基于中水的景觀水改性沸石生物濾池處理方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于中水的景觀水改性沸石生物濾池處理方法及裝置，將受污染的中水景觀池的污水由進水泵打入進水儲水箱，經(jīng)計量泵及其進水管吸入水量調(diào)節(jié)池后，從底部穿孔板流入改性沸石填料區(qū)，并與改性沸石及其附著的生物膜進行充分的接觸，去除污染物，然后經(jīng)溢流沉淀池流入出水池后，經(jīng)出水管重新排入中水景觀水池。改性沸石填料區(qū)為兼氧環(huán)境，其溶解氧（DO）保持在1mg/L，水力停留時間為1h；并由曝氣機及其曝氣管提供氧氣，放空時采用放空管放空。采用本發(fā)明處理后，水質(zhì)達標效果顯著，成本低且避免了二次污染。
【專利說明】基于中水的景觀水改性沸石生物濾池處理方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于小區(qū)中水景觀污染水體的改性沸石生物濾池處理方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平和人居環(huán)境質(zhì)量的提高，人們對整個居住小區(qū)的外部人文景觀、綠化和自然環(huán)境的要求也越來越高。在城市綠地、公園建設(shè)和大型標志性建筑區(qū)中，人工湖泊、人工河道及景觀水池不斷涌現(xiàn)。從人居的角度看“水景”有許多的優(yōu)點，但隨著城市化水平和工業(yè)化程度的提高，水資源短缺和水污染加劇已日益嚴重，目前污水回用已經(jīng)成為解決城市缺水、提高水資源有效利用率、有效控制水體污染的一條重要途徑。
[0003]由于中水是來自經(jīng)過一定處理的生活污水或不包含重污染工業(yè)廢水在內(nèi)的城市污水，因此中水雖然無毒無害，但其污染物本底值相對天然河道(湖泊)水較高，而且其自凈稀釋能力較天然河道(湖泊)水體差。另外，人工景觀水體屬于淺水水體，水深一般不超過2米，且水流緩慢。為此，采用中水作為原水和補充水的中水景觀水體比天然河道(湖泊)更易發(fā)生富營養(yǎng)化問題。
[0004]《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)(GB/T18921—2002)》中氮、磷指標要求高于天然水體富營養(yǎng)化水平的臨界指標，因此，富營養(yǎng)化問題是中水回用于景觀水體首先要考慮的主要問題，必須采取措施預(yù)防和控制景觀水體富營養(yǎng)化的發(fā)生。含氮污染物是引起水體富營養(yǎng)化的主要因素之一。氨氮是目前污水中最普遍也是影響較大的氮類污染物。目前污水廠二級出水往往氨氮、總氮等指標達不到水質(zhì)排放標準?，F(xiàn)有常規(guī)工藝無法保證水質(zhì)。隨著人們防止水體富營養(yǎng)化方面認識的提高，各種脫氮方法相繼出現(xiàn)。目前，國內(nèi)外常用的脫氮的方法是膜過濾法、生物法和吸附法。
[0005]膜過濾法可以使出水水質(zhì)得到很好的改善，但是膜的成本較高，一般僅限于對水質(zhì)要求較高，處理水量較小的場合使用，如小型的深度水處理等；而景觀水的處理水量都很大，顯然利用膜過濾的方法來處理景觀水是不現(xiàn)實的。
[0006]傳統(tǒng)的生物法是采用活性污泥法，即采取缺氧一好氧兩級工藝，利用微生物的硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)，將污水中的氮去除。該方法對于污染較為嚴重的水體，去除水中的有機物，色度、濁度等常規(guī)指標有著良好的去除效果，且成本較低。然而占地面積較大，工藝較為復(fù)雜。但是，該方法用于微污染的水體處理，成本較高。
[0007]利用天然非金屬礦物處理廢水的研究是當前研究的熱點之一。其中，沸石的“微孔分子篩”結(jié)構(gòu)不僅決定了其良好的吸附性和離子交換性，而且非常適合微生物生長繁殖，從而引起水處理方面的廣泛關(guān)注。把沸石應(yīng)用到水處理中，在使用和處理過程中不會對環(huán)境造成二次污染，是一種環(huán)境友好材料。利用沸石的吸附與離子交換性質(zhì)去除污染物，具有占地面積小、工藝簡單、操作方便、高效快速以及無二次污染等優(yōu)點。
[0008]然而，天然沸石雖然具有良好的吸附性能，但因孔道往往被雜質(zhì)阻塞及排列不夠均勻等缺點，其吸附作用未能充分發(fā)揮。同時，沸石通過吸附和離子交換作用是將水相中氨氮濃縮和轉(zhuǎn)移到沸石固相中，但不會從根本上去除氨氮；沸石達到飽和以后，化學(xué)再生成本很高；沸石對除氨氮之外的其它形態(tài)氮(如亞硝氮、硝氮、有機氮)基本沒有去除作用，這限制了它在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0009]綜上所述，縱觀各種景觀水處理技術(shù)和現(xiàn)今的脫氮技術(shù)，無論采用何種單一的景觀處理技術(shù)，均分別在經(jīng)濟、能耗、時效或二次污染控制等方面存在或多或少的問題，至今沒有一套經(jīng)濟、可靠的實用方法或系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中采用膜過濾法，由于膜的成本較高，僅限于處理水量較小的場合使用；采用傳統(tǒng)的生物法占地面積較大，工藝較為復(fù)雜，用于微污染的水體處理，成本較高；利用天然非金屬礦物處理廢水，不會從根本上去除氨氮，沸石達到飽和以后，化學(xué)再生成本很高，同時對除氨氮之外的其它形態(tài)氮基本沒有去除作用等弊端，無論采用何種單一的景觀處理技術(shù)，均不能達到滿意效果。
[0011]為克服上述缺點，本發(fā)明提出了一種基于中水的景觀水改性沸石生物濾池處理方法及裝置，目的在于為中水景觀水體的水質(zhì)凈化提供一種經(jīng)濟高效無污染的新技術(shù)，通過構(gòu)建改性沸石生物濾池這樣一種結(jié)合了生物與改性沸石優(yōu)點的處理方法及其系統(tǒng)裝置，實現(xiàn)小區(qū)中水景觀水體的水質(zhì)凈化，解決當前景觀污染水體處理方法所無法根治的氮和溶解性污染物的問題。
[0012]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于中水的景觀水改性沸石生物濾池處理方法，將受污染的中水景觀池的污水由進水泵打入進水儲水箱，經(jīng)計量泵及其進水管吸入水量調(diào)節(jié)池后，從底部穿孔板流入改性沸石填料區(qū)，并與改性沸石及其附著的生物膜進行充分的接觸，去除污染物，然后經(jīng)溢流沉淀池流入出水池后，經(jīng)出水管重新排入中水景觀水池。
[0013]改性沸石填料區(qū)為兼氧環(huán)境，其溶解氧(DO)保持在lmg/L，水力停留時間為Ih ;并由曝氣機及其曝氣管提供氧氣，放空時采用放空管放空。
[0014]改性沸石通過高溫焙燒進行改性，增大改性沸石孔穴，增加比表面積，重整晶形，提高對氨氮的吸附和離子交換性能以及生物附著在其表面。
[0015]改性沸石填料區(qū)是將改性沸石投放到生物濾池中，生物濾池液面保持與改性沸石面相平。
[0016]生物膜是將活性污泥均勻投加到改性沸石生物濾池中，每天曝氣4個小時，停4小時,如此循環(huán),并加入葡萄糖和碳酸銨營養(yǎng)物質(zhì)，加速生物膜在沸石表面生長。
[0017]當大量褐色絮狀物生長于改性沸石表面，沸石表層部分出現(xiàn)綠色藻類，并有大量浮游動物時，逐漸減少曝氣的時間，直到每天曝氣I個小時。
[0018] 一種基于中水的景觀水改性沸石生物濾池處理裝置，包括中水景觀池、進水儲水箱、計量泵、水量調(diào)節(jié)池、改性沸石填料區(qū)、沉淀池、出水池、出水管、曝氣機，中水景觀池通過進水泵與進水儲水箱連接，進水儲水箱通過計量泵、進水管與水量調(diào)節(jié)池連接，其特點是:改性沸石填料區(qū)與水量調(diào)節(jié)池之間的壁板底部連接穿孔板；改性沸石填料區(qū)依次連接沉淀池、出水池，沉淀池低于改性沸石填料區(qū)，出水池低于沉淀池；水量調(diào)節(jié)池、改性沸石填料區(qū)、沉淀池、出水池底部的出口分別與放空管連接。[0019]進水管連接在水量調(diào)節(jié)池側(cè)壁，出水管連接在出水池的側(cè)壁。改性沸石填料區(qū)其側(cè)壁上均勻間隔連接有至少三個曝氣支管，三個曝氣支管并聯(lián)在一個曝氣管上，曝氣管與曝氣機連接。
[0020] 本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明由于生物膜內(nèi)部從靠近水體一側(cè)到靠近改性沸石表面一側(cè)的溶解氧濃度逐漸降低，因此可實現(xiàn)同步硝化反硝化作用(SND)，使得在較短的時間和較低的曝氣量條件下，實現(xiàn)對氨氮和總氮良好的去除效果。另外，微生物還可以吸收利用改性沸石所吸附的氨氮進行硝化反應(yīng)，進而進行反硝化反應(yīng)，使原本吸附到改性沸石孔穴內(nèi)的污染物得以去除，孔穴獲得疏通，從而改性沸石得到再生。
[0021]本發(fā)明用于小區(qū)中水景觀污染水體的改性沸石生物濾池處理方法及其裝置，同時基于吸附原理和生物反應(yīng)原理，無需另外投加混凝劑，運行過程中動態(tài)進水、動態(tài)出水，由于改性沸石良好的脫氮性能，大大縮短了裝置的水力停留時間，曝氣量也大大減少，每天曝氣Ih即可。天然沸石來源廣泛，廉價易得；改性方法工藝簡單，其飽和后通過生物作用再生，成本低且避免了二次污染；從投入到運行能耗低，成本低，且操作維護方便。
[0022]本發(fā)明還具有以下特點和積極效果:
(I)小區(qū)中水景觀水體的原水及補充水源，采用小區(qū)生活污水經(jīng)處理后達到景觀環(huán)境用水水質(zhì)標準(GB/T 18921-2002)的中水，最大限度地減少水污染、節(jié)約水資源。
[0023](2)改性沸石生物濾池處理裝置的填料區(qū)采用對氨氮有很高吸附效果的改性沸石填入。并在改性沸石上進行掛膜，利用改性沸石和生物膜的聯(lián)合作用在低溶解氧，較短的水力停留時間內(nèi)達到良好的脫氮效果，并且對COD等污染物也有良好的去除效果。出水水質(zhì)達到景觀環(huán)境用水水質(zhì)標準(GB/T 18921-2002)。
[0024](3)改性沸石生物濾池中，改性沸石吸附氨氮飽和以后，不需要將裝置停止，可以通過生物作用促使其重新恢復(fù)吸附氨氮的能力，即改性沸石獲得再生，其再生成本低且不會產(chǎn)生二次污染問題。
[0025](4)改性沸石生物濾池處理裝置，在連續(xù)運行過程中，側(cè)向進水，側(cè)向出水，方式靈活，使得該裝置在水處理的布置上更加靈活。
[0026](5)用于小區(qū)中水景觀污染水體的改性沸石生物濾池處理方法及其裝置，結(jié)合了改性沸石的吸附、離子交換與生物處理技術(shù)優(yōu)點，如表1所示，并通過計量泵、電磁閥、控制器等與計算機聯(lián)接，依據(jù)水質(zhì)監(jiān)測儀獲得的水質(zhì)指標值，實現(xiàn)高層次裝置運行與水質(zhì)監(jiān)測的自動化。
[0027]表1改性沸石生物濾池處理方法與傳統(tǒng)景觀水處理法比較
【權(quán)利要求】
1.一種基于中水的景觀水改性沸石生物濾池處理方法,其特征在于:將受污染的中水景觀池的污水由進水泵打入進水儲水箱，經(jīng)計量泵及其進水管吸入水量調(diào)節(jié)池后，從底部穿孔板流入改性沸石填料區(qū)，并與改性沸石及其附著的生物膜進行充分的接觸，去除污染物，然后經(jīng)溢流沉淀池流入出水池后，經(jīng)出水管重新排入中水景觀水池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中水的景觀水改性沸石生物濾池處理方法，其特征在于:所述的改性沸石填料區(qū)為兼氧環(huán)境，其溶解氧(DO)保持在lmg/L，水力停留時間為Ih ；并由曝氣機及其曝氣管提供氧氣，放空時采用放空管放空。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中水的景觀水改性沸石生物濾池處理方法，其特征在于:所述的改性沸石通過高溫焙燒進行改性，增大改性沸石孔穴，增加比表面積，重整晶形，提高對氨氮的吸附和離子交換性能以及生物附著在其表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中水的景觀水改性沸石生物濾池處理方法，其特征在于:所述的改性沸石填料區(qū)是將改性沸石投放到生物濾池中，生物濾池液面保持與改性沸石面相平。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中水的景觀水改性沸石生物濾池處理方法，其特征在于:所述的生物膜是將活性污泥均勻投加到改性沸石生物濾池中，每天曝氣4個小時，停4小時,如此循環(huán),并加入葡萄糖和碳酸銨營養(yǎng)物質(zhì)，加速生物膜在沸石表面生長。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于中水的景觀水改性沸石生物濾池處理方法，其特征在于:當大量褐色絮狀物生長于改性沸石表面，沸石表層部分出現(xiàn)綠色藻類，并有大量浮游動物時，逐漸減少曝氣的時間，直到每 天曝氣1個小時。
7.一種用于權(quán)利要I所述的基于中水的景觀水改性沸石生物濾池處理方法的處理裝置，包括中水景觀池(I)、進水儲水箱(3)、計量泵(4)、水量調(diào)節(jié)池(6)、改性沸石填料區(qū)(8)、沉淀池(9)、出水池(10)、出水管(13)、曝氣機(12)，所述中水景觀池(I)通過進水泵(2)與進水儲水箱(3)連接，進水儲水箱(3)通過計量泵(4)、進水管(5)與水量調(diào)節(jié)池(6)連接，其特征在于:所述改性沸石填料區(qū)(8)與水量調(diào)節(jié)池(6)之間的壁板底部連接穿孔板(7);改性沸石填料區(qū)(8)依次連接沉淀池(9)、出水池(10)，沉淀池(9)低于改性沸石填料區(qū)(8)，出水池(10)低于沉淀池(9);水量調(diào)節(jié)池(6)、改性沸石填料區(qū)(8)、沉淀池(9)、出水池(10)底部的出口分別與放空管(14)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于中水的景觀水改性沸石生物濾池處理裝置，其特征在于:所述進水管(5)連接在水量調(diào)節(jié)池(6)側(cè)壁，出水管(13)連接在出水池(10)的側(cè)壁。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于中水的景觀水改性沸石生物濾池處理裝置，其特征在于:所述改性沸石填料區(qū)(8)其側(cè)壁上均勻間隔連接有至少三個曝氣支管，三個曝氣支管并聯(lián)在一個曝氣管(11)上，曝氣管(11)與曝氣機(12)連接。
【文檔編號】C02F3/30GK103991961SQ201410237242
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】張道方, 王瑞璞, 呂娟, 李坤, 曾躍, 袁利芬, 黃珊 申請人:上海理工大學(xué)