CN209143976U - 一种复合腐殖填料生物滤池系统及组合工艺废水处理系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种复合腐殖填料生物滤池系统及组合工艺废水处理系统,属于环境工程水处理技术领域。复合腐殖填料生物滤池系统为垂直流湿地与复合腐殖填料生物滤池竖向叠加;由格栅井、折流酸化调节池、复合腐殖填料生物滤池、中间池及垂直流湿地依次连接,构成组合工艺废水处理系统。其处理废水的方法为:经过格栅井的污水进入折流酸化调节池进行预处理,再经生物滤池降解绝大部分污染物,底层出水进入中间池;中间池出水部分回流至酸化调节池强化反硝化脱氮,剩余部分进入垂直流湿地,配合表层吸附除磷填料进行强化除磷,最终出水达标排放。本实用新型克服了现有生物滴滤池技术易堵塞的缺点,可自动控制无人值守,后期维护管理简便。

Description

一种复合腐殖填料生物滤池系统及组合工艺废水处理系统
技术领域
本实用新型涉及环境工程水处理技术领域,更具体地说,涉及一种复合腐殖填料生物滤池系统及组合工艺废水处理系统。
背景技术
生物滤池技术用于城市生活污水和工业可降解有机废水的生物处理有近百年的历史,是一种滴滤非淹没的生物膜附着生长的生物反应器。早期使用碎石或其他类似的隋性粗骨料作为生物膜的载体,在其上连续均匀地布洒废水,污染物随污水流过附着在填料上的生物膜时被吸附,并进一步被微生物降解。空气在粗骨料孔隙中利用自然通风的方式流动,为好氧微生物提供氧气,生物膜不断增殖变厚从而在重力作用下脱落掉入生物滤池下部的集水池,通过重力沉淀作用实现固液分离。生物滤池利用自然通风供氧,因此运行成本较低,而且生物固体停留时间长,所以剩余污泥产量小,与悬浮生长的活性污泥处理技术相比,生物滤池处理技术管理更简便。
腐殖填料生物滤池技术是以腐殖化有机或无机复合物(即腐殖填料)作为附着生长生物膜的载体,从而构建一种生活污水等可降解有机废水的处理技术,其利用腐殖填料优良的水动力学特性、物理化学特性以及丰富的生物相和生物量,使生活污水等可降解有机废水在一个构筑物内实现有机物和氮磷营养元素的有效去除,具有运行成本低、处理效果好和管理维护容易等突出优点。
腐殖填料生物滤池技术虽然具有上述优点,但在实际净化处理过程中仍然存在一些问题,比如处理含悬浮物浓度高的有机废水时易发生堵塞、生物填料通风不畅导致处理效果不佳等。如专利公开号:CN1986461A,公开日:2007年06月27日,发明创造名称为:一种生活污水分散处理的方法及其反应器,该申请案公开了一种生活污水分散处理的方法及其反应器,该方法的步骤:首先生活污水经化粪池去除绝大部分固体残渣,再进入调节池停留16-24小时,之后将污水提升至反应器,该反应器内设有多层惰性生物填料,各填料层之间用碎石分隔,气体由位于反应器内的中心管收集并由风机抽吸或自然拔风作用向高空排放,碎石和填料之间用透水材料分隔;进水采用穿孔管布水,出水由碎石层收集并按需要进入另外一层惰性生物填料层,最终由反应器底层排出;处理后的出水既可以利用原有排水管道直接排放水体,也可在消毒后作为中水就近回用。该方案污水中TP将在处理单元中以难溶磷酸盐和生物膜的形式积累,由于重新溶出作用造成出水中的TP缓慢升高超过排放标准;污水中TN去除虽然可以利用滤池中存在的同步硝化反硝化作用,但TN去除率偏低,处理效果一般,另外该方案利用生活垃圾填埋场封场8年以上腐殖化垃圾加工生产的粒径小于20mm的腐殖填料,对进水中的悬浮物浓度比较敏感,同时存在生物膜增殖造成滤池生物堵塞影响其正常工作的风险。
再如专利公开号:CN103214090A,公开日:2013年07月24日,发明创造名称为:一种缺氧腐殖填料滤池及处理含氮难降解废水的方法,该申请案公开了一种缺氧腐殖填料滤池,包括池体、进水管、配水室、承托层、填料层、填料投加管和排水管,还包括进气管、长柄滤头、布水孔板和溢流堰,进水管和进气管都与配水室相连;池体内沿着配水室从下往上依次为布水孔板、承托层和填料层;长柄滤头穿过布水孔板。该申请案合理地利用了有限的空间,较大限度地节省占地面积,处理后的高含氮有机废水能达到各行业废水排放标准,但不足之处在于,虽然将缺氧腐殖填料滤池与SBR技术相结合,通过对吸附饱和的泥炭和SBR剩余污泥的定期排放,能够实现部分难降解有机物和氮磷营养元素的高效去除,对高含氮难降解有机废水具有良好的处理效果,但由于处理过程中需要控制缺氧腐殖填料滤池的反冲洗、泥炭更新和SBR工艺等一系列操作,导致技术控制流程复杂,且应用于生活污水处理时运行成本过高。
综上所述,如何克服现有生物滤池容易堵塞以及处理效果不佳的不足,是现有技术中亟需解决的技术难题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对现有腐殖填料滤池技术发明专利(专利号:200610166396.2)采用固定床形式时对进水悬浮物浓度敏感以及存在生物堵塞的风险,且出水TP浓度缓慢升高,TN去除率偏低;发明专利(专利号:201310182421.6)采用流态化滤床技术可以解决生物堵塞问题,但需要定期反冲洗、泥炭更新等操作,存在工艺流程复杂,运行成本过高的问题。本实用新型提供一种复合腐殖填料生物滤池系统以及处理生活污水等可降解有机废水的方法,利用简单预处理技术和工艺控制方式能够有效控制进水中悬浮物浓度和生物堵塞的风险;工艺单元串联与硝化液回流相结合的方法,以及深度处理单元吸附除磷专用填料的运用,确保TN和TP达标排放。
2.技术方案
一种复合腐殖填料生物滤池(Multilayer humified media filter,即MHF池)系统,包括复合腐殖填料生物滤池和深度处理单元垂直流湿地;所述复合腐殖填料生物滤池由腐殖填料层与布水导气滤池碎石层交替设置,配合与滤池碎石层连通的通风系统形成厌氧、兼氧和好氧竖向串联组合;所述复合腐殖生物滤池上表面设置内圈穿孔管和外圈穿孔管两个独立的穿孔管配水系统;所述深度处理单元垂直流湿地与复合腐殖填料生物滤池竖向叠加,通过生物滤池顶膜分隔。
优选地,所述复合腐殖填料生物滤池前端设置电动三通阀,按照三天一个周期控制进水交替进入内圈穿孔管或外圈穿孔管配水系统。通过表面间隔三天轮换配水运行,实现对生物堵塞风险的有效控制,降低滤池表面可能发生的生物堵塞风险。所述内圈和外圈穿孔管配水系统按照复合腐殖填料生物滤池表面积二等分原则设计,内圈和外圈分别能够保证1/2有效面积的生物滤池以三天为周期交替地淹灌和落干。
优选地,所述合腐殖填料生物滤池系统池体结构为地下式或半地下式复合土工膜围护构建的柔性池体或钢筋混凝土结构刚性池体。可以根据占地面积要求以及现场地形、水文地质、工程地质条件,灵活采用地下式或半地下式复合土工膜围护构建的柔性池体或钢筋混凝土结构刚性池体,其中柔性池体占地面积较大但施工周期短,对地质条件要求不高,反之钢筋混凝土池体占地面积小,但施工周期长,对地质条件要求高。
优选地,所述垂直流湿地包括从上至下的除磷吸附层、填料层、湿地碎石层。
优选地,所述腐殖填料采用封场6年以上生活垃圾开采分选出60mm筛下物,碎石采用20-40mm或者40-60mm规格;碎石层顶部为防止腐殖填料漏入碎石层,增加20mm厚10-15mm规格细碎石(最顶层碎石层除外)。
优选地,复合腐殖填料生物滤池中的所述通风系统由进风管道系统、中心管抽排风系统组成,所述进风管道系统由一系列与空气连通的通气管组成,沿滤池内侧周边布置,通气管间距根据滤池边长取2-3米,所述通气管在对应需要通气的滤池碎石层位置设置通气支管。空气依次经过进风管道系统、具有导气功能的滤池碎石层、中心管抽排风系统,为兼氧和好氧生物反应提供了需氧量,使复合腐殖填料生物滤池的表面复氧方式形成了兼氧和好氧区段。
优选地,滤池底部和顶部设置环状管与通气管刚性连接,从而发挥固定通气管位置的作用。
优选地,所述通气支管由三通、短管和弯头组成,确保与滤池碎石层连通。
优选地,所述中心管抽排风系统设置在滤池中心位置,由中心管和顶置的混流抽风机组成,中心管在与滤池碎石层对应位置设置开孔。风机选型、中心管规格、开孔孔径与数量根据风量和风阻计算确定,风机运行时间根据进水时间智能控制。
优选地,所述通气管对从上部起算第一层腐殖填料上侧和下侧的滤池碎石层均不设置通气支管,即此两层滤池碎石层不与大气连通,设置为厌氧区段。
优选地,所述每层腐殖填料层厚度为400mm,共设置4层腐殖填料层;对应底部和顶部碎石层厚度分别为250mm和200mm,其余碎石层厚度均为150mm。配合进气口设置形成厌氧、兼氧和好氧分区竖向多段串联多层复合生物滤池结构,将生物降解去除C、N、P的各个功能区合理有序地集成在一个构筑物内,滤池结构更紧凑,处理效果更好。
一种组合工艺废水处理系统,包括上述复合腐殖填料生物滤池系统,还包括组合工艺其它单元,所述组合工艺其它单元包括用于去除较大尺度悬浮物的格栅井,用于降解有机大分子的折流酸化调节池以及中间池;格栅井、折流酸化调节池、复合腐殖填料生物滤池、中间池以及垂直流湿地依次连接,所述中间池出水通过管道部分回流至折流酸化调节池前端。
优选地,所述复合腐殖填料生物滤池系统前设置自清洗过滤器进行预先筛除悬浮物,防止其进入复合腐殖填料生物滤池。
优选地,所述格栅井为5mm细格栅,污水经过5mm细格栅去除较大尺度悬浮物进入折流型酸化调节池进行预处理。
优选地,所述折流酸化调节池为方形池体,采用水平廊道或上下折流形式。可将大分子有机物水解成小分子有机物,污水提升泵再经自清洗过滤器去除细小悬浮物后进入复合腐殖填料生物滤池顶部穿孔管,有效控制悬浮物进入复合腐殖填料生物滤池,降低发生生物堵塞风险。
优选地,所述折流酸化调节池为圆形池体,采用圆形旋转流道折流形式。可将大分子有机物水解成小分子有机物,污水提升泵再经自清洗过滤器去除细小悬浮物后进入复合腐殖填料生物滤池顶部穿孔管,有效控制悬浮物进入复合腐殖填料生物滤池,降低发生生物堵塞风险。
一种组合工艺废水处理系统处理废水的方法,包括以下步骤:
A、生活污水等可降解有机废水化粪池预处理后进入格栅井去除较大尺度悬浮物,再进入折流型酸化调节池进行预处理;末端设置的污水提升泵,按照时间控制间歇运行,每小时为一个包含运行时间和停止时间的周期,运行时间和停止时间比例小于等于1∶2;
B、污水提升泵出水经自清洗过滤器去除细小悬浮物后交替进入复合腐殖填料生物滤池顶部的内圈或外圈穿孔管配水系统,经过采用腐殖填料层与布水导气滤池碎石层交替设置多层复合而成的、具有通风系统的复合腐殖填料生物滤池;自清洗过滤器的设置可有效控制悬浮物进入复合腐殖填料生物滤池,降低发生生物堵塞风险;复合腐殖填料生物滤池采用腐殖填料层与布水导气滤池碎石层交替设置多层复合,形成厌氧、兼氧和好氧分区竖向多段串联、多层复合生物滤池结构,构成具备多元复合结构特征、间歇进水运行的生物滴滤池,进水表面负荷控制在0.5-0.75m3/(m2·d);采用表面复氧方式实现兼氧和好氧生物反应需氧量的供给,表面复氧则利用通风系统协同工作得以实现,风机运行时间根据进水时间智能控制;各个功能区合理有序地集成在一个构筑物内,实现C、N、P等污染物的有效去除;
C、复合腐殖填料生物滤池出水自流进入中间池,由中间池提升泵将一部分出水回流至酸化调节池前端作为硝化液回流实现反硝化脱氮,回流比根据TN去除率在20-50%之间调控;所述中间池的另一部分出水通过深度处理单元垂直流湿地顶部均匀配水,利用除磷专用吸附材料与腐殖填料组成的垂直流湿地进行深度处理后出水。该步骤主要是强化吸附除磷;出水经垂直流湿地底部200mm厚度碎石层中穿孔管收集后排放,出水达标(GB18918-2002一级A排放限值)。
优选地,所述穿孔管配水的进水通过电动三通阀控制,按照三天一个周期交替进入内圈或外圈穿孔管配水系统。所述内圈与外圈穿孔管按照复合腐殖填料生物滤池表面积二等分原则设计,通过表面间隔三天轮换配水运行,内圈和外圈分别能够保证1/2有效面积的生物滤池以三天为周期交替地淹灌和落干,实现对滤池表面生物堵塞风险的有效控制。
优选地,所述污水提升泵采用潜污泵,所述潜污泵通过管道与复合腐殖填料生物滤池顶部穿孔管配水系统相连。
优选地,所述通风系统由进风管道系统、中心管抽排风系统组成,空气依次经过进风管道系统、具有导气功能的滤池碎石层、中心管抽排风系统,使复合腐殖填料生物滤池的表面复氧方式形成兼氧和好氧区段。
优选地,所述通气管对从上部起算第一层腐殖填料上侧和下侧的滤池碎石层均不设置通气支管,即此两层滤池碎石层不与大气连通,设置为厌氧区段。
优选地,步骤A所述折流型酸化调节池中预处理时水力停留时间为3h。
3.有益效果
采用本实用新型提供的技术方案,与现有技术相比,具有如下显著效果:
(1)本实用新型的一种复合腐殖填料生物滤池系统,复合腐殖填料生物滤池内设有竖向多层交替排列的滤池碎石层和填料层,利用通风系统协同工作,形成厌氧、兼氧和好氧竖向串联组合,通过表面复氧实现兼氧和好氧生物反应需氧量的供给,降低供氧能耗,供氧能耗不足传统处理工艺的十分之一,节约能源;多层竖向交替排列的滤池碎石层和填料层构成的生物滤池,将生物降解去除C、N、P的各个功能区合理有序地集成在一个构筑物内;复合腐殖生物滤池上表面设置内圈和外圈两个独立的穿孔管配水系统,按照三天一个周期,控制废水交替进入内圈穿孔管或外圈穿孔管,污水提升泵按照时间控制间歇运行,保证1/2有效面积的生物滤池以三天为周期交替的淹灌和落干,有利于生物滤池表层腐殖填料微生物增殖和衰亡达到动态平衡,实现对生物堵塞风险的有效控制,微生物不会过剩,可以实现不排放剩余污泥,降低了系统的后期维护成本;垂直流湿地与复合腐殖填料生物滤池竖向叠加,使复合腐殖填料生物滤池系统结构更紧凑,节省了占地空间,而且处理效果更好,实现C、N、P等污染物的有效去除。
(2)本实用新型复合腐殖填料生物滤池系统中的垂直流湿地设置除磷吸附层、填料层、湿地碎石层,进一步加强复合腐殖填料生物滤池系统的除P作用,能够有效降低出水TP浓度。
(3)本实用新型中通气管对从上部起算第一层腐殖填料上侧和下侧的滤池碎石层均不设置通气支管,即此两层滤池碎石层不与大气连通,设置为厌氧区段;其与设置通气支管的滤池碎石层之间形成兼氧区段,形成厌氧、兼氧和好氧分区竖向多段串联多层复合的生物滤池结构,能够通过功能分区,即厌氧、兼氧区的反硝化作用,好氧区的碳氧化、磷的生物富集和氨的硝化作用,实现C、N、P等污染物的有效去除。
(4)本实用新型的一种组合工艺废水处理系统,通过设置格栅井去除废水中较大尺度悬浮物后再进入折流酸化调节池进行预处理;利用折流酸化调节池预处理将大分子有机物水解成小分子有机物,并进一步设置自清洗过滤器进行悬浮物的预先筛除,有效控制废水中的悬浮物进入生物滤池,削减生物滤池的污染物负荷,降低发生生物堵塞的风险,保障了生物滤池工作状态的稳定性,同时提高了生物滤池的工作效率。
(5)本实用新型实施例中的一种组合工艺废水处理系统,生物滤池底部设有第二出水管,第二出水管与中间池连通,中间池回流管与折流酸化调节池相连通,一部分废水作为硝化液沿回流管回流至折流酸化调节池实现反硝化脱氮;中间池通过第二进水管与深度处理单元垂直流湿地相连通,使另一部分废水沿第二进水管进入垂直流湿地进行深度处理,除磷吸附层对废水强化吸附除磷,第五填料层对废水进一步降解作用,提高了生物滤池对废水的处理效果;深度处理单元与生物滤池上下竖向叠加,深度处理单元不需要额外占地,既节省占地面积,又可以利用垂直流湿地上的植物美化环境。
(6)本实用新型的一种组合工艺废水处理系统处理废水的方法,在折流酸化调节池末端设置的污水提升泵,按照时间控制间歇运行,每小时为一个包含运行时间和停止时间的周期,运行时间和停止时间比例小于等于1∶2,保证复合生物滤池淹灌和落干交替过程氧传质的需求;采用内圈或外圈穿孔管配水系统交替配水,内圈和外圈分别能够保证1/2有效面积的生物滤池以三天为周期交替地淹灌和落干,实现对滤池表面生物堵塞风险的有效控制;中间池提升泵将一部分出水回流酸化调节池前端作为硝化液回流实现反硝化脱氮,回流比根据TN去除率在20-50%之间调控;可有效保障出水N含量达标。
(7)本实用新型的一种处理生活污水等可降解有机废水的方法,利用复合腐殖填料生物滤池系统,工艺流程短,处理设备少,可自动控制无人值守,结合物联网技术可实现区域远程监控,特别适用于经济基础薄弱、居住分散、缺乏专业管理人员的农村乡镇分散生活污水以及类似分散生活污水等可降解有机废水的处理,在投资、运营、处理效果和后期长效管理方面均有明显的比较优势。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型的一种组合工艺废水处理系统处理生活污水等可降解有机废水的方法的工艺流程图;
图2为本实用新型的一种组合工艺废水处理系统的工艺平面布置图;
图3为本实用新型中复合腐殖填料生物滤池与垂直流湿地的A-A剖视图。
示意图中的标号说明:
10、格栅井;101、总进水管;
20、折流酸化调节池;201、第一进水管;202、污水提升泵;203、自清洗过滤器;204、三通阀;205、第一出水管;
30、复合腐殖填料生物滤池;301、第一碎石层;302、第二碎石层;303、第三碎石层;304、第四碎石层;305、第五碎石层;311、第一填料层;312、第二填料层;313、第三填料层;314、第四填料层;321、内圈穿孔管;322、外圈穿孔管;331、生物滤池底膜;332、生物滤池顶膜;340、第二出水管;
40、中间池;401、中间池提升泵;402、回流管;
50、垂直流湿地;501、除磷吸附层;502、第五填料层;503、第六碎石层;504、第三出水管;505、第二进水管;
60、出水池;601、总出水管;
70、通气系统;701、中心管;702、斜流风机;703、通气管;704、通气支管。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
为进一步了解本实用新型的内容,结合附图和实施例对本实用新型作详细描述,本实用新型实施例1~3中均采用以下一种组合工艺废水处理系统及处理废水方法。
结合图1至图3,本实用新型的一种组合工艺废水处理系统,包括依次连接的格栅井10、折流酸化调节池20、复合腐殖填料生物滤池30、中间池40以及垂直流湿地50,中间池40出水通过管道部分回流至折流酸化调节池20前端。复合腐殖填料生物滤池(Multilayerhumified media filter,即MHF池)系统,具备以下特征:a、复合腐殖填料生物滤池30池体结构为地下式或半地下式复合土工膜围护构建的柔性池体或钢筋混凝土结构刚性池体;b、深度处理单元垂直流湿地50与腐殖填料生物滤池30竖向叠加;c、腐殖填料层与布水导气碎石层交替设置,配合通风系统70设置形成厌氧、兼氧和好氧竖向串联组合的复合腐殖填料生物滤池30结构。
实施例中的一种组合工艺废水处理系统,格栅井10通过第一进水管201与折流酸化调节池20相连通,折流酸化调节池20通过第一出水管205与复合腐殖填料生物滤池30的配水单元相连通,复合腐殖填料生物滤池30底部设有第二出水管340与中间池40相连通,中间池40上还设有回流管402和第二进水管505,回流管402与折流酸化调节池20相连通,第二进水管505与垂直流湿地50相连通,垂直流湿地50底部通过第三出水管504与出水池60连通;垂直流湿地50包括由上到下依次设置的除磷吸附层501、第五填料层502和第六碎石层503。
实施例中的复合腐殖填料生物滤池系统,可以根据占地面积要求以及现场地形、水文地质、工程地质条件,灵活采用地下式或半地下式复合土工膜围护构建的柔性池体或钢筋混凝土结构刚性池体,其中柔性池体占地面积较大但施工周期短,对地质条件要求不高,反之钢筋混凝土池体占地面积小,但施工周期长,对地质条件要求高。
实施例中的复合腐殖填料生物滤池系统,复合腐殖填料生物滤池30采用腐殖填料层与布水导气碎石层交替设置多层复合,利用通气系统70协同工作,配合进气口设置形成厌氧、兼氧和好氧分区竖向多段串联多层复合生物滤池30结构,将生物降解去除C、N、P的各个功能区合理有序地集成在一个构筑物内,构成具备多元复合结构特征、间歇进水运行的生物滴滤池,生物滤池30结构更紧凑,节省了占地空间,而且处理效果更好。本实施例中深度处理单元与复合腐殖填料生物滤池30上下竖向叠加,深度处理单元不需要额外占地,既节省占地面积,又可以利用垂直流湿地50上的植物美化环境。
实施例中复合腐殖填料生物滤池30顶部设有生物滤池顶膜332,底部设有生物滤池底膜331,生物滤池30内还设有通气系统70,通气系统70包括位于生物滤池30内的中心管701和通气管703,中心管701与下部碎石层连通处开设若干进气孔,中心管701顶部还设有斜流风机702,通气管703与下部碎石层连通处设有通气支管704。复合腐殖填料生物滤池30采用表面复氧方式实现兼氧和好氧生物反应需氧量的供给,表面复氧则利用通气系统70协同工作得以实现。通气系统70由进风管道系统、导气碎石层和中心管701抽排风系统组成。其中进风管道系统由一系列与空气连通的通气管703组成,沿生物滤池30内侧周边布置,间距根据滤池边长取2-3米,通气管703在对应需要通气的碎石层位置设置通气支管704,通气支管704采用三通、短管和弯头结构,确保与碎石层连通,复合腐殖填料生物滤池30底部和顶部设置环状管与通气管703刚性连接从而发挥固定通气管703位置的作用;生物滤池30从上部起算第一填料层311设置为厌氧区段,其上侧和下侧的碎石层均不与大气连通,即通气管703在这两个碎石层位置均不设置进气的通气支管704;中心管701抽排风系统设置在复合腐殖填料生物滤池30中心位置,由中心管701和顶置的斜流风机702组成,中心管701在与碎石层对应位置设置若干进气孔,斜流风机702选型、中心管701规格、进气孔孔径与数量根据风量和风阻计算确定,斜流风机702运行时间根据进水时间智能控制。
实施例中的复合腐殖填料生物滤池系统30,上表面设有配水单元,配水单元包括内圈穿孔管321和外圈穿孔管322,折流酸化调节池20上设置有污水提升泵202和第一出水管205,第一出水管205上依次设有自清洗过滤器203和三通阀204,内圈穿孔管321和外圈穿孔管322分别通过三通阀204与第一出水管205相连通。复合腐殖填料生物滤池30内设有多层竖向交替排列的碎石层和腐殖填料层,碎石层与腐殖填料层由上到下依次为:第一碎石层301、第一填料层311、第二碎石层302、第二填料层312、第三碎石层303、第三填料层313、第四碎石层304、第四填料层314以及第五碎石层305,每层腐殖填料层的厚度为380-420mm,复合腐殖填料生物滤池30内对应底部的碎石层(即第五碎石层305)和顶部的碎石层(即第一碎石层301)厚度分别为240-260mm和190-210mm,其余碎石层(即第二碎石层302、第三碎石层303和第四碎石层304)厚度均为140-160mm。实施例中的腐殖填料采用封场6年以上生活垃圾开采分选出60mm筛下物,碎石采用20-40mm或者40-60mm规格,腐殖填料筛下物粒径不宜过小,以防止腐殖填料对待处理废水中悬浮物浓度过于敏感,容易造成生物膜增殖导致滤池生物堵塞;除生物滤池30最顶层碎石层(即第一碎石层301)之外,生物滤池30内其余每层碎石层顶部还增设有15-25mm厚度、10-15mm规格的细碎石,以防止腐殖填料漏入碎石层。
实施例中的一种组合工艺废水处理系统,预处理采用复合功能的折流酸化调节池20,污水经过格栅井10去除较大尺度悬浮物进入折流酸化调节池20进行预处理,方形池体采用水平廊道或上下折流形式,圆形池体采用圆形旋转流道折流形式,水力停留时间约3小时,可将大分子有机物水解成小分子有机物,污水提升泵202出水经自清洗过滤器203去除细小悬浮物后进入复合腐殖填料生物滤池30顶部配水单元,有效控制悬浮物进入复合腐殖填料生物滤池30,削减复合腐殖填料生物滤池30的污染物负荷,降低发生生物堵塞的风险,保障了复合腐殖填料生物滤池30工作状态的稳定性,同时提高了复合腐殖填料生物滤池30的工作效率。
实施例中的一种组合工艺废水处理系统,污水提升泵202通常采用潜污泵,按照时间控制间歇运行,每小时为一个包含运行时间和停止时间的周期,运行时间和停止时间比例不大于1∶2;污水提升泵202通过第一出水管205与复合腐殖填料生物滤池30顶部穿孔管配水单元相连。针对复合腐殖填料生物滤池30表面可能发生的生物堵塞风险,按照表面积二等分原则,设置内圈穿孔管321和外圈穿孔管322两个独立的穿孔管配水系统,进水通过三通阀204控制,按照三天一个周期,交替进入内圈穿孔管321或外圈穿孔管322配水系统,通过表面间隔三天轮换配水运行,实现对生物堵塞风险的有效控制,同时可以实现不排放剩余污泥,降低了系统的后期维护成本。污水提升泵202按照时间控制间歇运行,通过交替的淹灌和落干,有利于复合腐殖填料生物滤池30表层腐殖填料微生物增殖和衰亡达到动态平衡。
实施例中的一种组合工艺废水处理系统处理生活污水等可降解有机废水的方法,复合腐殖填料生物滤池30出水自流进入中间池40,中间池40上设置中间池提升泵401,一部分出水回流折流酸化调节池20前端作为硝化液回流实现反硝化脱氮,回流比根据TN去除率在20-50%之间调控;另一部分出水通过穿孔管配水系统在深度处理单元顶部均匀配水,利用除磷专用吸附材料与腐殖填料组成的垂直流湿地50进行深度处理,主要是强化吸附除磷;垂直流湿地50包括由上到下依次设置的除磷吸附层501、第五填料层502和第六碎石层503,除磷吸附层501厚度为90-110mm,第五填料层502厚度为190-210mm,第六碎石层503厚度为190-210mm,出水经垂直流湿地50底部第六碎石层503中穿孔管收集后达标排放(GB18918-2002一级A排放限值)。
实施例中的一种组合工艺废水处理系统处理生活污水等可降解有机废水的方法包括以下步骤:
A、生活污水等可降解有机废水化粪池预处理后进入5mm栅间距格栅井10去除较大尺度悬浮物,再进入折流酸化调节池20进行预处理,水力停留时间3-5h;折流酸化调节池20末端设置的污水提升泵202,按照时间控制间歇运行,每小时为一个包含运行时间和停止时间的周期,运行时间和停止时间比例不大于1∶2;污水提升泵
B、污水提升泵202出水经自清洗过滤器203去除细小悬浮物后进入复合腐殖填料生物滤池30顶部配水单元,有效控制悬浮物进入复合腐殖填料生物滤池30,降低发生生物堵塞的风险;废水通过电动三通阀204控制,按照三天一个周期,交替进入内圈或外圈穿孔管配水系统,进入复合腐殖填料生物滤池30内部进行处理,复合腐殖填料生物滤池30采用腐殖填料层与布水导气碎石层交替设置多层复合,形成厌氧、兼氧和好氧分区竖向多段串联、多层复合生物滤池30结构,构成具备多元复合结构特征、间歇进水运行的生物滴滤池,进水表面负荷控制在0.5-0.75m3/(m2·d);采用表面复氧方式实现兼氧和好氧生物反应需氧量的供给,表面复氧则利用通风系统协同工作得以实现,风机运行时间根据进水时间智能控制;各个功能区合理有序地集成在一个构筑物内,实现C、N、P等污染物的有效去除;
C、复合腐殖填料生物滤池30出水自流进入中间池40,由中间池提升泵401将一部分出水回流折流酸化调节池20前端作为硝化液回流实现反硝化脱氮,回流比根据TN去除率在20-50%之间调控;另一部分出水通过第二进水管505在深度处理单元顶部均匀配水,利用除磷专用吸附材料与腐殖填料组成的垂直流湿地50进行深度处理,主要是强化吸附除磷;废水经垂直流湿地50深度处理后,沿第三出水管504进入出水池60,出水经垂直流湿地50底部碎石层中穿孔管收集达标(GB18918-2002一级A排放限值),最终沿总出水管601排放。
实施例中的一种处理生活污水等可降解有机废水的方法,利用复合腐殖填料生物滤池系统,工艺流程短,处理设备少,可自动控制无人值守,结合物联网技术可实现区域远程监控,特别适用于经济基础薄弱、居住分散、缺乏专业管理人员的农村乡镇分散生活污水以及类似分散生活污水等可降解有机废水的处理,在投资、运营、处理效果和后期长效管理方面均有明显的比较优势。
实施例1
下面结合具体案例进行说明,A自然村生活污水排放量为10m3/d,污水进水水质情况如表1:
表1 A自然村生活污水水质数据
结合图1,本实施例的一种处理生活污水等可降解有机废水的方法,污水经过格栅井10去除较大尺度悬浮物进入折流酸化调节池20进行预处理,将大分子有机物水解成小分子有机物,污水提升泵202出水经自清洗过滤器203去除细小悬浮物后进入复合腐殖填料生物滤池30顶部配水单元。格栅井10长1m,宽0.7m,深度根据污水收集管道末端埋深再加1m来确定,其中增加部分具有沉砂功能;格栅井10尺寸规格为5mm的细格栅;废水经细格栅去除较大尺度悬浮物后再进入折流酸化调节池20进行预处理,因处理水量小,折流酸化调节池20采用圆形旋转流道折流形式,设计水力停留时间3h,需要的有效容积为1.25m3,折流酸化调节池20采用PP材质,设计内径为1.5m,有效调节容积为1.77m3;格栅井10对有机废水初步过滤,为进一步的预处理做了准备,提高了工作效率,改善了折流酸化调节池20的工作环境。
本实施例中复合腐殖填料生物滤池30为多层复合、多段串联的固定床生物滤池,能够降解绝大部分C、N、P等污染物,底层出水自流进入中间池40。复合腐殖填料生物滤池30采用半地下式复合土工膜围护构建的柔性池体,地上部分长度为6m,宽度为6m,按照复合腐殖填料生物滤池30进水表面负荷控制为0.75m3/(m2·d),并根据进水表面负荷计算底部面积即有效面积为15m2,实际底边长度4m,宽度4m;采用柔性池体可以大大缩短施工周期,对地质条件要求不高。复合腐殖填料生物滤池30总高度2.5m,其中每层腐殖填料层厚度为400mm,第五碎石层305厚度为250mm,第一碎石层301厚度为200mm,其余碎石层厚度为150mm。复合腐殖填料生物滤池30内中心管701采用DN200PVC管加工,中心管701开孔采用20mm孔径,在需要开孔的管段上每间隔20mm开孔;另外,通气管703顶部可设置为向下弯曲的弯管,防止雨水进入复合腐殖填料生物滤池30,对复合腐殖填料生物滤池30起到保护作用。竖向多段串联、多层复合的复合腐殖填料生物滤池30结构,将生物降解去除C、N、P的各个功能区合理有序地集成在一个构筑物内,复合腐殖填料生物滤池30结构更紧凑,处理效果更好。本实施例中除复合腐殖填料生物滤池30最顶层碎石层,即第一碎石层301之外,复合腐殖填料生物滤池30内其余每层碎石层顶部还增设有20mm厚度、10-15mm规格的细碎石,以防止腐殖填料漏入碎石层。
本实施例中中间池提升泵401出水部分回流至折流酸化调节池20前端实现硝化液回流强化反硝化脱氮,剩余部分进入顶置竖向叠加的深度处理单元,采用腐殖填料垂直流湿地50的工艺形式,配合表层除磷吸附层501装填的专用吸附除磷填料进行强化除磷,最终出水自流排放,其中垂直流湿地50总高度0.5m,具体地,除磷吸附层501厚度为100mm,第五填料层502厚度为200mm,第六碎石层503厚度为200mm。
利用本实施例的一种组合工艺废水处理系统对A自然村生活污水进行处理后,出水中各项污染物平均浓度为:CODcr=24mg/L、SS=6mg/L、总氮=13mg/L、氨氮=2.5mg/L、总磷=0.4mg/L,各项指标均达到城镇污水处理厂污染物排放一级A标准(GB18918-2002)。
实施例2
B自然村生活污水每天排放量为50m3/d,污水进水水质情况如表2:
表2 B自然村生活污水水质数据
本实施例的一种复合腐殖填料生物滤池系统,其结构与实施例1基本相同,不同之处在于:复合腐殖填料生物滤池30采用半地下式复合土工膜围护构建的柔性池体,地上部分长度为12m,宽度为12m,按照复合腐殖填料生物滤池30进水表面负荷控制为0.75m3/(m2·d),并根据进水表面负荷计算底部面积即有效面积为75m2,实际底边长度9m,宽度9m。折流酸化调节池20采用圆形旋转流道折流形式,需要的有效容积为6.25m3,折流酸化调节池20采用玻璃钢材质,设计2座串联使用,设计内径为2.2m,单个有效调节容积为3.8m3,总有效调节容积为7.6m3
本实施例的一种处理生活污水等可降解有机废水的方法,其步骤与实施例1相同。利用本实施例的一种组合工艺废水处理系统对B自然村生活污水进行处理后,出水中各项污染物平均浓度为:CODcr=35mg/L、SS=5mg/L、总氮=16mg/L、氨氮=5mg/L、总磷=0.5mg/L,各项指标均达到城镇污水处理厂污染物排放一级A标准(GB18918-2002)。
实施例3
C自然村的生活污水每天流量为100m3/d,污水进水水质如表3:
表3 C自然村生活污水水质
本实施例的一种组合工艺废水处理系统,其结构与实施例1基本相同,不同之处在于:复合腐殖填料生物滤池30采用半地下式复合土工膜围护构建的柔性池体,地上部分长度为14m,宽度为14m,按照复合腐殖填料生物滤池30进水表面负荷控制为0.75m3/(m2·d),并根据进水表面负荷计算底部面积即有效面积为150m2,实际底边长度12.5m,宽度12.5m。因处理水量大,折流酸化调节池20采用廊道式折流方形池体形式,需要的有效容积为12.5m3,折流酸化调节池20采用钢筋混凝土池体,设计净空长度为5m,宽度为3m,有效调节容积为15m3
本实施例的一种处理生活污水等可降解有机废水的方法,其步骤与实施例1相同。利用本实施例的一种复合腐殖填料生物滤池系统对C自然村生活污水进行处理后,出水中各项污染物平均浓度为:CODcr=24mg/L、SS=6mg/L、总氮=13mg/L、氨氮=2.5mg/L、总磷=0.4mg/L,各项指标均达到城镇污水处理厂污染物排放一级A标准(GB18918-2002)。

Claims (7)

1.一种复合腐殖填料生物滤池系统,其特征在于,包括复合腐殖填料生物滤池(30)和深度处理单元垂直流湿地(50);所述复合腐殖填料生物滤池(30)由腐殖填料层与布水导气碎石层交替设置,配合与滤池碎石层连通的通风系统(70)形成厌氧、兼氧和好氧竖向串联组合;所述复合腐殖生物滤池(30)上表面设置内圈穿孔管(321)和外圈穿孔管(322)两个独立的配水系统;所述深度处理单元垂直流湿地(50)与复合腐殖填料生物滤池(30)竖向叠加,通过生物滤池顶膜(332)分隔。
2.根据权利要求1所述的一种复合腐殖填料生物滤池系统,其特征在于,所述复合腐殖填料生物滤池(30)前端设置电动三通阀(204),按照三天一个周期控制进水交替进入内圈穿孔管(321)或外圈穿孔管(322)配水系统。
3.根据权利要求1所述的一种复合腐殖填料生物滤池系统,其特征在于,所述复合腐殖填料生物滤池系统池体结构为地下式或半地下式复合土工膜围护构建的柔性池体或钢筋混凝土结构刚性池体。
4.根据权利要求2所述的一种复合腐殖填料生物滤池系统,其特征在于,所述垂直流湿地(50)包括从上至下的除磷吸附层、填料层、湿地碎石层。
5.根据权利要求4所述的一种复合腐殖填料生物滤池系统,其特征在于,复合腐殖填料生物滤池(30)中的所述通风系统(70)由进风管道系统、中心管抽排风系统组成,所述进风管道系统由一系列与空气连通的通气管(703)组成,沿滤池内侧周边布置,通气管(703)间距根据滤池边长取2-3米,所述通气管(703)在对应需要通气的滤池碎石层位置设置通气支管(704)。
6.根据权利要求5所述的一种复合腐殖填料生物滤池系统,其特征在于,所述通气管(703)对从上部起算第一层腐殖填料上侧和下侧的滤池碎石层均不设置通气支管(704),即此两层滤池碎石层不与大气连通,设置为厌氧区段。
7.一种组合工艺废水处理系统,其特征在于,包括权利要求1~6中任意一项所述的复合腐殖填料生物滤池系统,还包括组合工艺其它单元,所述组合工艺其它单元包括用于去除较大尺度悬浮物的格栅井(10),用于降解有机大分子的折流酸化调节池(20)以及中间池(40);格栅井(10)、折流酸化调节池(20)、复合腐殖填料生物滤池(30)、中间池(40)以及垂直流湿地(50)依次连接,所述中间池(40)出水通过管道部分回流至折流酸化调节池(20)前端。
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