申請日2015.06.17
公開(公告)日2015.10.07
IPC分類號(hào)C02F9/14
摘要
本發(fā)明涉及污水處理工藝，特別涉及一種一體化污水生態(tài)處理塔。包括污水依次進(jìn)入的調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池為塔體狀，水解酸化池、缺氧池、好氧池、沉淀池位于調(diào)節(jié)池頂部，調(diào)節(jié)池的塔體上設(shè)置多干層潛流濕地水處理系統(tǒng)，該潛流濕地水處理系統(tǒng)包括布水區(qū)、若干潛流濕地水處理單元、集水渠，該潛流濕地水處理單元包括微生物固定化填料、一級(jí)潛流濕地、溢流墻、二級(jí)潛流濕地。本發(fā)明一體化污水生態(tài)處理塔，將污水預(yù)處理系統(tǒng)與潛流濕地處理系統(tǒng)有效的結(jié)合在一起，利用多層潛流濕地水處理系統(tǒng)、溢流墻、上布水管與空氣自然接觸，充氧、曝氣，從而大大提升污水處理效果。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.一種一體化污水生態(tài)處理塔，包括污水依次進(jìn)入的調(diào)節(jié)池(1)、水解酸化池(2)、缺氧池(3)、好氧池(4)、沉淀池(5)，其特征在于：調(diào)節(jié)池(1)為塔體狀，水解酸化池(2)、缺氧池(3)、好氧池(4)、沉淀池(5)位于調(diào)節(jié)池(1)頂部，調(diào)節(jié)池(1)的塔體上設(shè)置多干層潛流濕地水處理系統(tǒng)，該潛流濕地水處理系統(tǒng)包括布水區(qū)、若干潛流濕地水處理單元、集水渠(6)，該潛流濕地水處理單元包括微生物固定化填料(7)、一級(jí)潛流濕地(8)、溢流墻(9)、二級(jí)潛流濕地(10)，布水區(qū)內(nèi)設(shè)置上、下布水管(11,12)、微生物固定化填料(7)，上、下布水管(11,12)均與該潛流濕地水處理系統(tǒng)的進(jìn)水管相連，下布水管(12)出口處位于微生物固定化填料(7)內(nèi)，上布水管(11)出口處位于微生物固定化填料(7)的上方，溢流墻(9)的左右兩側(cè)分別設(shè)有微生物固定化填料(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化污水生態(tài)處理塔，其特征在于：每個(gè)若干潛流濕地水處理單元并聯(lián)運(yùn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一體化污水生態(tài)處理塔，其特征在于：該潛流濕地水處理系統(tǒng)還包括用于排污的導(dǎo)排管。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一體化污水生態(tài)處理塔，其特征在于：與布水管(11,12)相連的進(jìn)水管連接配水渠(13)，集水渠(6)內(nèi)設(shè)置集水管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或5所述的一體化污水生態(tài)處理塔，其特征在于：微生物固定化填料(7)的寬度為2-4m，潛流濕地水處理系統(tǒng)高度為1m，潛流濕地水處理系統(tǒng)與潛流濕地水處理系統(tǒng)之間的距離為1.0-1.5m。
6.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一體化污水生態(tài)處理塔，其特征在于：調(diào)節(jié)池(1)上裝用于去除污水中較大的懸浮物的格柵，污水經(jīng)調(diào)節(jié)池(1)由泵(14)打至水解酸化池(2)。
7.一種一體化污水生態(tài)處理塔系統(tǒng)，其特征在于：包括若干權(quán)利要求1所述的一體化污水生態(tài)處理塔。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的一體化污水生態(tài)處理塔的污水處理方法，其特征在于：包括以下步驟：污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池(1)，經(jīng)格柵去除污水中較大的懸浮物，然后由泵(14)打至水解酸化池(2)，然后依次經(jīng)缺氧池(3)、好氧池(4)、沉淀池(5)處理后，進(jìn)入調(diào)節(jié)池(1)的塔體上的多干層潛流濕地水處理系統(tǒng)進(jìn)行深度處理。
說明書
一種一體化污水生態(tài)處理塔
(一) 技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及污水處理工藝，特別涉及一種一體化污水生態(tài)處理塔。
(二) 背景技術(shù)
現(xiàn)代污水處理技術(shù)，按處理程度劃分，可分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)處理。
一級(jí)處理，主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)，物理處理法大部分只能完成一級(jí)處理的要求。經(jīng)過一級(jí)處理的污水，BOD一般可去除30%左右，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。一級(jí)處理屬于二級(jí)處理的預(yù)處理。
二級(jí)處理，主要去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)(BOD，COD物質(zhì))，去除率可達(dá)90%以上，使有機(jī)污染物達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
三級(jí)處理，進(jìn)一步處理難降解的有機(jī)物、氮和磷等能夠?qū)е滤w富營養(yǎng)化的可溶性無機(jī)物等。主要方法有生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲分析法等。
整個(gè)過程為通過粗格柵的原污水經(jīng)過污水提升泵提升后，經(jīng)過格柵或者砂濾器，之后進(jìn)入沉砂池，經(jīng)過砂水分離的污水進(jìn)入初次沉淀池，以上為一級(jí)處理(即物理處理)，初沉池的出水進(jìn)入生物處理設(shè)備，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反應(yīng)器有曝氣池，氧化溝等，生物膜法包括生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化法和生物流化床)，生物處理設(shè)備的出水進(jìn)入二次沉淀池，二沉池的出水經(jīng)過消毒排放或者進(jìn)入三級(jí)處理，一級(jí)處理結(jié)束到此為二級(jí)處理，三級(jí)處理包括生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物處理設(shè)備，一部分進(jìn)入污泥濃縮池，之后進(jìn)入污泥消化池，經(jīng)過脫水和干燥設(shè)備后，污泥被最后利用。
但現(xiàn)有污水處理工藝嚴(yán)重依靠現(xiàn)代自動(dòng)化控制技術(shù)。自動(dòng)化程度要求較高，操作、管理、維護(hù)，對操作管理人員素質(zhì)要求較高。如采用人工操作，會(huì)出現(xiàn)因進(jìn)出水工序操作繁鎖，曝氣板容易堵塞。多數(shù)污水處理工藝方法對廢水處理都不十分有效，有的處理不徹底，有的會(huì)導(dǎo)致污染轉(zhuǎn)移或產(chǎn)生二次污染，其運(yùn)行成本極其高昂，一般企業(yè)很難接受。
潛流濕地是較多采用的人工濕地類型。潛流濕地是以親水植物為表面綠化物，以砂石土壤為填料，讓水自然滲透過濾的人造景觀。它以無表面水、占地面積小，使用率高維護(hù)方便為特點(diǎn)深受人們的喜愛。是由人工建造和控制運(yùn)行的與沼澤地類似的地面，將污水、污泥有控制的投配到經(jīng)人工建造的濕地上，污水與污泥在沿一定方向流動(dòng)的過程中，主要利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用，對污水、污泥進(jìn)行處理的一種技術(shù)。其作用機(jī)理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉(zhuǎn)化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養(yǎng)分吸收及各類動(dòng)物的作用。
潛流濕地具有緩沖容量大、處理效果好、工藝簡單、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，非常適合中、小城鎮(zhèn)的污水處理�？梢苑譃橐韵聨追N類型：
(1)自由水面人工濕地處理系統(tǒng);
(2)人工潛流濕地處理系統(tǒng);
(3)垂直水流型人工濕地處理系統(tǒng)。
優(yōu)缺點(diǎn)
潛流濕地污水處理系統(tǒng)是一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng)，具有如下優(yōu)點(diǎn):
�、俳ㄔ旌瓦\(yùn)行費(fèi)用便宜
②易于維護(hù),技術(shù)含量低
�、劭蛇M(jìn)行有效可靠的廢水處理
�、芸删彌_對水力和污染負(fù)荷的沖擊
�、菘商峁┖烷g接提供效益,如水產(chǎn)、畜產(chǎn)、造紙?jiān)�、建材、綠化、野生動(dòng)物棲息、娛樂和教育。
但也有不足
①占地面積大。
�、诙颈鶅銎诓妓芤變�，嚴(yán)重影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。
�、鄢Ｒ�(guī)污水處理系統(tǒng)不能達(dá)到地表水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，需要另行選址進(jìn)行建設(shè)人工濕地進(jìn)行深度處理。常規(guī)潛流人工濕地直接接納生活或工業(yè)水源，容易堵塞，處理效果不佳，不能滿足工藝要求。
潛流濕地作為一種處理污水的新技術(shù)有待于進(jìn)一步改良，上述問題急需要改進(jìn)，使其充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力,防止環(huán)境的再污染,獲得污水處理與資源化的最佳效益。
將污水處理工藝與潛流濕地處理工藝有效的結(jié)合在一起，揚(yáng)長避短，發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，有利于污水處理技術(shù)的發(fā)展，也是我們迫切需要研究的課題。
(三) 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種一體化污水生態(tài)處理塔，該一體化污水生態(tài)處理塔占地面積小、運(yùn)行成本低、污水處理效果好、冬季冰凍期仍能正常使用。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種一體化污水生態(tài)處理塔，包括污水依次進(jìn)入的調(diào)節(jié)池、水解酸化池、缺氧池、好氧池、沉淀池，其特殊之處在于：調(diào)節(jié)池為塔體狀，水解酸化池、缺氧池、好氧池、沉淀池位于調(diào)節(jié)池頂部，調(diào)節(jié)池的塔體上設(shè)置多干層潛流濕地水處理系統(tǒng)，該潛流濕地水處理系統(tǒng)包括布水區(qū)、若干潛流濕地水處理單元、集水渠，該潛流濕地水處理單元包括微生物固定化填料、一級(jí)潛流濕地、溢流墻、二級(jí)潛流濕地，布水區(qū)內(nèi)設(shè)置上、下布水管、微生物固定化填料，上、下布水管均與該潛流濕地水處理系統(tǒng)的進(jìn)水管相連，下布水管出口處位于微生物固定化填料內(nèi)，上布水管出口處位于微生物固定化填料的上方，溢流墻的左右兩側(cè)分別設(shè)有微生物固定化填料。
每個(gè)若干潛流濕地水處理單元并聯(lián)運(yùn)行，單個(gè)處理單元倒膜、檢修等不影響其他單元運(yùn)行。
與布水管相連的進(jìn)水管連接配水渠，集水渠內(nèi)設(shè)置集水管。
微生物固定化填料的寬度為2-4m，潛流濕地水處理系統(tǒng)高度為1m，潛流濕地水處理系統(tǒng)與潛流濕地水處理系統(tǒng)之間的距離為1.0-1.5m。其中微生物固定化填料一般為火山巖、陶粒等，微生物為可選擇性的土著菌，處理不同的污水，所選擇的土著菌不同，比如潛流濕地用于處理城市污水處理廠尾水，該微生物為該廠污泥內(nèi)篩選、提取;潛流濕地用于河道內(nèi)河水，該微生物在就近河道環(huán)境內(nèi)篩選、提取。所述微生物在污水處理中會(huì)進(jìn)行自然選擇繁殖，不同的菌分布到適合自己生存的區(qū)域，大大提升了污水處理效果。
土著菌的篩選、提取步驟：
(1)土著菌的采集 ：從待處理的污水或污泥中取樣，置于無菌器皿中 ;
(2)土著菌的培養(yǎng) ：待處理的污水或污泥與微生物培養(yǎng)基的重量比為 9:3 ～ 9:1，在24-26℃，pH 為 6.5 ～ 7.5 下培養(yǎng) 5 ～ 10 天，
土著菌的培養(yǎng)步驟：采用葡萄糖、硫酸鎂、磷酸二氫鉀、碳酸鈣和蒸餾水組成的培養(yǎng)基，先將培養(yǎng)基的 pH 調(diào)至 6.5 ～ 7.5，再在 121℃高溫滅菌 20 分鐘，待冷卻后，加入占總重量 4% 待分離的污水或污泥，在溫度24-26℃，放置于通風(fēng)黑暗處培養(yǎng) 3 ～ 4 天，然后再轉(zhuǎn)接培養(yǎng) 3 次，獲得菌液。按照重量百分比，培養(yǎng)基的具體組成為 ：葡萄糖0.7%、硫酸鎂 0.01%、磷酸二氫鉀 0.01%、碳酸鈣0.3%、余量為蒸餾水。
土著菌的培養(yǎng)步驟還可以為 ：采用由牛肉膏、蛋白胨、氯化鈉和蒸餾水組成的培養(yǎng)基，先將培養(yǎng)基的 pH 調(diào)至 6.5 ～ 7.5，再在 121℃高溫滅菌 20 分鐘，待冷卻后，加入占總重量 7% 待分離的污水或污泥，在溫度24-26℃，放置于通風(fēng)黑暗處培養(yǎng) 3 ～ 4 天，然后再轉(zhuǎn)接培養(yǎng) 3 次，獲得菌液。按照重量百分比，培養(yǎng)基的具體組成為 ：牛肉膏 0.3%、蛋白胨 0.45%、氯化鈉 0.45%、余量為蒸餾水。此方法在污水或污泥中富集需氧菌時(shí)適用。
土著菌的培養(yǎng)步驟還可以為 ：采用由磷粉、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、蛋白胨、氯化鈉、有機(jī)磷和蒸餾水組成的培養(yǎng)基，先將培養(yǎng)基的 pH 調(diào)至 6.5 ～ 7.5，再在121℃高溫滅菌20分鐘，待冷卻后，加入占總重量4%待分離的污水或底泥，在溫度24-26℃，放置于通風(fēng)黑暗處培養(yǎng) 3 ～ 4 天，然后再轉(zhuǎn)接培養(yǎng) 2 次，獲得菌液。按照重量百分比，培養(yǎng)基的具體組成為 ：磷粉 0.03%、磷酸二氫鉀0.01 %、磷酸氫二鉀 0.01 %、蛋白胨 0.4%、氯化鈉 0.4%、有機(jī)磷0.1%、余量為蒸餾水。
土著菌的培養(yǎng)步驟還可以為 ：所述的微生物培養(yǎng)基包括氮源、碳源、無機(jī)離子、有機(jī)物、生長促進(jìn)因子和蒸餾水。微生物培養(yǎng)基中，氮源含量為8wt%，碳源為 10-11wt%，無機(jī)離子0.07wt%，有機(jī)物5wt%，生長促進(jìn)因子為 0.01 ～ 0.5wt%、余量為蒸餾水。
土著菌的培養(yǎng)步驟還可以為 ：所述的培養(yǎng)基由磷酸氫鈣、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、蛋白胨、酵母膏、碳酸鈣、硫化鈉、硫酸銨和蒸餾水組成。按照重量比，培養(yǎng)基的組成為 ：磷酸氫鈣0.01 ～ 0.02%、磷酸二氫鉀 0.03%、磷酸氫二鉀0.02%、蛋白胨 0.1 %、酵母膏 0.3%、碳酸鈣 0.01 %、硫化鈉0.008%、硫酸銨 0.007%、余量為蒸餾水，充分混合溶解，121℃高溫滅菌 20 分鐘，制得培養(yǎng)基 ;
(3)土著菌的富集培養(yǎng) ：按 10% 的接種量在培養(yǎng)基中加入 步驟(2)所得的土著菌，在 pH 值為 6.5 ～ 7.5，溫度為24-26℃的條件下培養(yǎng) 5 ～ 10 天，獲得土著菌 。
調(diào)節(jié)池上裝用于去除污水中較大的懸浮物的格柵，污水經(jīng)調(diào)節(jié)池由泵打至水解酸化池。
一種一體化污水生態(tài)處理塔系統(tǒng)，包括若干所述的一體化污水生態(tài)處理塔。這些一體化污水生態(tài)處理塔，可以并聯(lián)或串聯(lián)。
一種所述的一體化污水生態(tài)處理塔的污水處理方法，包括以下步驟：污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，經(jīng)格柵去除污水中較大的懸浮物，然后由泵打至水解酸化池，然后依次經(jīng)缺氧池、好氧池、沉淀池處理后，進(jìn)入調(diào)節(jié)池的塔體上的多干層潛流濕地水處理系統(tǒng)進(jìn)行深度處理。
污水在進(jìn)入潛流池底處理系統(tǒng)進(jìn)行處理之前，需要先經(jīng)預(yù)處理，預(yù)處理系統(tǒng)中包括格柵、泵、調(diào)節(jié)池、水解酸化池、缺氧池、好氧池、沉淀池，格柵安在調(diào)節(jié)池上，用于去除污水中較大的懸浮物，污水經(jīng)調(diào)節(jié)池由泵打至水解酸化池，然后依次經(jīng)缺氧池、好氧池、沉淀池處理。溢流墻左側(cè)微生物固定化填料區(qū)溶氧較少，污水經(jīng)溢流墻進(jìn)行曝氣，進(jìn)行溢流強(qiáng)化，對微生物污水處理效果及潛流濕地植物的生長均有極大的影響。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明一體化污水生態(tài)處理塔，將污水預(yù)處理系統(tǒng)與潛流濕地處理系統(tǒng)有效的結(jié)合在一起，通過預(yù)處理系統(tǒng)對污水進(jìn)行預(yù)處理，利用多層潛流濕地水處理系統(tǒng)、溢流墻、上布水管與空氣自然接觸，充氧、曝氣，利于各層濕地植物進(jìn)行光合作用和通風(fēng)供氧，微生物的存活、繁殖及生存區(qū)域的自然選擇，從而大大提升污水處理效果。整個(gè)污水處理過程中，不需要加藥，不需要摻泥，總花費(fèi)，一次性提升4分錢，一次曝氣8分錢，共計(jì)0.12元。由于下布水管位于微生物固定化填料內(nèi)，所以在冰凍期可以關(guān)閉上布水管，打開下布水管，不會(huì)出現(xiàn)管道凍壞的現(xiàn)象，從而保證了整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。多層潛流濕地水處理系統(tǒng)的空間布置，大大縮短了占地面積，建設(shè)成本低、易于管理、景觀效果好;潛流濕地水處理系統(tǒng)立面布置，保證各層潛流濕地水處理系統(tǒng)之間增加空隙，保證層間采光和通風(fēng)，防止運(yùn)行過程的采光不足和通風(fēng)不暢，值得推廣。
