隔墙二的上端与四级污水处理单元的上侧内壁之间则留有空隙，所述竖直隔墙一下端通过布水管将化学氧化池与新型材料吸附池相连，布水管两侧均设有阀门；
所述四级污水处理单元具有1%的倾斜度，其倾斜方向为从第一级处理单元化学氧化池向第四级处理单元复合垂直流人工湿地上行池倾斜；
所述的一种多级污水处理系统，其处理方法具体如下：
步骤1：含有有机污染物、重金属离子、N、P污染物的污水通过管道进入网状格栅，在网状格栅中去除污水中较大的悬浮物，之后通过污水泵被抽入第一级处理单元化学氧化池中，此时推拉式挡板处于关闭状态，第一级处理单元化学氧化池利用类芬顿反应去除污水中的苯类、酚类、氰类有机污染物；步骤2：待步骤1处理完成后，打开连接化学氧化池和新型材料吸附池之间布水管的阀门，由于倾斜度及水压的存在，污水会自行流入第二级处理单元新型材料吸附池中，将污水中的重金属离子和氮、磷、COD去除；
步骤3：待步骤2处理完成后，污水进入第三级处理单元复合垂直流人工湿地下行池和第四级处理单元复合垂直流人工湿地上行池中，经过基质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，去除污水中的N、P、COD。
所述第一级处理单元化学氧化池中含有类芬顿反应所需的Co2+、HCO3-和H2O2。
所述第二级处理单元新型材料吸附池内自下而上依次设有粒径在5~10 mm范围内的硅胶层、膨润土层、沸石层，每层的厚度为40cm。
所述第三级处理单元复合垂直流人工湿地下行池和第四级处理单元复合垂直流人工湿地上行池内，自上而下依次设有水生植物层、土壤层、基质层和防渗层。
所述第三级处理单元复合垂直流人工湿地下行池的基质层自上而下依次设有粒径在10~18 mm范围内的卵石层和粒径在5~10mm的铝矿渣层，每层厚度均为40cm。
所述第四级处理单元复合垂直流人工湿地上行池的基质层为粒径在10~18mm的陶瓷滤料层和粒径为5~10mm的生物质炭层，每层厚度为40cm。
所述水生植物层由菖蒲、美人蕉、芦苇、风车草、千屈菜中的一种或多种组成。
本发明与现有技术相比，通过将化学氧化、物理吸附、人工湿地三种污水处理工艺结合，可以有效的对同时含有有机污染物、重金属、N、P、COD的水进行高效去除，在化学氧化池后设置吸附池，再进入人工湿地，通过吸附池对重金属的吸附作用，有效解决了均相类芬顿反应后Co2+的二次污染问题，并减小了人工湿地的有机污染负荷和污水中重金属对湿地植物和微生物的毒性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，11为网状格栅，12为引水管，13为化学氧化池，14为新型材料吸附池，15为人工湿地下行池，16为人工湿地下行池，17为竖直隔墙一，18为竖直隔墙二，19为竖直隔墙三，20为管道，201为阀门。
图2为本发明中第二级处理单元新型材料吸附池的结构示意图。
其中，21为硅胶层，22为膨润土层，23为沸石层。
图3为本发明中第三级处理单元复合垂直流人工湿地下行池的结构示意图。
其中，31为水生植物层，32为土壤层，33为卵石层，34为铝矿渣层，35为防渗层。
图4为本发明中第四级处理单元复合垂直流人工湿地上行池的结构示意图。
其中， 43为陶瓷滤料层，44为生物质炭层。
具体实施方式
结合附图对本发明做进一步描述。
参见图1，本发明设计了一种多级污水处理系统，包括：网状格栅和四级污水处理单元，网状格栅11与四级污水处理单元之间采用引水管相连，所述管道上连接设置有污水泵，所述四级污水处理单元分别为第一级处理单元化学氧化池13、第二级处理单元新型材料吸附池14、第三级处理单元复合垂直流人工湿地下行池15和第四级处理单元复合垂直流人工湿地上行池16，所述第一级处理单元化学氧化池13与所述第二级处理单元新型材料吸附池14之间采用竖直隔墙一17分隔开，所述第二级处理单元新型材料吸附池14与所述第三级处理单元复合垂直流人工湿地下行池15之间采用竖直隔墙二18分隔开，所述第三级处理单元复合垂直流人工湿地下行池15和第四级处理单元复合垂直流人工湿地上行池16之间采用竖直隔墙三19分隔开，所述竖直隔墙三19的上端与四级污水处理单元的上侧内壁相固定，竖直隔墙三19的下端则与四级污水处理单元的下侧内壁之间留有空隙，所竖直隔墙二18的下端与四级污水处理单元的下侧内壁相固定，竖直隔墙一17、竖直隔墙二18的上端与四级污水处理单元的上侧内壁之间则留有空隙，所述竖直隔墙一17下端通过布水管20将第一级处理单元化学氧化池13与第二级处理单元新型材料吸附池14相连，所述布水管20的两端均设有阀门201；
所述四级污水处理单元具有1%的倾斜度，其倾斜方向为从第一级处理单元化学氧化池13向第四级处理单元复合垂直流人工湿地上行池16倾斜；
所述的一种多级污水处理系统，其处理方法具体如下：
步骤1：含有有机污染物、重金属离子、N、P污染物的污水通过管道进入网状格栅11，在网状格栅11中去除污水中较大的悬浮物，之后通过污水泵被抽入第一级处理单元化学氧化池13中，此时阀门201处于关闭状态，第一级处理单元化学氧化池13利用类芬顿反应去除污水中的苯类、酚类、氰类有机污染物；
步骤2：待步骤1处理完成后，打开阀门201，由于倾斜度和水压的存在，污水会自行流入第二级处理单元新型材料吸附池14中，将污水中的重金属离子和氮、磷、COD污染物去除；
步骤3：待步骤2处理完成后，污水进入第三级处理单元复合垂直流人工湿地下行池15和第四级处理单元复合垂直流人工湿地上行池16中，经过基质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，去除污水中的N、P、COD。
本发明中第一级处理单元化学氧化池13中含有类芬顿反应所需的Co2+、HCO3 -和H2O2。
参见图2，本发明中第二级处理单元新型材料吸附池14内自下而上依次设有粒径在5~10 mm范围内的硅胶层21、膨润土层22、沸石层23，每层的厚度为40 cm。
参见图3本发明中第三级处理单元复合垂直流人工湿地下行池15和第四级处理单元复合垂直流人工湿地上行池16内，自上而下依次设有水生植物层31、土壤层32、基质层和防渗层35。
本发明中第三级处理单元复合垂直流人工湿地下行池15的基质层自上而下依次设有粒径在10~18 mm范围内的卵石层33和粒径在5~10 mm的铝矿渣层34，每层厚度均为40cm。
参见图4，本发明中第四级处理单元复合垂直流人工湿地上行池16的基质层为粒径在10~18 mm的陶瓷滤料层43和粒径为5~10 mm的生物质炭层44，每层厚度为40 cm。
本发明中水生植物层31由菖蒲、美人蕉、芦苇、风车草、千屈菜中的一种或多种组成。
在具体实施中，采用实验室自配污水进行试验，该污水特征为COD=1000～1200mg/L，TN=30～40mg/L，TP=10～15mg/L，pH=7～8，Cr3+=10～12mg/L，Pb2+=10～12mg/L，Cu2+=10～12mg/L。
污水通过网状格栅后去除较大的悬浮物，然后通过污水泵抽入第一级污水处理单元化学氧化池，此时第一级污水处理单元化学氧化池和第二级污水处理单元吸附池之间的推拉式挡板关闭，第一级污水处理单元化学氧化池中通过类芬顿反应去除污水中的苯类、酚类、氰类有机污染物。
打开布水管阀门后，经过上述处理后的污水由于整个系统有1%的倾斜度以及水压的存在，污水会自流到达第二级处理单元新型材料吸附池，在吸附池中的基质硅胶、膨润土和沸石会吸附Cr3+、Pb2+、Cu2+、氮、磷、COD。污水经过二级处理后，进入复合垂直流人工湿地的上行池和下行池，通过人工湿地中基质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，进一步去除污水中N、P、COD等各种污染物。
实验结果表明，经过本发明的处理后，污水中COD去除率93.2%，TN去除率为94.9%，TP去除率为91.9%，Cr3+去除率为89.9%，Pb2+去除率为91.4%，Cu2+去除率为96.1%。
Claims (7)
1.一种多级污水处理系统，包括：网状格栅和四级污水处理单元，其特征在于：网状格栅（11）与四级污水处理单元之间采用引水管相连，所述管道上连接设置有污水泵，所述四级污水处理单元分别为第一级处理单元化学氧化池（13）、第二级处理单元新型材料吸附池（14）、第三级处理单元复合垂直流人工湿地下行池（15）和第四级处理单元复合垂直流人工湿地上行池（16），所述第一级处理单元化学氧化池（13）与所述第二级处理单元新型材料吸附池（14）之间采用竖直隔墙一（17）分隔开，所述第二级处理单元新型材料吸附池（14）与所述第三级处理单元复合垂直流人工湿地下行池（15）之间采用竖直隔墙二（18）分隔开，所述第三级处理单元复合垂直流人工湿地下行池（15）和第四级处理单元复合垂直流人工湿地上行池（16）之间采用竖直隔墙三（19）分隔开，所述竖直隔墙三（19）的上端与四级污水处理单元的上侧内壁相固定，竖直隔墙三（19）的下端则与四级污水处理单元的下侧内壁之间留有空隙，所竖直隔墙二（18）的下端与四级污水处理单元的下侧内壁相固定，竖直隔墙一（17）、竖直隔墙二（18）的上端与四级污水处理单元的上侧内壁之间则留有空隙，所述竖直隔墙一（17）下端通过布水管（20）将第一级处理单元化学氧化池（13）与第二级处理单元新型材料吸附池（14）相连，所述布水管（20）的两端均设有阀门（201）；
所述四级污水处理单元具有1%的倾斜度，其倾斜方向为从第一级处理单元化学氧化池（13）向第四级处理单元复合垂直流人工湿地上行池（16）倾斜；
所述的一种多级污水处理系统，其处理方法具体如下：
步骤1：含有有机污染物、重金属离子、N、P污染物的污水通过管道进入网状格栅（11），在网状格栅（11）中去除污水中较大的悬浮物，之后通过污水泵被抽入第一级处理单元化学氧化池（13）中，此时阀门（201）处于关闭状态，第一级处理单元化学氧化池（13）利用类芬顿反应去除污水中的苯类、酚类、氰类有机污染物；
步骤2：待步骤1处理完成后，打开阀门（201），由于倾斜度和水压的存在，污水会自行流入第二级处理单元新型材料吸附池（14）中，将污水中的重金属离子和氮、磷、COD污染物去除；
步骤3：待步骤2处理完成后，污水进入第三级处理单元复合垂直流人工湿地下行池（15）和第四级处理单元复合垂直流人工湿地上行池（16）中，经过基质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，去除污水中的N、P、COD。
2.根据权利要求1所述的一种多级污水处理系统，其特征在于：所述第一级处理单元化学氧化池（13）中含有类芬顿反应所需的Co2+、HCO3 -和H2O2。
3. 根据权利要求1所述的一种多级污水处理系统，其特征在于：所述第二级处理单元新型材料吸附池（14）内自下而上依次设有粒径在5~10 mm范围内的硅胶层（21）、膨润土层（22）、沸石层（23），每层的厚度为40 cm。
4.根据权利要求1所述的一种多级污水处理系统，其特征在于：所述第三级处理单元复合垂直流人工湿地下行池（15）和第四级处理单元复合垂直流人工湿地上行池（16）内，自上而下依次设有水生植物层（31）、土壤层（32）、基质层和防渗层（35）。
5.根据权利要求4所述的一种多级污水处理系统，其特征在于：所述第三级处理单元复合垂直流人工湿地下行池（15）的基质层自上而下依次设有粒径在10~18 mm范围内的卵石层（33）和粒径在5~10 mm的铝矿渣层（34），每层厚度均为40 cm。
6. 根据权利要求4所述的一种多级污水处理系统，其特征在于：所述第四级处理单元复合垂直流人工湿地上行池（16）的基质层为粒径在10~18 mm的陶瓷滤料层（43）和粒径为5~10 mm的生物质炭层（44），每层厚度为40 cm。
7.根据权利要求4所述的一种多级污水处理系统，其特征在于：所述水生植物层（31）由菖蒲、美人蕉、芦苇、风车草、千屈菜中的一种或多种组成。
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