CN1583588A

CN1583588A - 水平分段去除目标污染物的污水深度处理装置

Info

Publication number: CN1583588A
Application number: CN 200410024882
Authority: CN
Inventors: 严立; 刘志明; 吴德意; 陈建刚; 胡湛波
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2004-06-03
Filing date: 2004-06-03
Publication date: 2005-02-23

Abstract

本发明涉及一种水平分段去除目标污染物的污水深度处理装置，将污水沿水平方向将污水渗滤处理过程分为四段，从污水进口到出口依次为：去除有机物(BOD)和悬浮物(SS)功能段，脱NH₄ ⁺－N功能段，去除NO₃ ^－－N功能段，去除溶解性磷酸盐功能段。每个功能段填入用塑料网袋分装成袋的具有相应吸附、渗滤功能的填料。污水流过几个功能段后，目标污染物分别在某一特定功能段得到集中分离，分别去除生活污水中BOD、SS、NH₄ ⁺－N、NO₃ ^－－N、T－P，达到处理效果。本发明能方便地置换已被吸附饱和导致出水某项水质超标的功能填料，有效利用功能填料，操作简单。

Description

水平分段去除目标污染物的污水深度处理装置

技术领域

本发明涉及一种水平分段去除目标污染物的污水深度处理装置，使污水沿水平方向流过系统的若干个功能区后，实现深度处理，属于水环境保护技术领域。

背景技术

传统的地下渗滤、快速渗滤等土地处理技术，利用了土壤、植物、微生物的物理吸附、化学吸附、生物降解和生态效应原理，由于成本低，施工简单，管理方便，在我国流域面源污染治理中正逐步得到推广应用。

但是，现有技术都是将污水引入一个槽中，使污水自上而下靠重力垂直向下流动，在经过土壤或其他渗滤材料的过滤、吸附、生化反应后，处理水从距离地表深度为500mm～2000mm的集水管排除。现有的渗滤法土地处理技术主要存在3个缺点：(1)由于不同渗滤层对悬浮物、无机物等污染物的吸附饱和时间是不一致的，当某一项出水指标超标时，必需对系统的全部滤层重新进行置换，未能充分利用土壤渗滤层对其他污染物的吸附能力，出现功能浪费，而且施工麻烦，每置换一次的投资接近重新建设一个新的系统；(2)复氧困难，降低污水处理效率；(3)土壤渗滤层容易堵塞，处理系统容易失效。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种水平分段去除目标污染物的污水深度处理装置，不仅具有较好的污水处理效果，还可方便地有针对性置换各层功能材料，降低处理成本。

为实现以上目的，本发明设计的污水深度处理装置中，将水流方向设计成下流、上流、水平流三种方式相结合的自流方式，在地面建构一个不透水的槽，将槽沿水平方向用穿孔的墙隔开并相互连通，将不透水的槽分隔为四个特定的小池，每个小池是一个功能段，分别放入对不同目标污染物有高效特异去除功能的填料，使每个功能段主要用于去除某一特定目标污染物。生活污水靠进出口的液位差由槽的一端流向另一端，污水流过几个功能段后，目标污染物分别在不同功能段得到集中分离，分别去除生活污水中BOD、SS、NH₄ ⁺-N、NO₃ ^--N、T-P，达到处理效果。当某一功能段的填料被吸附饱和导致出水相应某项水质超标时，可以随时方便地置换该填料，同时保留还具有渗滤吸附作用的其他填料。

本发明的污水深度处理装置具体结构为：在一个不透水槽中，将污水渗滤处理过程沿水平方向分为四段，从污水进口到出口依次为：去除有机物(BOD)和悬浮物(SS)功能段，脱NH₄ ⁺-N功能段，去除NO₃ ^--N功能段，去除溶解性磷酸盐功能段。每个功能段填入用塑料网袋分装成袋的具有相应吸附、渗滤功能的填料。

其中，去除有机物(BOD)和悬浮物(SS)功能段，放入细沙、土壤和生物活性催化剂均匀混合的好氧微生物功能填料；脱NH₄ ⁺-N功能段放入对NH₄ ⁺-N有特异吸附功能的型材，该功能型材由改性的人工沸石等材料为主，添加其他的添加剂加工而成；去除NO₃ ^--N功能段放入主要成分为土壤和含铁反硝化还原剂组成的型材；去除溶解性磷酸盐的功能段放入含有铝离子、铁离子、钙离子、镁离子的改性无机材料型材，该型材由改性的粉煤灰、煤渣、等材料为主，添加其他成型剂加工而成。

每一功能段的填料都用塑料网袋分装成袋后再放入沟槽，以方便填料被吸附饱和后置换操作。用于装去除有机物和悬浮物功能段填料的塑料网袋孔径为0.5～2mm，用于装其他三种功能型材填料的塑料网袋孔径为5～30mm，塑料网袋的大小尺寸为100～500×200～1000mm。污水出口液位比进口液位低50～200mm。

在本发明污水处理装置的上方铺设50～100mm的砾石层，砾石层上方铺设100～200mm原状土壤层，在土壤层可以种植绿化植物或农作物，以避免污水中的臭气及其他污染物对装置周围造成的环境卫生问题，扩大使用范围。

本发明通过如下过程实现污水深度处理：经过厌氧池预处理的生活污水引入本发明的不透水槽，污水首先进入去除有机物(BOD)和悬浮物(SS)功能段，该段放入细沙、土壤和生物活性催化剂均匀混合的好氧微生物功能填料，大部分悬浮物在该段被吸附过滤，有机物在好氧微生物作用下被氧化降解去除；经过去除有机物和悬浮物的污水依次进入去除NH₄ ⁺-N功能段，去除NO₃ ^--N功能段，去除溶解性磷酸盐的功能段，在出口达标排放。

本发明能根据不同污水水质的特性和主要污染物控制因子，有针对性设计特定功能填料，去除目标污染物。本发明克服了传统技术渗滤层垂直布置容易导致渗滤层堵塞和置换渗滤层填料困难的问题；此外，根据出水水质波动，当出水某一项污染物含量超标时，能有针对性置换系统相应功能段中已被饱和的填料，有效利用其他还具有渗滤吸附功能的填料，延长系统使用寿命。本发明结构简单，在装置上部铺设有原状土壤层，可以避免臭气、苍蝇蚊子等环境卫生问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图1中：1为不透水槽，2为进水管，3为去除有机物和悬浮物功能段，4为脱NH₄ ⁺-N功能段，5为去除NO₃ ^--N功能段，6为去除溶解性磷酸盐功能段，7为装有填料的塑料网袋，8为出水管。

图2为本发明不同功能段之间的隔墙开孔位置示意图。

图2中：9为不同功能段之间的隔墙开孔。

图3为本发明的填料铺设方法示意图。

图3中：7为装有填料的塑料网袋。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。

本发明的污水深度处理装置结构如图1所示，在一个不透水槽1中，将污水渗滤处理过程沿水平方向分为四个功能段，从污水进口到出口依次为：去除有机物和悬浮物功能段3，脱NH₄ ⁺-N功能段4，去除NO₃ ^--N功能段5，去除溶解性磷酸盐功能段6。每个功能段填入用塑料网袋7分装成袋的具有相应吸附、渗滤功能的填料。污水进水管2设置在第一段去除有机物和悬浮物功能段3的进口侧的上方，出水管8设置在第四段去除溶解性磷酸盐功能段6出口侧的上方，进水管2的水平位置比出水管8高。

其中，不透水槽1的有效深度为200～1000mm，有效宽度为500～2000mm，有效长度根据污水处理量而定。进水管2及出水管8可采用PVC材料，直径根据处理能力为50～300mm。去除有机物和悬浮物功能段3使用的填料为细沙、土壤和生物活性催化剂混合物；脱NH₄ ⁺-N功能段4使用的填料是由改性的人工沸石等材料为主，添加其他成型剂加工而成的型材，该功能型材对NH₄ ⁺-N有特异吸附功能；去除NO₃ ^--N功能段5使用的填料主要成分为土壤和含铁还原剂组成的混合物；去除溶解性磷酸盐功能段6使用的填料是含有铝离子、铁离子、钙离子、镁离子的无机材料型材，该型材由改性的粉煤灰、煤渣等材料为主，添加其他添加剂加工而成。用于装去除有机物和悬浮物功能段填料的塑料网袋7孔径为0.5～2mm，用于装其他三种功能型材填料的塑料网袋7孔径为5～30mm，塑料网袋7的大小尺寸为100～500×200～1000mm。

本发明中不同功能段之间用穿孔的隔墙隔开，隔墙开孔9的位置分别与进水管2、出水管8上下交错布置，如图2所示。

本发明各功能段中的填料铺设方法如图3所示，装有填料的塑料网袋7分层铺设在特定的功能段中。

本发明的污水处理过程及原理如下：

经过厌氧池处理的生活污水引入本发明的不透水槽的进水管1，污水从进水管2流出后进入填料为细沙、土壤和生物活性催化剂混合物的去除有机物和悬浮物功能段3，通过自上而下的自流渗滤过程，悬浮物被吸附在土壤和细沙中，可生化有机物被好氧微生物氧化降解而去除。

经过去除有机物和悬浮物的污水通过自下而上的水流方式进入脱NH₄ ⁺-N功能段4，该段通过两种作用脱NH₄ ⁺-N：(1)物理吸附脱NH₄ ⁺-N：因为该段填料主要由人工沸石等材料加工而成的功能型材，对NH₄ ⁺-N有强烈选择吸附性；(2)生物氧化脱NH₄ ⁺-N：功能型材上能形成含有丰富硝化细菌的生物膜，污水流过功能型材时发生硝化反应，NH₄ ⁺-N被转化为NO₃ ^--N。

污水经过脱NH₄ ⁺-N功能段4，大部分NH₄ ⁺-N被转化为NO₃ ^--N后，进入去除NO₃ ^--N功能段5。该段使用的填料是主要成分为土壤和含铁还原剂组成的混合物，由于功能材料中含有铁屑和铁离子，易与污水中的NO₃ ^--N发生化学反硝化反应而脱NO₃ ^--N。铁在反应中作为还原剂，可与硝酸根发生快速反应，主要产物为氮气排除。

在本发明的去除溶解性磷酸盐功能段6，污水流过高吸附溶解性磷酸盐填料时除了发生物理吸附，还通过化学吸附，使生活污水中的H₂PO₄ ^-、HPO₄ ^2-很易与材料中的铝离子、铁离子、钙离子、镁离子反应生成难溶磷酸盐，从而实现化学去磷目的。

经过以上过程处理的水从出水管8引出达标排放。

实施例

本发明的一个实施例如下：

装置的不透水槽1用砖砌结构制作，有效高度为500mm，宽为1000mm，有效长度为20000mm，其中从进水到出水的四段有效长度依次为8000mm、4000mm、4000mm、4000mm，污水进口液位比出口液位高100mm，进水管、出水管采用直径为100mm的PVC管，用于装去除有机物和悬浮物功能段填料的塑料网袋孔径1mm，用于装其他三种功能型材填料的塑料网袋孔径为10mm，塑料网袋尺寸为400×800mm，装满填料的塑料网袋按层铺设，装置上方铺设60mm砾石层，砾石层上方铺设200mm原状土壤层，在原状土壤层种植绿化草坪。

本实施例用于处理某小区的生活污水，污水处理能力为：15吨/天；进水水质：SS、BOD₅、NH₄ ⁺-N、T-P分别为：100-120mg/l，150-180mg/l，22-30mg/l，2-2.5mg/l；经过以上装置处理后，出水的SS、BOD5、NH₄ ⁺-N、T-P分别为：3-4mg/l，5-8mg/l，6-8mg/l，0.02-0.01mg/l，污水处理过程无臭味等环境卫生问题。

Claims

1、一种水平分段去除目标污染物的污水深度处理装置，其特征在于在一个不透水槽(1)中，沿水平方向将污水渗滤处理过程分为四个功能段，从污水进口到出口依次为：去除有机物和悬浮物功能段(3)，脱NH₄ ⁺-N功能段(4)，去除NO₃ ^--N功能段(5)，去除溶解性磷酸盐的功能段(6)，每个功能段填入用塑料网袋(7)分装成袋的具有相应吸附、渗滤功能的填料，污水进水管(2)设置在第一段进口侧的上方，出水管(8)设置在第四段出口侧的上方，进水管(2)的水平位置比出水管(8)高，各功能段之间用穿孔的隔墙隔开，隔墙开孔(9)的位置分别与进水管(2)、出水管(8)上下交错布置。

2、如权利要求1的水平分段去除目标污染物的污水深度处理装置，其特征在于去除有机物和悬浮物功能段(3)使用的填料为细沙、土壤和生物活性催化剂混合物；脱NH₄ ⁺-N功能段(4)使用的填料是由改性的人工沸石为主，添加其他成型剂加工而成的对NH₄ ⁺-N有特异吸附功能的型材；去除NO₃ ^--N功能段(5)使用的填料主要成分为土壤和含铁还原剂组成的混合物；去除溶解性磷酸盐功能段(6)使用的填料是含有铝离子、铁离子、钙离子、镁离子的无机材料型材，由改性的粉煤灰、煤渣及添加剂加工而成。