專利名稱：生化膜自動(dòng)曝氣垂直潛流式人工濕地污水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于污水處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于生化處理技術(shù)與人工濕地處理技術(shù)的，更具體涉及一種適合于城鎮(zhèn)及農(nóng)村生活污水或農(nóng)業(yè)面源污水凈化處理及河道廢水處理的生化膜自動(dòng)曝氣垂直潛流式人工濕地污水處理裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的污水生化處理工藝，如SBR，AO, A2O, CASS,氧化溝等已廣泛應(yīng)用于各大中型城市的生活污水處理，其工藝成熟、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)得到了越來(lái)越多的專業(yè)人士青睞。但是，由于其投資和運(yùn)行成本高、管理專業(yè)化程度高，對(duì)氮、磷處理效果差的問題使得很多中小型城鎮(zhèn)、尤其是鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村不具備建設(shè)傳統(tǒng)生活工藝的污水處理廠資金和技術(shù)要求。與此同時(shí)，自上世紀(jì)60年代人工濕地在德國(guó)興起以來(lái)，越來(lái)越多的人已逐步將人工濕地技術(shù)應(yīng)用于城鎮(zhèn)及農(nóng)村生活污水處理。人工濕地污水處理裝置主要有水平流人工濕地處理裝置和垂直流人工濕地處理裝置。然而這兩種類型的濕地處理技術(shù)均存在著不足之處(1)水平流人工濕地存在好氧條件不足等缺點(diǎn)，它雖能很好去除SS，并且也能去除一些 BOD0但是，它通常對(duì)氨氮的去除效果不好。由于它不能完成大部分廢水的硝化過(guò)程，即使其具有較強(qiáng)的反硝化作用能力，因而也不能獨(dú)立完成廢水的硝化和反硝化兩個(gè)處理過(guò)程， 以達(dá)到廢水脫氮處理的目的。( 垂直流人工濕地對(duì)廢水中耗氧有機(jī)物的處理能力和硝化能力較強(qiáng)，它比水平流人工濕地具有更好的好氧條件，且對(duì)廢水中BOD和COD的去除效率都較好，但對(duì)SS的去除效果較水平流人工濕地差；雖然它對(duì)廢水的硝化處理能力很強(qiáng)，但對(duì)其反硝化作用能力也較水平流人工濕地差；因而也不能單獨(dú)完成廢水的硝化和反硝化兩個(gè)處理過(guò)程，以達(dá)到廢水脫氮處理的目的。(3)垂直和水平流人工濕地對(duì)污水中磷的去除能力都較差(< 30-40% )0

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于生化處理與人工濕地污水處理技術(shù)，適合于城鎮(zhèn)、近郊、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村等生活污水處理和農(nóng)業(yè)廢水處理，其對(duì)污水中TSS，氮、磷、有機(jī)物等污染物的處理效率高，基建和運(yùn)行費(fèi)用低，運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便，出水水質(zhì)可達(dá)到GB 8978 1996 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的懸掛式自動(dòng)曝氣垂直潛流式人工濕地污水處理裝置。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的包括生化處理池、自動(dòng)曝氣池、人工濕地處理池、虹吸過(guò)濾池，所述的生化處理池內(nèi)設(shè)置纖維膜材料構(gòu)筑體，纖維膜材料構(gòu)筑體之上種植挺水植物，所述的生化處理池上部通過(guò)排水管連通自動(dòng)曝氣池，排水管下方設(shè)置水車，自動(dòng)曝氣池底部設(shè)置水泵，水泵的出水管連通人工濕地處理池中的布水管；所述的人工濕地處理池由復(fù)合基質(zhì)層組合而成，人工濕地處理池底部通過(guò)清水出水口連通虹吸過(guò)濾池，虹吸過(guò)濾池中設(shè)有過(guò)濾填料，虹吸過(guò)濾池頂部設(shè)置導(dǎo)流漏斗，導(dǎo)流漏斗頂端連通排出管。生化處理池內(nèi)微生物纖維膜材料構(gòu)筑體上掛膜生長(zhǎng)，微生物將對(duì)污水中有機(jī)物進(jìn)行有效降解，實(shí)現(xiàn)對(duì)COD和BOD的處理；同時(shí)污水中含氮污染物在硝化菌和反硝化菌的作用下實(shí)現(xiàn)脫氮過(guò)程；污水中含磷污染物亦能通過(guò)聚磷菌、微生物降解作用下得以去除；挺水植物通過(guò)輸氧作用提高生化處理池的好氧環(huán)境，并有助于吸收污水中的氮、磷物質(zhì)以供挺水植物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)物。纖維膜和挺水植物根系均能有效去除污水中的SS。污水經(jīng)生化處理后進(jìn)入自動(dòng)曝氣池，向下傾瀉的水流帶動(dòng)水車轉(zhuǎn)動(dòng)激起水花，完成對(duì)污水的自動(dòng)曝氣過(guò)程。曝氣后污水的溶解氧含量將由l-:3mg/L上升至12-35mg/L，確保后續(xù)人工濕地處理所需要的好氧條件。經(jīng)自動(dòng)曝氣的污水進(jìn)入垂直潛流人工濕地系統(tǒng)布水管，并自上而下依次流經(jīng)人工濕地各基質(zhì)層，通過(guò)物理攔截、過(guò)濾、化學(xué)反應(yīng)沉淀等作用實(shí)現(xiàn)對(duì)生活污水中氮、磷、有機(jī)物、SS等污染物的處理；不同粒度的濕地基質(zhì)層將為濕地微生物的生長(zhǎng)提供構(gòu)架和支撐； 自上而下由細(xì)至粗的人工濕地基質(zhì)層可有效解決傳統(tǒng)人工濕地的堵塞問題。基質(zhì)表面和挺水植物根系區(qū)域形成的濕地微生物在好氧和厭氧條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物的降解、含氮污染物的轉(zhuǎn)化，含磷污染物降解、聚合等效應(yīng)，從而達(dá)到高效凈化污水的目的。虹吸過(guò)濾池通過(guò)自然沉淀、過(guò)濾填料的吸附、攔截、過(guò)濾等作用實(shí)現(xiàn)對(duì)污水中氮、 磷、有機(jī)物的深度處理，處理后的污水可達(dá)到GB 8978 1996 —級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)用新型集生化處理與人工濕地處理于一體，克服了現(xiàn)有技術(shù)生化處理裝置投資大、運(yùn)行成本高、管理專業(yè)化程度高等問題，可有效處理污水中的氮、磷、有機(jī)物、SS,出水水質(zhì)可達(dá)到GB 8978-1996 —級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)用新型污染負(fù)荷高、抗沖擊能力強(qiáng)、占地面積小、處理效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、能耗低等特點(diǎn)，能廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)、城郊、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村等污水的處理及河道廢水處理。

附圖為本實(shí)用新型處理裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中ι-生化處理池，II自動(dòng)曝氣池，III-人工濕地處理池，IV-虹吸過(guò)濾池， 1-進(jìn)水管，2-纖維膜材料，3-挺水植物，4-排水管，5-水車，6-提水泵，7-布水管，8-排出管，9-種植基質(zhì)層，10-細(xì)?；|(zhì)層，11-中?；|(zhì)層，12-粗?；|(zhì)層、13-清水出水口、 14-過(guò)濾填料，15-導(dǎo)流漏斗。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明，但不以任何方式對(duì)本實(shí)用新型加以限制，基于本實(shí)用新型教導(dǎo)所作的任何變換，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。如附圖所示，本實(shí)用新型包括生化處理池I、自動(dòng)曝氣池II、人工濕地處理池III、 虹吸過(guò)濾池IV，所述的生化處理池I內(nèi)設(shè)置纖維膜材料2構(gòu)筑體，生化處理池I內(nèi)種植挺水植物3，所述的生化處理池I通過(guò)排水管4連通自動(dòng)曝氣池II上部，排水管4下方設(shè)置水車 5，自動(dòng)曝氣池II底部設(shè)置水泵6，水泵6的出水管連通人工濕地處理池III中的布水管7 ； 所述的人工濕地處理池III由復(fù)合基質(zhì)層組合而成，人工濕地處理池III底部通過(guò)清水出水口 13連通虹吸過(guò)濾池IV，虹吸過(guò)濾池IV中設(shè)有過(guò)濾填料14，虹吸過(guò)濾池IV頂部設(shè)置導(dǎo)流漏斗15，導(dǎo)流漏斗15頂端連通排出管8。所述的生化處理池內(nèi)以20-60cm的間距懸掛纖維膜材料2，所述的纖維膜材料2包
4括纖維膜和/或纖維球；所述的生化處理池I內(nèi)種植高耐污性挺水植物3，所述的挺水植物 3包括蘆葦、茭草、水蔥、菖蒲、香蒲、再力花、風(fēng)車草、美人蕉、蒲葦、鳳眼蓮和粉綠狐尾藻中的一種或一種以上的組合。所述的人工濕地處理池由方形或圓柱形構(gòu)筑物建造而成，并在構(gòu)筑物池內(nèi)鋪設(shè)人工濕地基質(zhì)。人工濕地基質(zhì)的鋪設(shè)一般包括2-5層，自下而上形成先粗后細(xì)的人工濕地復(fù)
合基質(zhì)層。所述的人工濕地處理池III中自下而上依次設(shè)置粗?；|(zhì)層14、中粒基質(zhì)層13、 細(xì)?；|(zhì)層12和種植基質(zhì)層11。所述的粗?；|(zhì)層12之基質(zhì)為礫石，粒徑為5-lOcm，鋪設(shè)厚度為20-40cm。所述的中?；|(zhì)層11之基質(zhì)為陶粒，粒徑為3-5cm，鋪設(shè)厚度為30-50cm。所述的細(xì)粒基質(zhì)層10之基質(zhì)為煤渣，粒徑為l-3cm，鋪設(shè)厚度為20-40cm。所述的種植基質(zhì)層9為粘土，鋪設(shè)厚度為10-20cm。所述的種植基質(zhì)層11中種植耐污性好的挺水植物，種植密度為10-30X 10-30cm。 所述的挺水植物3包括蘆葦、茭草、水蔥、菖蒲、香蒲、再力花、風(fēng)車草、美人蕉、蒲葦、鳳眼蓮和粉綠狐尾藻中的一種或一種以上的組合。所述的布水管7位于細(xì)粒基質(zhì)層10與種植基質(zhì)層9之間并以的斜度鋪設(shè)。所述的布水管7管徑為10_40mm，布水管的鋪設(shè)間距為30-80cm。所述的過(guò)濾填料包括纖維球和/或鵝卵石。本實(shí)用新型的工作過(guò)程微生物馴化對(duì)生化處理池及人工濕地處理池采取低有機(jī)物負(fù)荷或低水力負(fù)荷梯度升高的馴化方式啟動(dòng)，各梯度馴化期不小于7天，30-60天后馴化結(jié)束，啟動(dòng)正常的運(yùn)行。運(yùn)行操作污水處理設(shè)施系統(tǒng)進(jìn)水COD < 600mg/L,優(yōu)選80_450mg/L ；BOD < 350mg/L,優(yōu)選 50-250mg/L ；氨氮 < 80mg/L，優(yōu)選 25_60mg/L ；總磷 < 8mg/L，優(yōu)選 1. 5-5. 5mg/L。應(yīng)及時(shí)清理生化處理池和虹吸過(guò)濾池的污泥，定期收割和打撈挺水植物；確保合理的運(yùn)行參數(shù)，隨時(shí)疏通布水管、生化處理池的纖維膜、過(guò)濾填料、定期檢查或維修管道輸配系統(tǒng)。實(shí)例一云南省昆明市某小區(qū)生活污水處理實(shí)例，處理量6_20t/d，裝置尺寸為 15 X 3 X :3m，其中生化處理池為5 X 3 X : ；自動(dòng)曝氣池為0. 5 X 3 X : ；人工濕地處理池為 8X3X3m ；虹吸過(guò)濾池為1. 5X3X1. 5m。生化處理池內(nèi)以0. 5m間距懸掛寬3m5X深2. 5m纖維布膜，生化處理池水面上分別按15 X 15cm間距種植水蔥、按15 X 15cm間距種植香蒲，按20 X 20cm/叢間距種植粉綠狐尾藻。人工濕地基質(zhì)層自下而上分別為鵝卵石(粒度8-lOcm，厚度為40cm)、碎石(粒度 6-8cm,厚度為50cm)、陶粒(粒度3_6cm，厚度50cm)、粉煤灰(粒度2_3cm，厚度50cm)和粘土(3-5mm，厚度30cm)狀況、種植基質(zhì)層以20 X 20cm間距分別種植菖蒲、茭草、再力花和風(fēng)車草。虹吸過(guò)濾池IV填充3m3過(guò)濾填料，上接虹吸管，管徑為20cm。蓄水池的生活污水由潛水泵通過(guò)進(jìn)水管1泵入生化處理池中停留48hrs，之后由排水管導(dǎo)入自動(dòng)曝氣池，傾瀉的污水撞擊水車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)曝氣，污水由底部水泵6泵入人工濕地處理池的布水管7，自上而下流至人工濕地復(fù)合基質(zhì)層底部再由清水出水口進(jìn)入深度
5處理池，清水經(jīng)虹吸過(guò)濾池IV中的過(guò)濾填料過(guò)濾后上升至導(dǎo)流漏斗，通過(guò)排出管排出。主要污染物的去除效果見表1。表1 本例生活污水凈化效果及季節(jié)性差異對(duì)比表
權(quán)利要求1.一種生化膜自動(dòng)曝氣垂直潛流式人工濕地污水處理裝置，包括生化處理池(I)、自動(dòng)曝氣池(II)、人工濕地處理池(III)、虹吸過(guò)濾池(IV)，所述的生化處理池(I)內(nèi)設(shè)置纖維膜材料( 構(gòu)筑體，生化處理池(I)內(nèi)種植挺水植物(3)，所述的生化處理池(I)通過(guò)排水管(4)連通自動(dòng)曝氣池(II)上部，排水管(4)下方設(shè)置水車(5)，自動(dòng)曝氣池(II)底部設(shè)置水泵(6)，水泵(6)出水管連通人工濕地處理池(III)中的布水管(7)；所述的人工濕地處理池(III)由復(fù)合基質(zhì)層組合而成，人工濕地處理池(III)底部通過(guò)清水出水口(13) 連通虹吸過(guò)濾池(IV)，虹吸過(guò)濾池(IV)中設(shè)有過(guò)濾填料(14)，虹吸濾池頂部設(shè)置導(dǎo)流漏斗 (15)，導(dǎo)流漏斗(15)頂端連通排出管(S)0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生化膜自動(dòng)曝氣垂直潛流式人工濕地污水處理裝置，其特征是所述的生化處理池(I)內(nèi)以20-60cm間距懸掛設(shè)置纖維膜材料O)，所述的纖維膜材料 (2)包括纖維膜和/或纖維球。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生化膜自動(dòng)曝氣垂直潛流式人工濕地污水處理裝置，其特征是所述的挺水植物C3)包括蘆葦、茭草、水蔥、菖蒲、香蒲、再力花、風(fēng)車草、美人蕉、蒲葦、鳳眼蓮和粉綠狐尾藻中的一種或一種以上的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生化膜自動(dòng)曝氣垂直潛流式人工濕地污水處理裝置，其特征是所述的人工濕地處理池(III)中自下而上依次設(shè)置粗?；|(zhì)層(12)、中?；|(zhì)層(11)、 細(xì)粒基質(zhì)層(10)和種植基質(zhì)層(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生化膜自動(dòng)曝氣垂直潛流式人工濕地污水處理裝置，其特征是所述的粗?；|(zhì)層(1 為礫石層，所述的中?；|(zhì)層(11)為陶粒層，所述的細(xì)粒基質(zhì)層(10)為煤渣層；所述的種植基質(zhì)層(9)為粘土層。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的生化膜自動(dòng)曝氣垂直潛流式人工濕地污水處理裝置，其特征是所述的粗?；|(zhì)層(1 之基質(zhì)粒徑為5-lOcm，鋪設(shè)厚度為20-40cm ；所述的中?；|(zhì)層(11)之基質(zhì)粒徑為3-5cm，鋪設(shè)厚度為30-50cm;所述的細(xì)?；|(zhì)層(10)之基質(zhì)粒徑為l-3cm，鋪設(shè)厚度為20-40cm ；所述的種植基質(zhì)層(9)的鋪設(shè)厚度為10-20cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的生化膜自動(dòng)曝氣垂直潛流式人工濕地污水處理裝置，其特征是所述的種植基質(zhì)層(9)種植耐污性好的挺水植物(3)，種植密度為 10-30X10-30cm，所述的挺水植物(3)包括蘆葦、茭草、水蔥、菖蒲、香蒲、再力花、風(fēng)車草、 美人蕉、蒲葦、鳳眼蓮和粉綠狐尾藻中的一種或一種以上的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生化膜自動(dòng)曝氣垂直潛流式人工濕地污水處理裝置，其特征是所述的布水管(7)位于細(xì)?；|(zhì)層(10)與種植基質(zhì)層(9)之間并以的斜度鋪設(shè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的生化膜自動(dòng)曝氣垂直潛流式人工濕地污水處理裝置，其特征是所述的布水管(7)管徑為10-40mm，布水管(7)的鋪設(shè)間距為30-80cm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種生化膜自動(dòng)曝氣垂直潛流式人工濕地污水處理裝置，包括生化處理池、自動(dòng)曝氣池、人工濕地處理池、虹吸過(guò)濾池，所述的生化處理池內(nèi)設(shè)置纖維膜材料構(gòu)筑體并種植挺水植物，所述的自動(dòng)曝氣池上部設(shè)置水車，設(shè)置于池底的水泵之出水管連通人工濕地處理池中的布水管；所述的人工濕地處理池由復(fù)合基質(zhì)層組合而成，其清水出水口連通虹吸過(guò)濾池，虹吸過(guò)濾池中設(shè)有過(guò)濾填料，虹吸濾池頂部導(dǎo)流漏斗頂端連通排出管。本實(shí)用新型集生化處理與人工濕地處理于一體，可有效處理污水中的氮、磷、有機(jī)物、SS，出水水質(zhì)可達(dá)到GB 8978-1996一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)用新型污染負(fù)荷高、抗沖擊能力強(qiáng)、占地面積小、處理效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、能耗低等特點(diǎn)，能廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)、城郊、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村等污水的處理及河道廢水處理。
文檔編號(hào)C02F3/32GK201942568SQ201020592920
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者劉云昆, 劉惠芳, 岳佳, 李衛(wèi)東, 楊宇明, 梁?jiǎn)⒈? 田昆 申請(qǐng)人:劉云根