申請日2015.11.23
公開(公告)日2016.02.10
IPC分類號(hào)C02F9/14; C02F11/02
摘要
本發(fā)明提供了一種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池，包括一個(gè)池體，在池體中自上而下依次設(shè)置有旋轉(zhuǎn)布水器、彈性填料層、生物陶粒濾層、第一間隔層、活化沸石濾層、第二間隔層、火山巖顆粒濾層和沉淀池。生物陶粒濾層、活化沸石濾層和火山巖顆粒濾層的下部均設(shè)置有承托框架底板，承托框架底板均與池體內(nèi)壁固結(jié)，承托框架底板上覆有孔徑為1～2?mm的不銹鋼濾網(wǎng);濾層中均按照12～30?g蚯蚓/L濾料的接種密度接種赤子愛勝蚓。本發(fā)明還提供了采用上述蚯蚓生物濾池的應(yīng)用方法，使生活污水在“蚯蚓—微生物—濾料”的聯(lián)合作用下，實(shí)現(xiàn)污水和污泥的同步處理。本發(fā)明工藝簡單、造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用低廉、管理方便、無二次污染。
權(quán)利要求書
1.一種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池，包括一個(gè)池體，其特征在于：在所述的池體中自上而下依次設(shè)置有旋轉(zhuǎn)布水器、彈性填料層、生物陶粒濾層、第一間隔層、活化沸石濾層、第二間隔層、火山巖顆粒濾層和沉淀池;所述的生物陶粒濾層中設(shè)置有生物陶粒，所述的活化沸石濾層中設(shè)置有活化沸石，所述的火山巖顆粒濾層中設(shè)置有火山巖顆粒，所述的生物陶粒濾層、活化沸石濾層、火山巖顆粒濾層中均置放有赤子愛勝蚓，所述的赤子愛勝蚓的接種密度為12～30g蚯蚓/L濾料，所述的生物陶粒濾層、活化沸石濾層、火山巖顆粒濾層的下部均設(shè)置有承托框架底板，任意一個(gè)所述的承托框架底板均與池體內(nèi)壁固結(jié)，所述的承托框架底板上設(shè)置有孔徑為1～2mm的不銹鋼濾網(wǎng)，所述沉淀池的上部設(shè)置有溢流出水管，沉淀池的底部設(shè)置有排泥管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池，其特征在于：所述任意一個(gè)所述間隔層的層高為30～50cm，在任意一個(gè)間隔層的外側(cè)壁上均勻開設(shè)4～8個(gè)與大氣相通的通風(fēng)口，通風(fēng)口總面積占間隔層外側(cè)壁總面積的10～20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池，其特征在于：所述生物陶粒為直徑4～6mm的輕質(zhì)球形黏土陶粒，填裝高度為30～50cm;所述活化沸石的粒徑為5～8mm，填裝高度為30～50cm;所述火山巖顆粒的粒徑為8～10mm，填裝高度為30～50cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池，其特征在于：所述池體的外形為圓柱形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池，其特征在于：所述彈性填料的直徑為120mm，長度為1.5m，均勻平鋪填裝在生物陶粒濾層的上方。
6.采用權(quán)利要求1所述的一種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池處理污水的方法，其特征在于包括如下步驟：
1)將生活污水引入一個(gè)預(yù)處理池，通過預(yù)處理池進(jìn)水口設(shè)置的格柵或格網(wǎng)攔截和去除污水中的各種雜物、懸浮物和漂浮物;
2)將所述蚯蚓生物濾池的進(jìn)水負(fù)荷由5m3/(m2?d)逐步降到2m3/(m2?d)，當(dāng)各個(gè)濾層的濾料表面均勻覆蓋生長一層黃褐色的生物膜時(shí)，按照12～30g蚯蚓/L濾料的接種密度接種赤子愛勝蚓，對蚯蚓進(jìn)行7～15天的馴化;
3)將所述蚯蚓生物濾池的進(jìn)水負(fù)荷由2m3/(m2?d)逐步提升到3m3/(m2?d)，生活污水通過旋轉(zhuǎn)布水器均勻噴灑并流經(jīng)彈性填料層、生物陶粒濾層、活化沸石濾層和火山巖顆粒濾層;沉淀池的溢流出水排入水體或者灌溉農(nóng)田，沉淀下來的蚓糞污泥經(jīng)自然干化后用作農(nóng)肥或施入田間改良土壤。
說明書
一種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池及其應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，涉及一種污水處理裝置，具體來說是一種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池及其應(yīng)用。
背景技術(shù)
近年來，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，村鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，新增住宅小區(qū)日益增多。然而，由于我國村鎮(zhèn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)薄弱，居住相對分散，排水管網(wǎng)不完善和缺少因地制宜的污水處理技術(shù)等原因，超過90%以上的居民生活污水不經(jīng)任何處理直接排放到就近水體，造成水環(huán)境污染，進(jìn)而對人體健康造成潛在危害。因此，如何經(jīng)濟(jì)有效地解決村鎮(zhèn)地區(qū)的污水就地處理、實(shí)現(xiàn)水資源的合理配置與高效利用，成為環(huán)保工作者面臨的一項(xiàng)重要課題。
蚯蚓生物濾池集過濾、吸附、好氧分解和污泥處理等功能于一身，具有分解轉(zhuǎn)化污水和污泥中的有機(jī)物和營養(yǎng)物質(zhì)，可在污水處理同時(shí)實(shí)現(xiàn)污泥的減量化和穩(wěn)定化。濾池中的微生物以污水中的膠體態(tài)和溶解性有機(jī)物為食料進(jìn)行生存和繁殖，并且在填料表面形成生物膜。蚯蚓則主要以濾池中截留的有機(jī)懸浮物和老化生物膜污泥作為營養(yǎng)源進(jìn)行消化吸收和分解利用。在蚯蚓生物濾池系統(tǒng)中，濾料不僅是蚯蚓和微生物生存生長的重要載體，也是濾池吸附和截留污染物的主體。選擇適合的濾料對確保濾池中蚯蚓的正常生長，以及快速、有效和穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)蚯蚓生物濾池的高效穩(wěn)定運(yùn)行是尤為必要的。
對該技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，已有蚯蚓生物濾池方面的專利(如中國專利ZL200810201392.2、ZL201210152692.2、ZL201310514397.1和ZL201310612657.9等)在實(shí)際應(yīng)用中存在以下局限和不足：
1.選擇球形陶�；蚰举|(zhì)填料等單一濾料的蚯蚓生物濾池能夠承受4～6m3/(m2?d)的水力負(fù)荷;但是較高的水力沖刷作用會(huì)對蚯蚓產(chǎn)生脅迫，不利于蚯蚓的生長繁殖和生理生態(tài)作用的發(fā)揮，從而影響到系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行。
2.選擇木屑、苔蘚泥炭土、火山巖顆粒等復(fù)合濾料的蚯蚓生物濾池，能夠?yàn)轵球咎峁┝己玫纳瞽h(huán)境，提高系統(tǒng)污水處理效果;但是木屑和苔蘚泥炭土等填料的空隙率較小，可以承受的水力負(fù)荷較低，容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，從而在工程應(yīng)用與推廣上受到一定限制。
3.采用淹沒式生物填料床或人工濕地等其他污水處理技術(shù)與蚯蚓生物濾池聯(lián)合使用的集成技術(shù)，存在工藝復(fù)雜、建設(shè)運(yùn)行成本高和管理難度大等問題，也不利于該技術(shù)在資金有限的村鎮(zhèn)地區(qū)的使用和推廣。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池及其應(yīng)用，所述的這種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池及其應(yīng)用能夠充分發(fā)揮“蚯蚓—微生物—濾料”三者之間的聯(lián)合作用，高效低耗地實(shí)現(xiàn)污水污泥同步處理與資源化利用，具有工藝簡單、基建運(yùn)行費(fèi)用低、管理方便和無二次污染的技術(shù)優(yōu)勢。
本發(fā)明提供了一種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池，包括一個(gè)池體，在所述的池體中自上而下依次設(shè)置有旋轉(zhuǎn)布水器、彈性填料層、生物陶粒濾層、第一間隔層、活化沸石濾層、第二間隔層、火山巖顆粒濾層和沉淀池;所述的生物陶粒濾層中設(shè)置有生物陶粒，所述的活化沸石濾層中設(shè)置有活化沸石，所述的火山巖顆粒濾層中設(shè)置有火山巖顆粒，所述的生物陶粒濾層、活化沸石濾層、火山巖顆粒濾層中均置放有赤子愛勝蚓，所述的赤子愛勝蚓的接種密度為12～30g蚯蚓/L濾料，所述的生物陶粒濾層、活化沸石濾層、火山巖顆粒濾層的下部均設(shè)置有承托框架底板，任意一個(gè)所述的承托框架底板均與池體內(nèi)壁固結(jié)，所述的承托框架底板上設(shè)置有孔徑為1～2mm的不銹鋼濾網(wǎng)，所述沉淀池的上部設(shè)置有溢流出水管，沉淀池的底部設(shè)置有排泥管。
進(jìn)一步的，任意一個(gè)所述間隔層層高為30～50cm，在任意一個(gè)間隔層的外側(cè)壁上均勻開設(shè)4～8個(gè)與大氣相通的通風(fēng)口，通風(fēng)口總面積占間隔層外側(cè)壁總面積的10～30%。
具體的，任意一個(gè)所述的間隔層均為中空結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步的，所述生物陶粒為直徑4～6mm的輕質(zhì)球形黏土陶粒，填裝高度為30～50cm;所述活化沸石的粒徑為5～8mm，填裝高度為30～50cm;所述火山巖顆粒的粒徑為8～10mm，填裝高度為30～50cm。
進(jìn)一步的，所述池體的外形為圓柱形。
進(jìn)一步的，所述彈性填料直徑為120mm，長度為1.5m，均勻平鋪填裝在生物陶粒濾層的上方。
具體的，所述彈性填料的材質(zhì)為聚烯烴類優(yōu)質(zhì)塑料。
本發(fā)明還提供了采用上述的一種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池處理污水的方法，包括如下步驟：
1)將生活污水引入一個(gè)預(yù)處理池，通過預(yù)處理池進(jìn)水口設(shè)置的格柵或格網(wǎng)攔截和去除污水中的各種雜物、懸浮物和漂浮物;
2)將所述蚯蚓生物濾池的進(jìn)水負(fù)荷由5m3/(m2?d)逐步降到2m3/(m2?d)，當(dāng)各個(gè)濾層的濾料表面均勻覆蓋生長一層黃褐色的生物膜時(shí)，按照12～30g蚯蚓/L濾料的接種密度接種赤子愛勝蚓，對蚯蚓進(jìn)行7～15天的馴化;
3)將所述蚯蚓生物濾池的進(jìn)水負(fù)荷由2m3/(m2?d)逐步提升到3m3/(m2?d)，生活污水通過旋轉(zhuǎn)布水器均勻噴灑并流經(jīng)彈性填料層、生物陶粒濾層、活化沸石濾層和火山巖顆粒濾層;沉淀池的溢流出水排入水體或者灌溉農(nóng)田，沉淀下來的少量蚓糞污泥經(jīng)自然干化后用作農(nóng)肥或施入田間改良土壤。
延長生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈?zhǔn)潜景l(fā)明的蚯蚓生物濾池同步處理污水污泥、實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物處理和資源化利用的重要設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明使蚯蚓和微生物群體在有限空間內(nèi)各得其所，充分利用有限的物質(zhì)與能量，通過多層生態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)充分挖掘生產(chǎn)潛力和物質(zhì)循環(huán)的再生能力。在蚯蚓生物濾池系統(tǒng)中引入蚯蚓，利用食物鏈的富集與轉(zhuǎn)移，以及“蚯蚓—微生物—濾料”的相互作用，使生物與環(huán)境的關(guān)系更加協(xié)調(diào)和適應(yīng)，建立起更為穩(wěn)定的生態(tài)結(jié)構(gòu)和生態(tài)功能，從而在強(qiáng)化污水污泥同步處理的同時(shí)實(shí)現(xiàn)濾池的長期高效穩(wěn)定運(yùn)行。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
1.本發(fā)明選用的填料為彈性填料、生物陶粒、活化沸石和火山巖顆粒，它們均具有較大的比表面積和適宜的空隙率，不僅可以為微生物和蚯蚓提供良好的生長活動(dòng)空間，也能保證濾池內(nèi)部的良好通風(fēng)和污水污泥在濾池內(nèi)部的暢通流動(dòng)，增強(qiáng)好氧微生物和蚯蚓對污染物去除的協(xié)同作用，從而實(shí)現(xiàn)克服濾池堵塞和強(qiáng)化污水污泥同步處理的目的。
2.本發(fā)明選用的水力負(fù)荷更加適中，為3m3/(m2?d)，既能保證系統(tǒng)具有較高的污水污泥處理效能，又不會(huì)對蚯蚓的生長繁殖造成脅迫作用，可以確保“蚯蚓—微生物—濾料”的聯(lián)合作用長期有效，從而有助于該技術(shù)的工程應(yīng)用與推廣。
3.本發(fā)明采用延長和擴(kuò)展食物鏈的現(xiàn)代生態(tài)設(shè)計(jì)理念，充分利用蚯蚓和微生物的協(xié)同作用以及人工生態(tài)系統(tǒng)的多種調(diào)控作用，大幅度提高污水污泥生物處理的能量轉(zhuǎn)化率和資源利用率，系統(tǒng)出水可以達(dá)到國家農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB5084-2005)，產(chǎn)生的少量蚓糞污泥經(jīng)自然干化后可以用作農(nóng)肥或施入田間改良土壤，產(chǎn)生可低成本、就地轉(zhuǎn)化和回收利用的副產(chǎn)品，具有環(huán)境友好的綠色生態(tài)特點(diǎn)，更加適用于我國廣大村鎮(zhèn)地區(qū)的污水污泥處理。
4.本發(fā)明所提供的一種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池及資源化利用方法，工藝簡單、無需設(shè)置反沖洗設(shè)備和專門污泥處理構(gòu)筑物、造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用低廉、操作管理簡便、無二次污染、可以高效低耗地實(shí)現(xiàn)污水污泥的同步處理與資源化利用，在資金有限的村鎮(zhèn)地區(qū)具有較大的市場前景和推廣應(yīng)用價(jià)值。
