CN211921027U - 一种生物-生态组合式污水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种生物‑生态组合式污水处理装置，包括缺氧反应单元、好氧反应单元及生态单元，所述好氧反应单元以流体连通的方式布置在所述缺氧反应单元的下游，所述生态单元以流体连通的方式布置在所述好氧反应单元的下游，所述生态单元包括生态池，所述生态池内布置有多孔介质填料，所述多孔介质填料上种植有净水植物。根据本实用新型的生物‑生态组合式污水处理装置简化了生物处理单元的工艺流程，并且通过设置生态单元，能高效地去除污水中的磷、总氮等。特别适用于单户的污水处理，具有较好的推广前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域，较具体地，本实用新型涉及一种生物-生态组合式污水处理装置，其特别能够适用于单户生活污水的处理。
背景技术
以下对本实用新型的相关技术背景进行说明，但这些说明并不一定构成本实用新型的现有技术。
众所周知，生活污水处理是关系到环境保护、资源再利用等的重要问题。单户生活污水处理更是我国当前农村与环境领域面临的主要问题之一。这是由于许多农村地区受地理环境、居住模式、经济水平等因素限制，难以建成相对集中的生活污水收集处理系统，相当一部分地区需要采用单户污水处理设施以对污水进行处理后就地排放。除此之外，城市中也有一少部分地区需要进行单户污水处理。
目前应用最广的单户式污水处理设施主要为三格式化粪池。该类型的化粪池主要作用是去除生活污水中的有机物，但是，无法实现对氮、磷等营养物质的去除。
传统的生物脱氮除磷工艺虽然能够实现对污水的同步脱氮除磷，但是在生物单元内，微生物以悬浮形式生长，需要污泥回流，其导致工艺流程较为复杂。此外，还存在活性污泥悬浮生长，生物密度小，生物量少，容积负荷(容积负荷：指单位体积反应器每日削减有机物能力)低等缺点。特别是，在生物单元内由于微生物以悬浮形式生长，生物量难以进一步提升，反应速率有限，需要较高的停留时间，进而需要较大的反应器容积。因而，传统的生物脱氮除磷工艺及设备不适用于单户污水的处理。
此外，还存在一些传统的人工湿地等生态处理技术。其主要依靠植物吸收、微生物分解、土壤吸附等方式去除氮、磷、有机物等。但由于植物吸收速率有限、基质内微生物量也有限，使得湿地内污染物去除速率较低。为了保证处理效果，必须要有较长停留时间及较大占地面积，所以传统的人工湿地等生态处理技术也不适用于单户生活污水的处理。
由此可见，现有技术中尚缺少针对单户生活污水处理的高效处理技术与设备。
实用新型内容
为解决上述问题，本申请的发明人团队提出了一种生物-生态组合式污水处理装置，其特别能够实现对单户生活污水的高效处理。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种生物-生态组合式污水处理装置，包括缺氧反应单元、好氧反应单元及生态单元，所述好氧反应单元以流体连通的方式布置在所述缺氧反应单元的下游，所述生态单元以流体连通的方式布置在所述好氧反应单元的下游，所述生态单元包括生态池，所述生态池内布置有多孔介质填料，所述多孔介质填料上种植有净水植物。
优选地，还包括硝化液回流管道，所述硝化液回流管道设置在所述缺氧反应单元与所述好氧反应单元之间，用于将所述好氧反应单元内的硝化液回流到所述缺氧反应单元内。
优选地，所述好氧反应单元连接有曝气装置，用于向所述好氧反应单元输送曝气气体。
优选地，所述曝气装置包括曝气管道和空气扩散装置，所述空气扩散装置布置在所述好氧反应单元的好氧池内。
优选地，还包括沉淀单元，所述沉淀单元的一侧通过拦截网与所述好氧反应单元流体连通，所述沉淀单元的另一侧与所述生态单元流体连通，以使来自所述好氧反应单元的水经过沉淀后进入到所述生态单元内。
优选地，所述沉淀单元包括出水堰和集水槽，用于收集经过沉淀后的水的上清液。
优选地，所述缺氧反应单元包括缺氧池，所述好氧反应单元包括好氧池，所述缺氧池内布置有缺氧池填料，所述好氧池内布置有好氧池填料。
优选地，所述多孔介质材料由骨料、胶结剂、添加剂以及水制成。
优选地，所述骨料选自下述中的任一种：粒径为3-6mm的页岩陶粒、粉煤灰、粒径为3-6mm的粉煤灰陶粒、粒径为3-6mm的黏土陶粒、粒径为6-10mm的浮石、粒径为3-6mm的火山岩、粒径为3-6mm膨胀珍珠岩。
优选地，所述添加剂选自下述中的一种：以1∶1混合的硅粉和萘系减水剂、以3∶1混合的硅粉和聚羧酸减水剂、以3∶1混合的硅藻土和萘系减水剂、以4∶1混合的沸石和聚羧酸减水剂、以5∶1混合的高龄土和萘系减水剂、以5∶1混合的石膏和聚羧酸减水剂。
根据本实用新型提供的生物-生态组合式污水处理装置，简化了生物处理单元的工艺流程，并且通过设置生态单元，能高效地去除污水中的磷、总氮等，特别适用于单户的生活污水处理。
附图说明
通过以下参照附图提供的具体实施方式部分，本实用新型的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：
图1是示出根据本实用新型的一个实施方式的生物-生态组合式污水处理装置的示意性立体图；
图2是图1中的生物-生态组合式污水处理装置的简化示意图，以示意出该装置的处理工艺。
附图标记：
1.进水管；2.进水泵；3.第一流量计；4.缺氧反应单元；
40.缺氧池；41.进水口；42.第一隔板；5缺氧池填料；
6.好氧池填料；7.空气扩散装置；8.曝气管道；9.第二流量计；
10.气泵；11.好氧反应单元；110.好氧池；
12.硝化液回流管道；13.第三流量计；14.回流泵；
15.沉淀单元；150.沉淀池；16.出水堰；17沉淀出水口；151.第二隔板；
18.生态单元；180.生态池；19.净水植物；20.多孔介质材料；
21集水池；22生态池出水口；23出水管；181.第三隔板；
24拦截网；25搅拌器；26集水槽；27缺氧池出水口
具体实施方式
下面参照附图对本实用新型的示例性实施方式进行详细描述。对示例性实施方式的描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本实用新型及其应用或用法的限制。
图1是示出根据本实用新型的一个实施方式的生物-生态组合式污水处理装置的示意性立体图；图2是图1中的生物-生态组合式污水处理装置的简化示意图，以示意出该装置的布局及处理工艺。
如图1-2中所示，根据本实用新型的一实施方式的生物-生态组合式污水处理装置包括：缺氧反应单元4、好氧反应单元11、沉淀单元15和生态单元18。其中，缺氧反应单元4与好氧反应单元11可统称为生物单元并且缺氧反应单元4与好氧反应单元11流体连通，好氧反应单元11与沉淀单元15流体连通，沉淀单元15又与生态单元18流体连通。
作为一种实施方式，缺氧反应单元4包括缺氧池40。该缺氧池40内布置有缺氧池填料5，用于作为微生物生长的载体，即，使微生物附着在缺氧池填料5上，形成生物膜。该缺氧池填料可以是例如组合填料和弹性填料，具体地，例如：悬浮生物填料、海绵填料、高分子聚合物填料、多孔凝聚生物载体、阿科蔓生态基等。缺氧反应单元4的一侧设置有进水口41，该进水口41连接外部的进水管1以便于引入待处理的污水，其也被称为原水。优选地，进水管1上可设置有进水泵2和第一流量计3，它们分别用于进水工作的致动以及显示并调节进水流量，以保证准确的进水量。缺氧反应单元4的另一侧，即，与设置进水口41相对的一侧通过第一隔板42连接到好氧反应单元11，第一隔板的材料要求具有防腐性、对微生物无毒性。第一隔板42上设置有缺氧池出水口27，用于连通到好氧反应单元11。优选地，缺氧反应单元4内设置有搅拌装置。例如为搅拌器25的搅拌装置可设置在缺氧池40的一侧壁上或者设置在第一隔板42上，用于通过搅拌使水与缺氧池填料5上的微生物充分接触。缺氧反应单元4的功能在于完成反硝化过程，即，在该缺氧反应单元内原水中的硝酸盐被还原成氮气。
作为一种实施方式，好氧反应单元11包括好氧池110。好氧池110内布置有好氧池填料6，其也用作微生物生长的载体，即，使微生物附着在该填料上，形成生物膜。好氧池填料6可以是例如在污水处理中常用的组合填料、MBBR填料(中文称为：移动床生物流化床填料)，如，PE悬浮空心球生物填料。如前所述，好氧反应单元11的一侧通过第一隔板42与缺氧反应单元4流体连通，同时，好氧反应单元11的另一侧通过拦截网24与沉淀单元15流体连通。具体地，在好氧反应单元11与沉淀单元15之间设置有拦截网24，用于拦截好氧池内的填料，例如，MBBR填料，以避免其进入沉淀单元15内。此外，好氧反应单元11连接有曝气装置。例如，作为一种实施方式，曝气管道8从上端连接到好氧池110内，用于将其一端连接的气泵10所产生的好氧曝气气体输送到好氧池110内。同时，曝气管道8的另一端连接有空气扩散装置7，该空气扩散装置的表面上设置有大量的、微小的孔。仍如图中所示，空气扩散装置7布置于好氧池110的底部，用于将气泵10提供的、且经曝气管道8输送来的气体通过该空气扩散装置的表面上的微小的孔分散成小气泡，以增大空气和水的接触面积，提高氧由空气向水中的传质效率。优选地，在曝气管道8上靠近水泵10的位置处布置有第二流量计9，用于显示气体流量，同时也能够辅助调节曝气量。
此外，仍如图2中所示，在好氧反应单元11与缺氧反应单元4的上端处设置有硝化液回流管道12，其使好氧反应单元11与缺氧反应单元4连通，作用在于通过该硝化液回流管道12能够将好氧反应单元11内含有硝酸盐的硝化液由好氧反应单元11抽吸回流到缺氧反应单元4，以使硝酸盐被还原成氮气。作为一种实施方式，硝化液回流管道12上设置有第三流量计13和回流泵14。回流泵14用于将好氧池110内含有硝酸盐的硝化液抽吸送至缺氧池40内以进行反硝化过程。第三流量计13能够显示硝化液回流的流量，并可辅助调节硝化液的回流量。
如前所述，好氧反应单元11通过拦截网24流体连通地连接沉淀单元15的一侧。拦截网24的作用在于拦截好氧池110内的填料，以避免其进入沉淀单元15内。此外，沉淀单元15的另一侧通过第二隔板151以能够流体连通的方式连接到生态单元18。沉淀单元15包括沉淀池150。作为一种实施方式，第二隔板151上设置有出水堰16、集水槽26和沉淀池出水口17。出水堰16用于确定沉淀池内沉淀后的水的出水位，当沉淀的水的水位超过出水堰16后即可流过出水堰16进入集水槽26内。在集水槽26内收集的水通过沉淀池出水口17进入到生态单元18。因而，沉淀池出水口17设置在第二隔板151上，以使沉淀单元15与生态单元18流体连通。沉淀单元15设置的目的在于：通过沉淀方式能够去除水中脱落的生物膜，以保证水质清纯。例如，在沉淀单元内进行泥水分离的上清液能够进入集水槽26内，再由沉淀池出水孔17进入生态单元18。
生态单元18包括生态池180。生态池180内的底部填充多孔介质材料20，在多孔介质材料20上种植有净水植物19，水中的磷能作为植物生长的营养被净水植物吸收。净水植物可以是例如，菖蒲、空心菜、黑麦草、茭白、美人蕉等，这些植物具有适宜长期水中生长并能快速、大量吸收磷的作用。此外，多孔介质材料20的表面能够附着生长微生物，从而使得生态池180内形成一个生态系统，以净化水质。作为一种实施方式，多孔介质材料20可以是碱性钙质的多孔材料，例如，该多孔质介质材料的成分可包括骨料、胶结剂、添加剂以及水等。作为示例，骨料可以是下述中的任何一种混合物：粒径为3-6mm的页岩陶粒、粉煤灰、粒径为3-6mm的粉煤灰陶粒、粒径为3-6mm的黏土陶粒、粒径为6-10mm的浮石、粒径为3-6mm的火山岩、粒径为3-6mm膨胀珍珠岩等。胶结剂可以是普通硅酸盐水泥。添加剂可包括减水剂，优选为萘系减水剂和聚羧酸减水剂。较优选地，添加剂可以是下述中任何一种混合物：以1∶1混合的硅粉和萘系减水剂、以3∶1混合的硅粉和聚羧酸减水剂、以3∶1混合的硅藻土和萘系减水剂、以4∶1混合的沸石和聚羧酸减水剂、以5∶1混合的高龄土和萘系减水剂、以5∶1混合的石膏和聚羧酸减水剂。多孔介质材料的具体各成分及质量配比可如下表1所示：
表1：多孔介质材料的成分及质量配比
优选使用这些材料的原因在于：具有上述材料成分及配比的多孔介质材料具有下述优点：孔隙率高，例如高达18-21％，如18％，19％，20％，21％，因而利于净水植物长期生长，并能够附着大量微生物；材料呈现为碱性，例如pH值达到8-8.5，如8，8.1，8.2，8.3，8.4，8.5，能快速去除水中的磷，实验证明，去除率能够达到95％以上、去总氮效率高，例如，去除率能够达到60％以上。由此可见，在生态池180内布置该多孔介质材料不仅透气透水性能好，能使净水植物长期生长，而且还能够快速净化水质。
此外，如前所述，生态池180的一侧通过第二隔板151连接沉淀单元15，生态池180的另一侧通过第三隔板181连接到集水池21，该集水池用于收集通过生态单元18净化后的水。为此，在第三隔板181的下端处设置有一或多个生态池出水口22，用于使经过生态池180净化的水流入到集水池21内。集水池21内的水已经是经过净化处理后的洁净水。即，处理后的水质可达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)，该标准是衡量处理水质的重要标准。可以理解，集水池21可连接有出水管23，例如通过侧壁上设置开口来连接出水管23，以将集水池21内洁净的水引到整个装置的外部使用。
下面描述根据本实用新型的一实施方式的生物-生态组合式污水处理装置的工作原理或过程。
如前所述，根据本实用新型一实施方式的生物-生态组合式污水处理装置包括了缺氧反应单元、好氧反应单元、沉淀单元、生态单元以及集水池，其中，缺氧反应单元和好氧反应单元可统称为生物单元。缺氧反应单元的作用主要在于完成反硝化过程，即，在该单元内，原水中的硝酸盐被还原成氮气。好氧反应单元的作用主要在于完成硝化反应，将氨氮转化为硝酸盐氮，同时完成有机物的好氧分解，降低水中化学需氧量(COD)的浓度。沉淀单元的作用主要在于通过沉淀方式去除在水中脱落的生物膜，以分离出清纯的上清液。生态单元的作用主要在于进一步净化水质，进一步去除水中的磷、氮，集水池的作用在于收集经过生态单元净化的水质，以向装置外部供给。
具体地，开启进水泵2，待处理的污水(也称为原水)首先经过进水管1和进水口41进入到缺氧反应单元4的缺氧池40内，同时原水也进入到好氧反应单元11的好氧池110内。在好氧反应单元11中，当曝气一段时间后，水中产生有一定硝酸盐，由此可进行硝化液从好氧反应单元11向缺氧反应单元4的回流。由于缺氧池40内布置有缺氧池填料5，该缺氧池填料5上附着生长微生物，微生物会利用原水中的有机物作为碳源，对通过硝化液回流管道12从好氧池110内抽吸送至缺氧池40内的含有硝酸盐的硝化液进行还原，使硝酸盐中的氮最终转化为氮气脱除，即，进行反硝化过程。同时，原水中的有机物被转化成二氧化碳或者水，从而降低了水中化学需氧量(COD)的浓度。此外，由于在第一隔板42上设置有搅拌器25并且该搅拌器25位于缺氧池40内，所以通过搅拌器25的搅拌能够使原水与缺氧池填料5上的微生物充分接触，达到了高效的反硝化过程。在缺氧反应单元中经过了反硝化处理，反硝化处理需要消耗有机物，进而会进一步降低COD。降低了化学需氧量的水通过第一隔板42上的缺氧池出水口27进入到好氧反应单元11的好氧池110内。此处需要说明的是，在初始进水阶段，由于曝气是在好氧反应单元进行后，再回流到缺氧反应单元，所以初始阶段会有一部分水进入缺氧反应单元后和好氧反应单元后未经过上述的过程处理。所以在初始阶段，这些水可以循环回到外部的存储待处理污水的污水池内，直到后来被处理达标后排放。
由于污水中的氮大部分以氨氮形式存在，所以氨氮含量是污水的一个重要水质指标。通常只有在其转化为硝酸盐后，才能通过反硝化作用，最终转化为氮气被去除。
在好氧反应单元11的好氧池110内，在该单元中硝化菌在有氧的环境下，将原水中的氨氮转化为硝酸盐氮，其一方面降低了氨氮浓度，另一方面也为前一单元，即缺氧反应单元的反硝化过程做好准备。即，产生含有硝酸盐的硝化液，以便其被抽吸送到缺氧池40内进行反硝化处理，在反硝化过程中，硝酸盐中的氮被还原成氮气逸出，使总氮量减少。此外，在好氧反应单元，生物膜中的好氧菌，即，微生物，能够对水中的有机物进一步分解，以进一步降低化学需氧量(COD)的浓度。例如，气泵10通过曝气管道8向设置在好氧池110内的空气扩散装置7提供氧气。氧气再经空气扩散装置7表面的微孔分散成小气泡向水中传送。由于好氧池110内设置有填料，如，PE悬浮空心球生物填料等，这些填料作为微生物生长的载体，由此，在有氧环境下，微生物对水中的有机物进一步分解，从而进一步降低了化学需氧量(COD)的浓度。在好氧反应单元11中处理过的水含有在该单元生成的部分硝酸盐，因而一部分水通过硝化液回流管道12回流到缺氧反应单元4内，以在缺氧反应单元4进行反硝化作用，被还原成氮气。另一部分水透过拦截网24进入到沉淀单元15内。
在沉淀单元15内，从好氧反应单元11流入的水在沉淀池150中沉淀，以进一步分离出清纯的水，例如，通过沉淀去除水中脱落的生物膜，保证水质清纯。当分离出的上清液，即较清纯的水的水位超过出水堰16后，水进入到集水槽26内。之后，再通过沉淀池出水口17从集水槽26流入到生态单元18的生态池180内。
由于生态池180的底部填充有多孔介质材料20，并且在多孔介质材料20上种植有净水植物19，所以能够使进入的水被进一步净化。具体地，例如，多孔介质材料20因孔隙多，所以能够附着生长大量的微生物，此外，还由于多孔介质材料20呈碱性钙质，如前所述的，所以能够去除水中的磷，并进一步去除水中的氨氮、总氮，降低化学需氧量(COD)。由于多孔介质材料的成分中包含水泥，水泥遇水产生水化作用，生成氢氧化钙，氢氧化钙微溶于水产生钙离子，所以材料呈现为碱性，同时，还可释放一定的钙盐，其使得水中的磷酸盐，如，羟基磷酸钙，以沉淀形式析出并沉积在多孔介质材料的表面上，由此达到了去除水中的磷的效果。此外，净水植物19也能够直接吸收部分磷酸盐，而且，由于生活污水多为间歇式排放，所以当整个净水装置暂停进入原水时，沉积在多孔介质材料的表面上的磷酸盐会由于水中的磷被净水植物吸收后浓度降低，再返回到水中，又被净水植物19直接吸收。由此，使得多孔介质材料上沉积的磷酸盐的量降低，以保证当整个装置又开始作业时，再流入的水中的磷酸盐又能够沉积在多孔介质材料的表面上。即，生态池180中的多孔介质材料可使得磷酸盐先沉积到其表面上，降低水中的磷浓度，之后由于水中磷的浓度的降低，沉积到表面上的磷酸盐再逐渐返回的水中，被净水植物吸收，从而实现了最大效率的去除水中磷的效果。此外，水中的氨氮、总氮、有机物能够被净水植物19直接吸收一部分，同时还能够被多孔介质材料上的微生物通过分解代谢作用去除，由此实现了在生态单元中进一步净化水质的作用。还由于多孔介质材料的透水透气性能好，特别适合净水植物的生长，由此保证了净水植物较为长期的净水功能。
经过生态单元18净化后的水通过第三隔板181上的生态池出水口22，流入到集水池21内。集水池22内的水可通过出水管23流出到整个装置的外部，以供使用。
下述表2为本实用新型的污水处理装置中包括缺氧反应单元和好氧反应单元的生物单元以及生态单元处理污水中总氮、总磷的去除率和它们贡献率的实验数据。
表2：生物单元(包括缺氧反应单元和好氧反应单元)和生态单元对总氮、总磷的去除率及贡献率
从上述表格可以看出，包括缺氧反应单元和好氧反应单元的生物单元分别能去除总氮和总磷，但是生物单元对总氮去除的贡献率较高，生态单元对总磷去除的贡献率较高，由于经过生物单元和生态单元两个单元处理后的水质去总氮率和去总磷率都达到较高且明显高于现有技术中的去总氮率和去总磷率。
尽管在上面的描述中，根据本实用新型一实施方式的生物-生态组合式污水处理装置包括沉淀单元15和集水池21，但是，应当理解，生态单元18可直接以流体连通的方式布置在好氧反应单元11的下游。此外，也可不设置集水池，使得水从生态单元出来后直接供给外部。
根据本实用新型的生物-生态组合式污水处理装置通过在生物处理单元，即，包括缺氧反应单元和好氧反应单元的下游设置生态单元来达到较好的除磷效果。具体地，在本实用新型的生态单元，能够以下述三种方式去除水中的磷，即，第一种：依靠生态池中的多孔介质材料的化学作用，如，碱性及释放钙离子使磷以羟基磷酸钙等形式在其表面沉积；第二种：水中的磷作为植物生长的营养被吸收的植物吸收作用；第三种：微生物合成自身细胞吸收磷的微生物的同化。由此设置生态单元，达到较高的除磷效果，如前所述，总磷的去除率可高达95％以上。
同时，设置在生态单元上游的包括缺氧反应单元和好氧反应单元等的生物处理单元仅需完成除氮的作用。这是因为，氮磷是造成水体富营养化的主要因素，也是污水处理的主要去除对象，现有技术中常用的处理工艺都需要同时去除氮磷，其使得生物处理单元的工艺流程较为复杂。在本实用新型中，由于下游布置了具有高效除磷功能的生态单元，所以使得上游的生物处理单元只需完成脱氮功能即可。
在现有技术中，一般仅采用单一的生物处理单元同时完成脱氮除磷的功能复杂的原因在于：生物除磷的原理为聚磷微生物在厌氧环境下释磷、在好氧环境下超量聚磷。由此，生物系统如要具备除磷功能，必须要增加一个厌氧池。厌氧与缺氧的区别在于：两个环境都要求较低的溶解氧，但是厌氧更严格，除了氧以外不能有任何其他的电子受体，如硝酸盐。而缺氧只低溶解氧，但有硝酸盐的环境，因为有了硝酸盐才完成了硝酸盐向氮气的转化，即反硝化，所以厌氧环境需更严格的控制。此外，由于聚磷菌需要依次经历厌氧与好氧两个环境才能完成除磷，微生物的存在形式必须是能够流动的活性污泥，即悬浮生长微生物，这样就不能在反应器内增加填料，增加填料微生物会附着在填料上，因为填料可为微生物提供附着载体，提高生物量，但也使得微生物被固定住不能流动，所以无法在厌氧、好氧环境下的切换。由此，也不能在反应器内加填。不增加填料，一方面不能通过填料提高生物量，另一方面，没有填料的固定，微生物悬浮生长，会随水流出反应器，最后沉淀在沉淀池，从而还必须增加污泥回流，即把污泥再回流到反应器中，这样使得工艺流程相当复杂，而且除磷效果低。由此，本实用新型的装置由于布置了能够高效除磷的生态单元，能够使得生物处理单元无需设置厌氧池、而且反应池内可增加填料，提高生物量、取消污泥回流工艺。
此外，在本实用新型中，生物处理单元在去除总氮，即脱氮的同时还能够去除氨氮及降低化学需氧量(COD)。具体地，在好氧反应单元内，硝化菌的作用小，把氨氮变成硝态氮，此时，氨、氮同步去除，再通过硝化液回流到缺氧反应单元，完成反硝化。该过程需要消耗碳源，如，有机物，作为电子供体，因此有机物能够同步得到去除。这是因为反硝化作用是把硝酸盐中的氮还原为氮气，因此需要还原剂，该还原剂即为水中的有机物。此外，在好氧反应单元，在异氧菌(好氧)的作用下，能够把缺氧反应单元内没有分解掉的剩余有机物进一步去除。
实验证明，根据本实用新型的污水处理装置中的生物处理单元主要能够去除有机物，如COD、氨态氮、总氮、悬浮物，去除率能分别达到90％、85％、75％、65％以上，生态单元主要能够去除总磷，去除率能达到95％以上，此外，生态单元还同时能够进一步去除氨氮、总氮、悬浮物等污染物。由此，经过本实用新型的装置的处理之后，有机物、氨态氮、总氮、总磷、SS的总去除率能分别达到95％、95％、80％、95％、95％以上，处理的出水水质澄清、稳定。
此外，如前所述，还通过在生物处理单元的缺氧池和好氧池内布置填料使微生物附着在填料上，形成固定的生物膜，不会随水流失，进而可以减少污泥回流，进一步简化工艺流程。另外，由于形成了生物膜，使生物处理单元的微生物量增加，生化反应速率增大，进而可以缩短停留时间，减少设备空间。进一步地，设置在生物处理单元下游的生态单元内布置了多孔介质材料，通过该材料能够种植生长净水植物，同时还能够作为微生物载体，提高微生物量。此外，由于多孔介质材料呈碱性多钙性能，所以还具有化学固磷作用，能够快速除磷，并与净水植物配合，进一步净化水质。由此可见，由于根据本实用新型的生物-生态组合式污水处理装置中生物处理单元的工艺流程简化，使得装置体积小，节省占用空间，应用灵活，特别适用于单户污水的处理，填补了市场的空白。特别是在农村地区，具有较好的推广应用前景。
虽然参照示例性实施方式对本实用新型进行了描述，但是应当理解，本实用新型并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对所述示例性实施方式做出各种改变。这些改变均应落入本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种生物-生态组合式污水处理装置，其特征在于，包括缺氧反应单元(4)、好氧反应单元(11)及生态单元(18)，所述好氧反应单元(11)以流体连通的方式布置在所述缺氧反应单元(4)的下游，所述生态单元(18)以流体连通的方式布置在所述好氧反应单元(11)的下游，所述生态单元(18)包括生态池(180)，所述生态池(180)内布置有多孔介质填料(20)，所述多孔介质填料(20)上种植有净水植物(19)。
2.根据权利要求1所述的生物-生态组合式污水处理装置，其特征在于，还包括硝化液回流管道(12)，所述硝化液回流管道(12)设置在所述缺氧反应单元(4)与所述好氧反应单元(11)之间，用于将所述好氧反应单元(11)内的硝化液回流到所述缺氧反应单元(4)内。
3.根据权利要求2所述的生物-生态组合式污水处理装置，其特征在于，所述好氧反应单元(11)连接有曝气装置，用于向所述好氧反应单元(11)输送曝气气体。
4.根据权利要求3所述的生物-生态组合式污水处理装置，其特征在于，所述曝气装置包括曝气管道(8)和空气扩散装置(7)，所述空气扩散装置(7)布置在所述好氧反应单元(11)的好氧池(110)内。
5.根据权利要求1所述的生物-生态组合式污水处理装置，其特征在于，还包括沉淀单元(15)，所述沉淀单元(15)的一侧通过拦截网(24)与所述好氧反应单元(11)流体连通，所述沉淀单元(15)的另一侧与所述生态单元(18)流体连通，以使来自所述好氧反应单元(11)的水经过沉淀后进入到所述生态单元(18)内。
6.根据权利要求5所述的生物-生态组合式污水处理装置，其特征在于，所述沉淀单元(15)包括出水堰(16)和集水槽(26)，用于收集经过沉淀后的水的上清液。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的生物-生态组合式污水处理装置，其特征在于，所述缺氧反应单元(4)包括缺氧池(40)，所述好氧反应单元(11)包括好氧池(110)，所述缺氧池(40)内布置有缺氧池填料(5)，所述好氧池(110)内布置有好氧池填料(6)。
8.根据权利要求1所述的生物-生态组合式污水处理装置，其特征在于，所述多孔介质填料由骨料、胶结剂、添加剂以及水制成。
9.根据权利要求8所述的生物-生态组合式污水处理装置，其特征在于，所述骨料选自下述中的任一种：粒径为3-6mm的页岩陶粒、粉煤灰、粒径为3-6mm的粉煤灰陶粒、粒径为3-6mm的黏土陶粒、粒径为6-10mm的浮石、粒径为3-6mm的火山岩、粒径为3-6mm膨胀珍珠岩。
10.根据权利要求8所述的生物-生态组合式污水处理装置，其特征在于，所述添加剂选自下述中的一种：以1∶1混合的硅粉和萘系减水剂、以3∶1混合的硅粉和聚羧酸减水剂、以3∶1混合的硅藻土和萘系减水剂、以4∶1混合的沸石和聚羧酸减水剂、以5∶1混合的高龄土和萘系减水剂、以5∶1混合的石膏和聚羧酸减水剂。
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| CN202020378371.4U CN211921027U (zh) | 2020-03-20 | 2020-03-20 | 一种生物-生态组合式污水处理装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN111233154A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-06-05 | 安徽农业大学 | 一种生物-生态组合式污水处理装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| GR01 | Patent grant | ||
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231012 Address after: 5 / F, building 1, no.388, Yanzihe Road, high tech Zone, Hefei City, Anhui Province 230000 Patentee after: Anhui Zhongke Airui Intelligent Environment Co.,Ltd. Address before: 230036 No. 130 Changjiang West Road, Shushan District, Anhui, Hefei Patentee before: Anhui Agricultural University |
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