申請(qǐng)日2015.06.16
公開(公告)日2015.12.02
IPC分類號(hào)C02F3/32; C02F9/14
摘要
本發(fā)明公開了一種高溶氧曝氣結(jié)合人工濕地的污水處理系統(tǒng)及處理工藝，包括供電系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)和人工濕地系統(tǒng);曝氣系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)、監(jiān)測(cè)設(shè)備、曝氣設(shè)備及曝氣池;曝氣設(shè)備包括若干曝氣填料;該曝氣填料包括中心座及與中心座內(nèi)部連通的若干膜結(jié)構(gòu);該若干膜結(jié)構(gòu)圍繞中心座外圍周向間隔布置以呈花瓣式結(jié)構(gòu);該若干曝氣填料相互串接以使中心座內(nèi)部相互連通且形成過(guò)氣通道;風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣體由輸氣管路依次經(jīng)過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備、中心座進(jìn)入膜結(jié)構(gòu)并通過(guò)膜結(jié)構(gòu)向曝氣池中曝氣;人工濕地系統(tǒng)包括池體，該池體上設(shè)有進(jìn)水管及出水管;曝氣系統(tǒng)處理后的水經(jīng)進(jìn)水管進(jìn)入人工濕地系統(tǒng)。本發(fā)明具有耐污染負(fù)荷程度高，成本低，節(jié)省能源的優(yōu)點(diǎn)。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.一種高溶氧曝氣結(jié)合人工濕地的污水處理系統(tǒng)，其特征在于：包括供電 系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)和人工濕地系統(tǒng);
該曝氣系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)、監(jiān)測(cè)設(shè)備、曝氣設(shè)備及曝氣池;該風(fēng)機(jī)、監(jiān)測(cè)設(shè)備 及曝氣設(shè)備通過(guò)輸氣管路連通，監(jiān)測(cè)設(shè)備設(shè)在風(fēng)機(jī)與曝氣設(shè)備之間;曝氣設(shè)備 包括若干曝氣填料，該曝氣填料包括中心座及與中心座內(nèi)部連通的若干膜結(jié)構(gòu)， 該若干膜結(jié)構(gòu)圍繞中心座外圍周向間隔布置以呈花瓣式結(jié)構(gòu);該若干曝氣填料 相互串接以使中心座內(nèi)部相互連通且形成過(guò)氣通道;風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣體由輸氣管 路依次經(jīng)過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備、中心座進(jìn)入膜結(jié)構(gòu)并通過(guò)膜結(jié)構(gòu)向曝氣池中曝氣;所述 曝氣系統(tǒng)還包括調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池內(nèi)的水通過(guò)輸水管路進(jìn)入曝氣池;
人工濕地系統(tǒng)包括池體，該池體上設(shè)有進(jìn)水管及出水管;該池體通過(guò)進(jìn)水 管與所述曝氣池連通，曝氣系統(tǒng)處理后的水經(jīng)進(jìn)水管進(jìn)入人工濕地系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溶氧曝氣結(jié)合人工濕地的污水處理系統(tǒng)， 其特征在于：所述曝氣填料包括氣母管及若干中空膜絲，該氣母管即構(gòu)成上述 之中心座，該中空膜絲即為上述之膜結(jié)構(gòu)，該若干中空膜絲圍繞氣母管外圍周 向間隔布置構(gòu)成上述之花瓣式結(jié)構(gòu);每一中空膜絲彎曲呈U型且其兩端均與氣 母管連通以使中空膜絲內(nèi)部與氣母管內(nèi)部連通;每一曝氣填料之氣母管上端口 直接或通過(guò)連接管與上一個(gè)曝氣填料之氣母管下端口連通，最上方的曝氣填料 之氣母管上端口與輸氣管路連通，最下方的曝氣填料之氣母管下端口裝接有一 堵頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溶氧曝氣結(jié)合人工濕地的污水處理系統(tǒng)， 其特征在于：所述曝氣填料包括母接管及若干膜單元，該母接管即構(gòu)成上述之 中心座;該膜單元即為上述之膜結(jié)構(gòu)，該若干膜單元圍繞母接管周向間隔設(shè)置 構(gòu)成上述之花瓣式結(jié)構(gòu);該膜單元包括氣母管及若干中空膜絲;氣母管與母接 管內(nèi)部連通;每一中空膜絲彎曲呈U型且其兩端均與氣母管連通以使中空膜絲 內(nèi)部與氣母管內(nèi)部連通;中空膜絲中部的彎曲段通過(guò)一固定結(jié)構(gòu)固定在膜單元 之自由端;每一曝氣填料之母接管上端口直接或通過(guò)連接管與上一個(gè)曝氣填料 之母接管下端口連通，最上方的曝氣填料之母接管上端口直接或通過(guò)連接管與 輸氣管路連通，最下方的曝氣填料之母接管下端口裝接有一堵頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種高溶氧曝氣結(jié)合人工濕地的污水處理系 統(tǒng)，其特征在于：所述中空膜絲為纖維膜制成，該纖維膜由從內(nèi)到外的疏水層、 支撐層、親水層依次層合在一起形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種高溶氧曝氣結(jié)合人工濕地的污水處理系 統(tǒng)，其特征在于：所述中空膜絲的膜孔徑小于3μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種高溶氧曝氣結(jié)合人工濕地的污水處理系 統(tǒng)，其特征在于：所述池體內(nèi)由下往上依次設(shè)有至少二層填料層、生態(tài)植物層， 所述填料層內(nèi)的填料由多孔空心球包裹，各填料層內(nèi)的填料的粒徑由下往上依 次減小，且每一層填料層內(nèi)布有曝氣管道，所述曝氣管道兩側(cè)沿池體外向上延 伸，且曝氣管道上設(shè)有通氣孔;所述池體底部設(shè)有集水管;所述池體頂部設(shè)有 屋頂。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高溶氧曝氣結(jié)合人工濕地的污水處理系統(tǒng)， 其特征在于：所述曝氣設(shè)備包括若干相互并聯(lián)的曝氣填料組，每一曝氣填料組 包括至少兩個(gè)相互串接的曝氣填料;所述監(jiān)測(cè)設(shè)備為至少兩個(gè)，各一曝氣填料 組對(duì)應(yīng)各一監(jiān)測(cè)設(shè)備。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高溶氧曝氣結(jié)合人工濕地的污水處理系統(tǒng)， 其特征在于：所述曝氣設(shè)備還包括普通填料，普通填料設(shè)于曝氣填料之上方。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溶氧曝氣結(jié)合人工濕地的污水處理系統(tǒng)， 其特征在于：所述監(jiān)測(cè)設(shè)備為轉(zhuǎn)子式或氣體流量計(jì)式;所述供電系統(tǒng)為太陽(yáng)能 供電系統(tǒng)，該太陽(yáng)能供電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)與蓄電池;所述風(fēng)機(jī)電接蓄電 池。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種高溶氧曝氣結(jié)合人工濕地的污水處理系統(tǒng) 的處理工藝，其特征在于：曝氣量為氣水比10～15;曝氣方式為間歇曝氣，每 次曝氣30～40min，每天總共曝氣6～12h;曝氣填料與普通填料個(gè)數(shù)比例為2:1， 曝氣填料與普通填料呈矩陣分布，相鄰曝氣填料、相鄰普通填料、相鄰的曝氣 填料與普通填料間的間距均為200mm;中空膜絲之比表面積大于600cm2/cm3;曝 氣系統(tǒng)容積負(fù)荷為0.6～1.0m3/(m2·d);曝氣系統(tǒng)處理水量0～500m3/d;人工 濕地系統(tǒng)占地面積小于1500m2;曝氣池占地面積為人工濕地系統(tǒng)占地面積的 1/3～2/5;人工濕地系統(tǒng)之每一填料層內(nèi)的填料為細(xì)石、粗石或鵝卵石中的一 種或幾種，各填料層內(nèi)的填料的粒徑由下往上依次減小;生態(tài)植物層內(nèi)種植的 植物為蘆葦、菖蒲、香蒲、鳶尾、美人蕉、富貴竹其中的一種或幾種。
說(shuō)明書
一種高溶氧曝氣結(jié)合人工濕地的污水處理系統(tǒng)及處理工藝
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種高溶氧曝氣結(jié)合人工濕地的污水處理系統(tǒng)及處理工藝。
背景技術(shù)
人工濕地具有投資低、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)和運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，同時(shí)能綠化土地，改善生態(tài)環(huán)境，是適合散居地區(qū)以及中、小城鎮(zhèn)的污水處理技術(shù)。CN204079607U公開的一種人工濕地，從水力條件、曝氣方式、填料選擇等方面進(jìn)行研究?jī)?yōu)化人工濕地池體內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)置，均勻布水，選用高性能填料并采用多孔空心球包裹填料，利用自然能分層曝氣控制溶解氧的梯度分布，強(qiáng)化了人工濕地的污水處理效果，但其耐污染的負(fù)荷程度有限，對(duì)于一些污染程度嚴(yán)重的廢水難以取得良好的處理效果。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供了一種高溶氧曝氣結(jié)合人工濕地的污水處理系統(tǒng)及處理工藝，具有耐污染負(fù)荷程度高，成本低，節(jié)省能源的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案之一是：
一種高溶氧曝氣結(jié)合人工濕地的污水處理系統(tǒng)，包括供電系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)和人工濕地系統(tǒng);
該曝氣系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)、監(jiān)測(cè)設(shè)備、曝氣設(shè)備及曝氣池;該風(fēng)機(jī)、監(jiān)測(cè)設(shè)備及曝氣設(shè)備通過(guò)輸氣管路連通，監(jiān)測(cè)設(shè)備設(shè)在風(fēng)機(jī)與曝氣設(shè)備之間;曝氣設(shè)備包括若干曝氣填料，該曝氣填料包括中心座及與中心座內(nèi)部連通的若干膜結(jié)構(gòu)，該若干膜結(jié)構(gòu)圍繞中心座外圍周向間隔布置以呈花瓣式結(jié)構(gòu);該若干曝氣填料相互串接以使中心座內(nèi)部相互連通且形成過(guò)氣通道;風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣體由輸氣管路依次經(jīng)過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備、中心座進(jìn)入膜結(jié)構(gòu)并通過(guò)膜結(jié)構(gòu)向曝氣池中曝氣;所述曝氣系統(tǒng)還包括調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池內(nèi)的水通過(guò)輸水管路進(jìn)入曝氣池;
人工濕地系統(tǒng)包括池體，該池體上設(shè)有進(jìn)水管及出水管;該池體通過(guò)進(jìn)水管與所述曝氣池連通，曝氣系統(tǒng)處理后的水經(jīng)進(jìn)水管進(jìn)入人工濕地系統(tǒng)。
一實(shí)施例中：所述曝氣填料包括氣母管及若干中空膜絲，該氣母管即構(gòu)成上述之中心座，該中空膜絲即為上述之膜結(jié)構(gòu)，該若干中空膜絲圍繞氣母管外圍周向間隔布置構(gòu)成上述之花瓣式結(jié)構(gòu);每一中空膜絲彎曲呈U型且其兩端均與氣母管連通以使中空膜絲內(nèi)部與氣母管內(nèi)部連通;每一曝氣填料之氣母管上端口直接或通過(guò)連接管與上一個(gè)曝氣填料之氣母管下端口連通，最上方的曝氣填料之氣母管上端口與輸氣管路連通，最下方的曝氣填料之氣母管下端口裝接有一堵頭。
一實(shí)施例中：所述曝氣填料包括母接管及若干膜單元，該母接管即構(gòu)成上述之中心座;該膜單元即為上述之膜結(jié)構(gòu)，該若干膜單元圍繞母接管周向間隔設(shè)置構(gòu)成上述之花瓣式結(jié)構(gòu);該膜單元包括氣母管及若干中空膜絲;氣母管與母接管內(nèi)部連通;每一中空膜絲彎曲呈U型且其兩端均與氣母管連通以使中空膜絲內(nèi)部與氣母管內(nèi)部連通;中空膜絲中部的彎曲段通過(guò)一固定結(jié)構(gòu)固定在膜單元之自由端;每一曝氣填料之母接管上端口直接或通過(guò)連接管與上一個(gè)曝氣填料之母接管下端口連通，最上方的曝氣填料之母接管上端口直接或通過(guò)連接管與輸氣管路連通，最下方的曝氣填料之母接管下端口裝接有一堵頭。
一實(shí)施例中：所述中空膜絲為纖維膜制成，該纖維膜由從內(nèi)到外的疏水層、支撐層、親水層依次層合在一起形成。
一實(shí)施例中：所述中空膜絲的膜孔徑小于3μm。
一實(shí)施例中：所述池體內(nèi)由下往上依次設(shè)有至少二層填料層、生態(tài)植物層，所述填料層內(nèi)的填料由多孔空心球包裹，各填料層內(nèi)的填料的粒徑由下往上依次減小，且每一層填料層內(nèi)布有曝氣管道，所述曝氣管道兩側(cè)沿池體外向上延伸，且曝氣管道上設(shè)有通氣孔;所述池體底部設(shè)有集水管;所述池體頂部設(shè)有屋頂。
一實(shí)施例中：所述曝氣設(shè)備包括若干相互并聯(lián)的曝氣填料組，每一曝氣填料組包括至少兩個(gè)相互串接的曝氣填料;所述監(jiān)測(cè)設(shè)備為至少兩個(gè)，各一曝氣填料組對(duì)應(yīng)各一監(jiān)測(cè)設(shè)備。
一實(shí)施例中：所述曝氣設(shè)備還包括普通填料，普通填料設(shè)于曝氣填料之上方。
一實(shí)施例中：所述監(jiān)測(cè)設(shè)備為轉(zhuǎn)子式或氣體流量計(jì)式;所述供電系統(tǒng)為太陽(yáng)能供電系統(tǒng)，該太陽(yáng)能供電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)與蓄電池;所述風(fēng)機(jī)電接蓄電池。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案之二是：
一種高溶氧曝氣結(jié)合人工濕地的污水處理系統(tǒng)的處理工藝，曝氣量為氣水比10～15;曝氣方式為間歇曝氣，每次曝氣30～40min，每天總共曝氣6～12h;曝氣填料與普通填料個(gè)數(shù)比例為2:1，曝氣填料與普通填料呈矩陣分布，相鄰曝氣填料、相鄰普通填料、相鄰的曝氣填料與普通填料間的間距均為200mm;中空膜絲之比表面積大于600cm2/cm3;曝氣系統(tǒng)容積負(fù)荷為0.6～1.0m3/(m2·d);曝氣系統(tǒng)處理水量0～500m3/d;人工濕地系統(tǒng)占地面積小于1500m2;曝氣池占地面積為人工濕地系統(tǒng)占地面積的1/3～2/5;人工濕地系統(tǒng)之每一填料層內(nèi)的填料為細(xì)石、粗石或鵝卵石中的一種或幾種，各填料層內(nèi)的填料的粒徑由下往上依次減小;生態(tài)植物層內(nèi)種植的植物為蘆葦、菖蒲、香蒲、鳶尾、美人蕉、富貴竹其中的一種或幾種。
本技術(shù)方案與背景技術(shù)相比，它具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1.本發(fā)明的曝氣填料采用了纖維膜制成的中空膜絲，在曝氣的同時(shí)，纖維膜還可以作為微生物生長(zhǎng)的載體，利用微生物攝取污水中的污染物作為營(yíng)養(yǎng)來(lái)凈化廢水，曝氣還可以為附著在膜上的微生物供氧，相比傳統(tǒng)不具有曝氣功能的普通填料凈化廢水的效率更高。
2.常規(guī)曝氣往往形成大量的空氣泡，空氣泡上升到水體表面，擴(kuò)散到大氣中，氧氣的利用率低，而本發(fā)明的曝氣填料的中空膜絲的膜孔徑小于3μm，孔徑小，產(chǎn)生的氣泡小，且實(shí)際操作時(shí)可以將供氧壓強(qiáng)控制在泡點(diǎn)(曝氣時(shí)纖維膜壁上產(chǎn)生氣泡的最低氣體壓強(qiáng))以下，使得供氧過(guò)程中沒(méi)有肉眼可見的氣泡形成，以實(shí)現(xiàn)無(wú)泡曝氣，無(wú)泡曝氣能夠使得大部分的氧氣轉(zhuǎn)化為水體中的溶解氧，水中溶氧能達(dá)到0.5-4mg/L，大大提高氧氣利用率，氧氣傳質(zhì)效率高，節(jié)約能源。
3.曝氣填料中若干膜結(jié)構(gòu)圍繞中心座外圍周向間隔布置以呈花瓣式結(jié)構(gòu)，填充密度高，提高了氣體的利用率，進(jìn)一步提高曝氣效率。
4.本發(fā)明在風(fēng)機(jī)與曝氣填料之間設(shè)有監(jiān)測(cè)設(shè)備，通過(guò)觀察監(jiān)測(cè)設(shè)備可以實(shí)時(shí)了解填料的運(yùn)行情況。
5.本發(fā)明的一種高溶氧曝氣結(jié)合人工濕地的污水處理系統(tǒng)及處理工藝，采用曝氣系統(tǒng)和人工濕地系統(tǒng)雙重處理，曝氣系統(tǒng)能夠?qū)ξ鬯M(jìn)行預(yù)處理，有效防止了人工濕地系統(tǒng)使用過(guò)程中常出現(xiàn)的堵塞問(wèn)題，也提高了人工濕地系統(tǒng)的處理負(fù)載水平;人工濕地系統(tǒng)能夠在曝氣系統(tǒng)的處理基礎(chǔ)上，通過(guò)分層曝氣形成溶解氧梯度分布，加強(qiáng)了硝化、反硝化作用以及磷的吸收，不僅能去除常規(guī)污染物，而且對(duì)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)具有明顯的處理效果，曝氣系統(tǒng)和人工濕地系統(tǒng)兩者相輔相成，進(jìn)一步強(qiáng)化了污水處理效果，相比單純的人工濕地法，本發(fā)明耐污染的負(fù)荷程度更高，也就是說(shuō)能夠處理單純?nèi)斯竦胤ㄋ荒芴幚淼奈廴靖鼮閲?yán)重的污水，且與其他水處理技術(shù)相比，在實(shí)現(xiàn)同樣效果的情況下，其處理成本大大降低，節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。
