公布日：2024.06.21
申請日：2024.03.13
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F103/20(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F3/30(2023.01)N;C02F3/32(2023.01)N;
C02F1/00(2023.01)N
摘要
本發(fā)明提供了一種懸浮填料浮動床與土壤滲濾系統(tǒng)聯(lián)合處理污水的方法及裝置，其方法包括：S1、將養(yǎng)殖污水經(jīng)過水解池后通過懸浮填料浮動床，出水進(jìn)行沉淀池，懸浮填料浮動床的污水回流到懸浮填料浮動床進(jìn)行二次處理；S2、沉淀池的污水回流到水解池；S3、沉淀池的出水進(jìn)入土壤地下滲濾系統(tǒng)。本發(fā)明提供的系統(tǒng)有利于進(jìn)一步強化脫氮除磷和去除懸浮物的效果，解決了進(jìn)水和系統(tǒng)內(nèi)污水的溶解氧含量過低，不利于硝化細(xì)菌生長，系統(tǒng)有效容積利用率低等問題。在使用過程中不需要更換填料和添加機械曝氣設(shè)備，具有投資成本低、無需投加化學(xué)藥劑處理，效果明顯、不易滋生蚊蟲、運行管理簡單和美化環(huán)境等優(yōu)點，對促進(jìn)養(yǎng)殖污水深度凈化具有顯著的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求書
1.一種懸浮填料浮動床裝置，其特征在于，其包括SBR反應(yīng)池、懸浮填料球、曝氣裝置、污泥回流管、溢流管，其中，SBR反應(yīng)池的內(nèi)部上端和下端設(shè)有上孔板和下孔板，所述懸浮填料球設(shè)于上孔板和下孔板之間，所述曝氣裝置設(shè)于下孔板上下面；在SBR反應(yīng)池的外部下端設(shè)有進(jìn)水管，在進(jìn)水管的對側(cè)，SBR反應(yīng)池的外部下端連接有三通管的一端，三通管的另一端連接有排泥管，三通管的中間管道連接連接；在SBR反應(yīng)池的外部上端連通溢流管，溢流管的位置設(shè)于上孔板上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸浮填料浮動床裝置，其特征在于，在SBR反應(yīng)池內(nèi)，上孔板和下孔板之間用隔板平均隔成4格，SBR反應(yīng)池內(nèi)壁上設(shè)有固定隔板的卡槽，靠近池體前端的第一個池體為厭氧池，中間兩個為兼氧池，第四個池體為好氧池，在厭氧池的懸浮填料為C-Ⅰ型，兼氧池和好氧池的懸浮填料為C-Ⅱ型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸浮填料浮動床裝置，其特征在于，在SBR反應(yīng)池內(nèi)，底部還設(shè)有環(huán)形布水管，環(huán)形布水管連通進(jìn)水管。
4.一種土壤地下滲濾系統(tǒng)，其特征在于，其由上到下依次包括植物層、表層土壤層、土壤-河砂混合層、礫石支撐層和砂石過濾層，表層土壤層與土壤-河砂混合層之間設(shè)有進(jìn)水管，土壤-河砂混合層和礫石支撐層之間設(shè)有中間分流管，砂石過濾層內(nèi)設(shè)有集水管，砂石過濾層的外圍設(shè)有排水管；進(jìn)水管、中間分流管、集水管均設(shè)有多個滲濾孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的土壤地下滲濾系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)水管、中間分流管、集水管設(shè)有多根，分別是均勻布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的土壤地下滲濾系統(tǒng)，其特征在于，表層土壤層的厚度為30～40cm，土壤-河砂混合層的厚度為90～120cm；礫石支撐層的厚度為40～60cm，礫石支撐層內(nèi)填充直徑為20mm～30mm的礫石材料；砂石過濾層的厚度為50～60cm；進(jìn)水管、中間分流管和集水管的直徑為100～120mm，排水管的直徑為140～160mm。
7.一種懸浮填料浮動床聯(lián)合土壤地下滲濾系統(tǒng)聯(lián)合處理養(yǎng)殖污水的方法，其特征在于，其包括如下步驟：S1、將養(yǎng)殖污水經(jīng)過水解池后通過權(quán)利要求1-3中任一項所述的懸浮填料浮動床，出水進(jìn)行沉淀池，懸浮填料浮動床的污水回流到懸浮填料浮動床進(jìn)行二次處理；S2、沉淀池的污水回流到水解池；S3、沉淀池的出水進(jìn)入權(quán)利要求4-6中任一項所述的土壤地下滲濾系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述懸浮填料浮動床中懸浮填料的投加率為占上孔板和下孔板兩隔板之間總體積的10～50％，其中，厭氧池的懸浮填料為C-I型，兼氧池和好氧池的懸浮填料為C-Ⅱ型。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，中間分流管與進(jìn)水管的進(jìn)水量比值為1～2:1。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，滲濾系統(tǒng)的水力負(fù)荷為0.5m3/m2/d。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種懸浮填料浮動床與中間進(jìn)水分流方式的土壤滲濾系統(tǒng)聯(lián)合處理污水的方法及裝置，具有高效、穩(wěn)定、抗沖擊和管理操作簡便的優(yōu)點，有利于進(jìn)一步強化脫氮除磷效果和去除懸浮物，降低成本投入，解決了進(jìn)水和系統(tǒng)內(nèi)污水溶解氧含量過低不利于硝化細(xì)菌生長，系統(tǒng)水力布水條件差及有效容積利用率低等問題。本發(fā)明的裝置在使用過程中無需更換填料和添加機械曝氣設(shè)備，具有成本低、無化學(xué)藥劑投加和效果好等優(yōu)勢。因此，懸浮填料浮動床-中間進(jìn)水分流方式的土壤滲濾系統(tǒng)工藝實際運行過程中可靈活地優(yōu)化并根據(jù)水質(zhì)和水量變化調(diào)整運行方式，最大限度地降低運行成本。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案為：
一種懸浮填料浮動床裝置，其包括SBR反應(yīng)池、懸浮填料球、曝氣裝置、污泥回流管、溢流管，其中，SBR反應(yīng)池的內(nèi)部上端和下端設(shè)有上孔板和下孔板，所述懸浮填料球設(shè)于上孔板和下孔板之間，所述曝氣裝置設(shè)于下孔板的下面；在SBR反應(yīng)池的外部下端設(shè)有進(jìn)水管，在進(jìn)水管的對側(cè)，SBR反應(yīng)池的外部下端連接有三通管的一端，三通管的另一端連接有排泥管，三通管的中間管道連接連接；在SBR反應(yīng)池的外部上端連通溢流管，溢流管的位置設(shè)于上孔板上方。
如上所述的懸浮填料浮動床裝置，優(yōu)選地，在SBR反應(yīng)池內(nèi)，上孔板和下孔板之間用隔板平均隔成4格，SBR反應(yīng)池內(nèi)壁上設(shè)有固定隔板的卡槽靠近池體前端的第一個池體為厭氧池，中間兩個為兼氧池，第四個池體為好氧池，在厭氧池的懸浮填料為C-Ⅰ型，兼氧池和好氧池的懸浮填料為C-Ⅱ型。工作時，不同池內(nèi)水體溶解氧濃度分別為：厭氧池水體溶解氧濃度低于0.5mg/L，兼氧池水體溶解氧濃度在0.5-0.8mg/L，好氧池水體溶解氧濃度在2～4mg/L。
如上所述的懸浮填料浮動床裝置，優(yōu)選地，在SBR反應(yīng)池內(nèi)，底部還設(shè)有環(huán)形布水管，環(huán)形布水管連通進(jìn)水管。
一種土壤地下滲濾系統(tǒng)，其由上到下依次包括植物層、表層土壤層、土壤-河砂混合層、礫石支撐層和砂石過濾層，表層土壤層與土壤-河砂混合層之間設(shè)有進(jìn)水管，土壤-河砂混合層和礫石支撐層之間設(shè)有中間分流管，砂石過濾層內(nèi)設(shè)有集水管，砂石過濾層的外圍設(shè)有排水管；進(jìn)水管、中間分流管、集水管均設(shè)有多個滲濾孔。
如上所述的土壤地下滲濾系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述進(jìn)水管、中間分流管、集水管設(shè)有多根，分別是均勻布置。
如上所述的土壤地下滲濾系統(tǒng)，優(yōu)選地，表層土壤層的厚度為30～40cm，土壤-河砂混合層的厚度為90～120cm；礫石支撐層的厚度為40～60cm，礫石支撐層內(nèi)填充直徑為20mm～30mm的礫石材料；砂石過濾層的厚度為50～60cm；進(jìn)水管、中間分流管和集水管的直徑為100～120mm，排水管的直徑為140～160mm。
一種懸浮填料浮動床聯(lián)合土壤地下滲濾系統(tǒng)聯(lián)合處理養(yǎng)殖污水的方法，其包括如下步驟：
S1、將養(yǎng)殖污水經(jīng)過水解池后通過如上所述的懸浮填料浮動床裝置，出水進(jìn)行沉淀池，懸浮填料浮動床的污水回流到懸浮填料浮動床進(jìn)行二次處理；
S2、沉淀池的污水回流到水解池；
S3、沉淀池的出水進(jìn)入土壤地下滲濾系統(tǒng)。
如上所述的方法，優(yōu)選地，所述懸浮填料浮動床中懸浮填料投加率占上孔板和下孔板兩隔板之間總體積的10～50％，最優(yōu)選為30％，其中，厭氧池的懸浮填料為C-I型，兼氧池和好氧池的懸浮填料為C-Ⅱ型。
如上所述的方法，優(yōu)選地，土壤地下滲濾系統(tǒng)由上到下依次包括植物層、表層土壤層、土壤-河砂混合層、礫石支撐層和砂石過濾層，表層土壤層與土壤-河砂混合層之間設(shè)有進(jìn)水管，土壤-河砂混合層和礫石支撐層之間設(shè)有中間分流管，砂石過濾層內(nèi)設(shè)有集水管，砂石過濾層的外圍設(shè)有排水管；進(jìn)水管、中間分流管、集水管均設(shè)有多個滲濾孔。
如上所述的方法，優(yōu)選地，中間分流管與進(jìn)水管的進(jìn)水量的比值優(yōu)選為1～2:1，最優(yōu)選地中間分流管與進(jìn)水管的進(jìn)水量的比值為1:1，進(jìn)水量等于出水量時可以加速污水在床體內(nèi)的周轉(zhuǎn)效率，提高床體循環(huán)利用強度。
如上所述的方法，優(yōu)選地，土壤地下滲濾系統(tǒng)的水力負(fù)荷為0.5m3/m2/d。
本發(fā)明的有益效果在于：
(1)本發(fā)明提供的懸浮填料浮動床，具有比表面積大、易掛膜、可有效切割氣泡，能使生物反應(yīng)器對氧氣的利用率大幅提高。當(dāng)填料投加率為50％時，在保持與普通曝氣池相同的氣水比條件下，可使充氧能力和充氧速度提高至無填料2倍以上。當(dāng)懸浮填料浮動床運行時，運動的水體會帶動浮動床內(nèi)懸浮的填料一同翻滾波動，增加了填料上生物膜與污水充分接觸，同時填料浮動床內(nèi)微生物數(shù)量更多，生物活性和效率更高，抗沖擊負(fù)荷能力更強。
(2)懸浮填料浮動床處理養(yǎng)殖污水在啟動運行時不需要接種污泥，可直接掛膜培養(yǎng)，操作方便，易于管理。懸浮填料浮動床在投加率為30％時，與普通曝氣池相同的水力停留時間和氣水比條件下，對COD、SS、BOD5、TN和TP具有較高的去除率。同時，由于填料不需要支撐裝置、不結(jié)團(tuán)，只需在污水處理前端設(shè)置曝氣池、出水口設(shè)置小于填料粒徑的格柵即可防止填料流失，便于在養(yǎng)殖污水處理工藝上應(yīng)用。
(3)土壤地下滲濾系統(tǒng)是一種基于自然生態(tài)原理，以節(jié)能為目標(biāo)的一種污水凈化工藝技術(shù)，是綜合土壤-填料-微生物-植物共同作用處理生活污水的復(fù)合凈化工藝。通過合理布局設(shè)計系統(tǒng)形狀和面積，靈活利用土地資源并達(dá)到較好的出水水質(zhì)，具有運行成本低的優(yōu)勢。
(4)本發(fā)明中土壤地下滲濾系統(tǒng)采用上層進(jìn)水管和中間分流管調(diào)節(jié)裝置調(diào)控進(jìn)出水流量，提高了中間分流工藝的適用性和可行性；同時采用干濕交替運行方式(其中，停止向滲濾系統(tǒng)布水直至出水管的管口無水流出即為干運行，可以增加床體內(nèi)孔隙的氧氣濃度)不僅可以提高系統(tǒng)的脫氮效率，也可以緩解系統(tǒng)堵塞問題。通過監(jiān)測不同深度濾層氧化還原電位(ORP)變化和補充碳源提高了系統(tǒng)脫氮能力，利用新型復(fù)合填料強化系統(tǒng)脫氮同時利用不同類型填料配比實現(xiàn)了最佳脫氮效率。土壤地下滲濾系統(tǒng)與懸浮填料浮動床聯(lián)用的情況下適當(dāng)添加外部碳源(當(dāng)污水中的BOD/COD比值小于0.35時添加外部碳源，該狀態(tài)難生物降解的有機物占主導(dǎo)，需要添加生化性較好的碳源)有效提高脫氮效率，減輕因系統(tǒng)缺少碳源而造成的地下水污染，為養(yǎng)豬污水的高效、低成本處理與土壤滲濾系統(tǒng)的設(shè)計提供了新的思路。
本發(fā)明提供的一種懸浮填料浮動床與土壤滲濾系統(tǒng)聯(lián)合處理污水的裝置，有利于進(jìn)一步強化脫氮除磷和去除懸浮物的效果，解決了進(jìn)水和系統(tǒng)內(nèi)污水的溶解氧含量過低，不利于硝化細(xì)菌生長，系統(tǒng)水力條件差，內(nèi)部存在大量的污水無流經(jīng)的死角，系統(tǒng)有效容積利用率低等問題。在使用過程中不需要更換填料和添加機械曝氣設(shè)備，具有投資成本低、無需投加化學(xué)藥劑處理，效果明顯、不易滋生蚊蟲、運行管理簡單和美化環(huán)境等優(yōu)點，對促進(jìn)養(yǎng)殖污水的深度凈化具有顯著的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。
（發(fā)明人：王志剛;韓雪;劉運平;鐘智康;郭立月;文婷;馬洪龍）
