專利名稱：一種強(qiáng)化好氧-厭氧人工快滲污水處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于市政與環(huán)保工程領(lǐng)域，具體涉及一種強(qiáng)化好氧-厭氧改良型人工快滲
污水處理系統(tǒng)，本系統(tǒng)特別適用于好氧-厭氧無能耗低成本的污水處理或微污染水體修復(fù)。
背景技術(shù)：
人工快滲處理系統(tǒng)作為一種污水土地處理技術(shù)，其突出特點是設(shè)備簡單，操作管 理方便，能耗低，費(fèi)用僅為常規(guī)二級生物處理的1/2 1/10，而且凈化效果較好，可作為傳 統(tǒng)生物處理的替代工藝。 傳統(tǒng)的人工快滲處理系統(tǒng)自誕生以來，一直存在許多不足之處①氨氮去除效果 欠佳該系統(tǒng)去除氨氮的主要機(jī)理是通過好氧硝化一缺氧反硝化作用，由于土壤中去除氨 氮是一個較為復(fù)雜的過程，并且供氧量有限，很難協(xié)調(diào)好氧與厭氧環(huán)境之間的相互轉(zhuǎn)換，因 此該系統(tǒng)對氨氮的去除率較低，且出水氨氮較難達(dá)標(biāo)。②水力負(fù)荷低人工快滲系統(tǒng)對污染 物的去除效果十分有限，一般而言為達(dá)到較好的處理效果，應(yīng)保持較低的水力負(fù)荷，這就限 制了該工藝的廣泛應(yīng)用。③系統(tǒng)間歇式運(yùn)行人工快滲通過控制水力負(fù)荷周期和濕干比來 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的處理效果，濕干比的運(yùn)行方式雖然可以防止由于有機(jī)物生長和懸浮物沉積所造 成的土壤表層孔隙過度堵塞，并能對系統(tǒng)進(jìn)行一定復(fù)氧，使系統(tǒng)內(nèi)部潛層剖面上交替形成 氧化還原環(huán)境，有利于有機(jī)污染物的降解去除；但為獲得最佳脫氮效果，則需要足夠長的干 化時間，從而造成整個系統(tǒng)不能連續(xù)運(yùn)行，只能間歇式處理污水。 針對該系統(tǒng)的上述不足，公開號為CN201161953的中國專利在好氧層與厭氧層之 間構(gòu)建多孔填料復(fù)氧層，氧氣通過豎向通風(fēng)管道連接水平多孔通氣管進(jìn)入復(fù)氧層內(nèi)部，從 而加強(qiáng)好氧硝化作用。但該專利存在以下幾點缺陷①以水平通氣管為主體的復(fù)氧層具有 較低的氧氣傳質(zhì)效率，管道的服務(wù)面積又十分有限，復(fù)氧效果欠佳；②復(fù)氧層結(jié)構(gòu)的構(gòu)建雖 然提高了填料中的氧含量，但這也削弱了缺氧反硝化作用，導(dǎo)致反硝化效果不理想；③該系 統(tǒng)未采用濕干比的運(yùn)行方式，有機(jī)物生長和懸浮物沉積容易引起土壤表層孔隙堵塞，從而 降低系統(tǒng)的滲透性能，造成污水處理效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)氧效果好、低成本、提 高氨氮去除效果、連續(xù)處理進(jìn)水的強(qiáng)化好氧_厭氧人工快滲污水處理系統(tǒng)。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為 —種強(qiáng)化好氧-厭氧人工快滲污水處理系統(tǒng)，它由復(fù)氧系統(tǒng)和出水收集系統(tǒng)構(gòu) 成，所述復(fù)氧系統(tǒng)從下往上依次由底板、承托層、復(fù)氧層下部填料、復(fù)氧層、復(fù)氧層上部填料 和豎向通氣管組成，豎向通氣管上端與大氣相通，下端與復(fù)氧層連通，復(fù)氧系統(tǒng)通過排水收 集管與出水收集系統(tǒng)相連，排水收集管上設(shè)有若干進(jìn)水孔，排水收集管水平布置于復(fù)氧層 下部填料底部。
所述豎向通氣管表面按螺旋方式分布有小孔，小孔直徑①5 10mm，豎向通氣管
布置密度為0. 5 1根/tf，頂端高于復(fù)氧層上部填料表面0. 35 0. 50m。 所述復(fù)氧層由水平的滲排水塑料片材構(gòu)成并在水平方向上布滿整個人工快滲系
統(tǒng)，構(gòu)成復(fù)氧層的塑料片材呈立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，復(fù)氧層四周包裹滲水土工布。 復(fù)氧層層高為100 150mm ;復(fù)氧層上部填料高度為0. 5 0. 8m ;復(fù)氧層下部填料
高度為0. 7 1. Om。 所述出水收集系統(tǒng)按出水順序依次由出水井、出水堰和出水孔組成，出水堰位于 出水井上端，所述排水收集管出水端穿過復(fù)氧系統(tǒng)壁后與出水井連通。出水井高0.7 1. Om，出水堰由高度可調(diào)的金屬擋板構(gòu)成，出水堰高度為0. 5 0. 9m。 本系統(tǒng)除利用人工快滲技術(shù)的設(shè)備簡單、操作管理方便、能耗低、費(fèi)用少等傳統(tǒng)優(yōu) 點外，充分利用自然通風(fēng)和淹沒出流原理，合理構(gòu)建"通風(fēng)復(fù)氧層一水下厭氧層"，從而加強(qiáng) 硝化一反硝化作用，提高生物脫氮效果；并通過多組人工快滲單元并聯(lián)運(yùn)行，達(dá)到連續(xù)進(jìn)出 水的目的。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點 (1)該改進(jìn)系統(tǒng)具有無能耗、復(fù)氧效果好的優(yōu)點。以豎向通風(fēng)管和滲排水塑料片材 構(gòu)建復(fù)氧系統(tǒng)，將塑料片材填充在人工快滲系統(tǒng)的整個水平斷面上，利用塑料片材間廣泛 分布的空隙顯著提高氧氣的傳質(zhì)效率、擴(kuò)大復(fù)氧面積，具有傳統(tǒng)通風(fēng)管無法比擬的復(fù)氧效 果。 (2)投資少、管理運(yùn)行方便。該系統(tǒng)的附加投資僅限于豎向通風(fēng)管和滲排水塑料片 材，其價格較為低廉，滿足國內(nèi)絕大多數(shù)地區(qū)的實際財力要求，值得廣泛推廣運(yùn)用。該系統(tǒng) 在運(yùn)行過程中也無需較高的管理水平，具有較為穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，是一項管理運(yùn)行方便的 技術(shù)。 (3)合理構(gòu)建好氧-厭氧環(huán)境，提高去污效果。本改進(jìn)系統(tǒng)采用高度可調(diào)的堰板 控制出水水位，水位線以下填料區(qū)為淹水段處于厭氧環(huán)境，即通過出水堰板高度調(diào)節(jié)厭氧 區(qū)范圍，解決了傳統(tǒng)人工快滲系統(tǒng)采用底部出流造成厭氧區(qū)較窄、反硝化效果欠佳的問題。 此外，通過合理調(diào)節(jié)厭氧區(qū)范圍，構(gòu)建"通風(fēng)復(fù)氧層一水下厭氧層"的組合環(huán)境，從而加強(qiáng)硝 化一反硝化作用，提高氨氮去除效果，去除污染物效果達(dá)到最優(yōu)。 (4)連續(xù)處理進(jìn)水。以該改進(jìn)系統(tǒng)為單位，通過構(gòu)建多組處理單元，對連續(xù)進(jìn)水采 用分單元配水、分單元閑置的周期運(yùn)行方式，能對連續(xù)進(jìn)水進(jìn)行非間斷處理，避免了傳統(tǒng)人 工快滲系統(tǒng)因干化時間而進(jìn)行間歇處理進(jìn)水的弊端，擴(kuò)大了該系統(tǒng)的運(yùn)用范圍。


圖1-本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2-圖1的A-A剖面圖；
圖3-圖1的出水堰大樣圖。 其中，1-布水管，2-豎向通氣管，3-復(fù)氧層上部填料，4-復(fù)氧層，5-復(fù)氧層下部填 料，6-承托層，7-底板，8-排水收集管，9-穿墻口 ， 10-出水井，11-出水堰，12-出水口 。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
4
本發(fā)明強(qiáng)化好氧_厭氧人工快滲污水處理系統(tǒng)由無能耗復(fù)氧系統(tǒng)及出水水位可 調(diào)的出水收集系統(tǒng)構(gòu)成，見圖1和圖2。 所述復(fù)氧系統(tǒng)從下往上依次由底板7、承托層6、復(fù)氧層下部填料5、復(fù)氧層4、復(fù)氧 層上部填料3和豎向通氣管2組成，豎向通氣管2上端與大氣相通，下端與復(fù)氧層4連通。 污水通過布水管1進(jìn)入復(fù)氧系統(tǒng)，復(fù)氧系統(tǒng)再通過排水收集管8與出水收集系統(tǒng)相連(事 實上，排水收集管為出水收集系統(tǒng)的組成部分)，排水收集管8上設(shè)有若干進(jìn)水孔，排水收 集管8水平布置于復(fù)氧層下部填料5底部，其具體結(jié)構(gòu)參見圖1。 復(fù)氧層4由立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)滲排水塑料片材、滲水土工布構(gòu)成。立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)滲排 水塑料片材采用具有耐腐蝕性、防滲、透氣的聚乙烯復(fù)合材料制成，層高為100 150mm，該 層在水平方向上布滿整個人工快滲系統(tǒng)，形成"過濾一排水一透氣"體系；片材層四周包裹 滲水土工布，以防止周圍填料進(jìn)入片材層內(nèi)引起堵塞。 豎向通氣管2采用DN50 DN150 UPVC管進(jìn)行通風(fēng)復(fù)氧，其表面按螺旋方式均布
有密集的①5 10mm小孔，以達(dá)到充分復(fù)氧的效果，通氣管采用密度為0. 5 1根/m2的
方式均勻配置，通氣管頂端高于復(fù)氧層上部填料表面0. 35 0. 50m?？諝庋刎Q向通氣管進(jìn)
入塑料片層，通過塑料片層中錯落有致的空隙進(jìn)入緊鄰復(fù)氧層上下部分的填料。 復(fù)氧層上部填料3高度控制在0. 5 0. 8m，由于可通過表面和復(fù)氧層同時對上
部填料層復(fù)氧，強(qiáng)化了復(fù)氧效果，可使其處于良好的好氧狀態(tài)。復(fù)氧層下部填料5高度為
0. 7 1. Om，通過淹沒出流強(qiáng)化了系統(tǒng)內(nèi)部形成良好的厭氧環(huán)境。 參見圖3，所述出水收集系統(tǒng)按出水順序依次由排水收集管8、出水井10、出水堰 11、出水孔12組成，出水堰11位于出水井10上端。所述排水收集管8采用穿孔管形式，出 水端穿復(fù)氧系統(tǒng)壁上的穿墻口 9后與出水井10下部相通，隨著進(jìn)入出水井10內(nèi)的水量增 加，當(dāng)出水水位達(dá)到堰板頂端高度時溢流進(jìn)入出水堰11，并通過出水孔12排出人工快滲處
理系統(tǒng)。 出水井10高O. 7 1. Om，出水堰11由高度可調(diào)的金屬擋板構(gòu)成，金屬擋板頂端高 度控制在0. 5 0. 9m，通過擋板高度的調(diào)整來控制出水水位。由于空氣在水中的溶解氧極 低，故水位線以下填料區(qū)為淹水段，極易形成厭氧環(huán)境。傳統(tǒng)人工快滲系統(tǒng)采用底部出流造 成厭氧區(qū)較窄，改進(jìn)后的系統(tǒng)通過提高出水水位來擴(kuò)大淹水厭氧填料區(qū)，彌補(bǔ)了復(fù)氧層結(jié) 構(gòu)對厭氧反硝化的削弱作用，增強(qiáng)了反硝化效果。 本系統(tǒng)運(yùn)行方式為在一定濕干比下獨立運(yùn)行，也可構(gòu)建多組人工快滲處理單元， 按照并聯(lián)分批的原理，對連續(xù)進(jìn)水采用分單元配水、分單元閑置的周期運(yùn)行方式，不僅達(dá)到 在一定濕干比條件下穩(wěn)定運(yùn)行的目的，而且能對連續(xù)進(jìn)水進(jìn)行非間斷處理。
下面通過實施例進(jìn)一步描述本發(fā)明并說明其處理效果。 實施例將本發(fā)明應(yīng)用于某污水處理工程中，具體采用"格柵一厭氧生物反應(yīng)池一 跌水曝氣一改良人工快滲系統(tǒng)一紫外消毒"的工藝，處理規(guī)模為800mVd，場內(nèi)基本無電能消耗。 改良人工快滲系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)為單個改良人工快滲系統(tǒng)長18.0m，寬4.0m，高
1. 40 2. Om。復(fù)氧層上部填料高0. 63m，復(fù)氧層高0. 10m，復(fù)氧層下部填料高0. 74m，承托 層高O. 28m，出水井高l.OOm，可調(diào)節(jié)出水堰高O. 75m。豎向通氣管采用DN50 UPVC管，其表 面布有密集的①5mm小孔，采用密度為0.5根/n^的方式均勻配置。水平復(fù)氧層采用土工
5布包裹RCP-6730D型滲排水片材。系統(tǒng)水力負(fù)荷為1. 5 2. 5m3/(m2 d)，運(yùn)行濕干比為 Id : 2d(配水一天，間歇兩天)，每4組人工快滲系統(tǒng)為一個運(yùn)行單位，共3個單元交替運(yùn) 行。 監(jiān)測結(jié)果表明經(jīng)格柵一厭氧生物反應(yīng)池一跌水曝氣等前處理單元后，進(jìn)入改良 人工快滲系統(tǒng)的C0D平均為69. 0mg/L、NH3-N為10. 7mg/L、TN為14. 5mg/L、TP為1. 3mg/L ; 出水C0D平均為48. 2mg/L、 NH3_N為4. 9mg/L、 TN為9. 8mg/L、 TP為0. 9mg/L ;C0D去除率為 30. 1 % 、 NH3-N為54. 2% 、 TN為32. 4% 、 TP為30. 8% 。污水廠出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處 理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中一級B標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明主要技術(shù)參數(shù) 改良快滲系統(tǒng)復(fù)氧層上部填料高0. 5 0. 8m，復(fù)氧層高0. 10 0. 15m，下部填料 高0. 7 1. 0m，承托層高0. 2 0. 4m，出水井高0. 7 1. 0m，可調(diào)節(jié)出水堰高0. 5 0. 9m。豎
向通氣管采用DN50 150 UPVC管，其表面布有密集的①5 10mm小孔，采用密度為0. 5 1根/m2的方式均勻配置，通氣管頂端高于填料表面0. 35 0. 50m。水平復(fù)氧層采用滲水 土工布包裹滲排水片材。系統(tǒng)水力負(fù)荷為1. 0 3. 0mV(m2 d)，運(yùn)行濕干比為ld : 2d 3d(配水一天，間歇兩天或三天)，交替運(yùn)行。
權(quán)利要求
一種強(qiáng)化好氧-厭氧人工快滲污水處理系統(tǒng)，它由復(fù)氧系統(tǒng)和出水收集系統(tǒng)構(gòu)成，其特征在于所述復(fù)氧系統(tǒng)從下往上依次由底板(7)、承托層(6)、復(fù)氧層下部填料(5)、復(fù)氧層(4)、復(fù)氧層上部填料(3)和豎向通氣管(2)組成，豎向通氣管(3)上端與大氣相通，下端與復(fù)氧層(4)連通，復(fù)氧系統(tǒng)通過排水收集管(8)與出水收集系統(tǒng)相連，排水收集管上設(shè)有若干進(jìn)水孔，排水收集管(8)水平布置于復(fù)氧層下部填料(5)底部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化好氧_厭氧人工快滲污水處理系統(tǒng)，其特征在于所述豎向通氣管(2)表面按螺旋方式分布有小孔，小孔直徑①5 10mm，豎向通氣管布置密度為0. 5 1根/m、頂端高于復(fù)氧層上部填料表面0. 35 0. 50m。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的強(qiáng)化好氧_厭氧人工快滲污水處理系統(tǒng)，其特征在于所述復(fù)氧層(4)由水平的滲排水塑料片材構(gòu)成并在水平方向上布滿整個人工快滲系統(tǒng)，構(gòu)成復(fù)氧層的塑料片材呈立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，復(fù)氧層四周包裹滲水土工布。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化好氧-厭氧人工快滲污水處理系統(tǒng)，其特征在于所述復(fù)氧層(4)層高為100 150mm ;復(fù)氧層上部填料(3)高度為0. 5 0. 8m ;復(fù)氧層下部填料(5)高度為0. 7 1. Om。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化好氧-厭氧人工快滲污水處理系統(tǒng)，其特征在于所述出水收集系統(tǒng)按出水順序依次由出水井(10)、出水堰(11)和出水孔(12)組成，出水堰(11)位于出水井(10)上端，所述排水收集管(8)出水端穿復(fù)氧系統(tǒng)壁后與出水井(10)連通。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的強(qiáng)化好氧_厭氧人工快滲污水處理系統(tǒng)，其特征在于所述出水井(10)高0.7 l.Om，出水堰(11)由高度可調(diào)的金屬擋板構(gòu)成，出水堰(11)高度為0. 5 0. 9m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種強(qiáng)化好氧-厭氧人工快滲污水處理系統(tǒng)，它由復(fù)氧系統(tǒng)和出水收集系統(tǒng)構(gòu)成，復(fù)氧系統(tǒng)從下往上依次由底板、承托層、復(fù)氧層下部填料、復(fù)氧層、復(fù)氧層上部填料和豎向通氣管組成，豎向通氣管上端與大氣相通，下端與復(fù)氧層連通，復(fù)氧系統(tǒng)通過排水收集管與出水收集系統(tǒng)相連，排水收集管上設(shè)有若干進(jìn)水孔，排水收集管水平布置于復(fù)氧層下部填料底部。本系統(tǒng)除利用人工快滲技術(shù)的設(shè)備簡單、操作管理方便、能耗低、費(fèi)用少等傳統(tǒng)優(yōu)點外，充分利用自然通風(fēng)和淹沒出流原理，合理構(gòu)建“通風(fēng)復(fù)氧層—水下厭氧層”，從而加強(qiáng)硝化—反硝化作用，復(fù)氧效果好，提高生物脫氮效果；并通過多組人工快滲單元并聯(lián)運(yùn)行，達(dá)到連續(xù)進(jìn)出水的目的。
文檔編號C02F3/30GK101781023SQ20101011117
公開日2010年7月21日 申請日期2010年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月21日
發(fā)明者方芳, 李哲, 王春燕, 王勝, 郭勁松, 陳猷鵬 申請人:重慶大學(xué)