一種復合交替流濕地分子篩生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)和方法
【專利摘要】一種復合交替流濕地分子篩生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)，主要包括混凝池、一體化生物處理裝置和超濾裝置。本發(fā)明還公開了利用上述復合交替流濕地分子篩生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)處理含磷有機廢水的方法。
【專利說明】一種復合交替流濕地分子篩生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)和方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種去除污水中有機物、氮磷等污染物質(zhì)的系統(tǒng)，更具體地涉及一種 復合交替流濕地分子篩生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)。
[0002] 本發(fā)明還涉及利用上述系統(tǒng)處理含磷有機廢水的方法。

【背景技術】
[0003] A/0是Anoxic/Oxic的縮寫，是將厭氧水解技術用為好氧生物處理的前處理，它的 優(yōu)越性是除了使有機污染物得到降解之外，還具有一定的脫氮除磷功能。A/0生物除磷工 藝是由厭氧和好氧兩部分反應組成的污水生物處理系統(tǒng)。污水進入?yún)捬鯀^(qū)后，反應器內(nèi)聚 磷菌在這一過程中大量吸收污水中的B0D，并將污泥中的磷以正磷酸鹽的形式釋放到污水 中?；旌弦哼M入好氧池后，有機物被氧化分解，同時聚磷菌大量吸收混合液中的正磷酸鹽到 污泥中。由于聚磷菌在好氧條件下吸收的磷多于厭氧條件下釋放的磷，因此污水經(jīng)過"厭 氧一好氧"的交替作用和二沉池的污泥分離達到除磷的目的。一般情況下，TP的去除率可 達到85%以上。
[0004] 目前，我國城市污水主要通過建設污水處理廠集中處理，其常規(guī)的工藝為活性污 泥法和生物膜法。但污水處理廠存在建設和運行成本高，產(chǎn)生大量難以處置的污泥，處理過 程中產(chǎn)生的惡臭會對周圍居民生活環(huán)境帶來不良影響等不足。為了解決這一矛盾，迫切需 要研究開發(fā)經(jīng)濟環(huán)保、低耗高能的污水現(xiàn)場處理技術。土壤滲濾系統(tǒng)是污水土地處理系統(tǒng) 的一種，它能夠利用土壤-植物-微生物生態(tài)系統(tǒng)的自凈能力凈化污水，在處理污水的同 時，污水中的營養(yǎng)物質(zhì)和水還得以循環(huán)利用，由于整個系統(tǒng)居于地下，不會產(chǎn)生不良氣味和 滋生蚊蠅，無噪音，不影響表層土地的使用，不受氣候條件限制，出水便于回用，它還有設備 簡單，能耗低等優(yōu)點，體現(xiàn)了良好的環(huán)境和經(jīng)濟綜合效益。因此，該技術正是適合我國國情 的污水處理工藝技術之一。然而，傳統(tǒng)的地下滲濾系統(tǒng)存在一些不足，如水力負荷低、占地 面積大、易堵塞使用壽命短等，從而限制了其推廣使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種復合交替流濕地分子篩生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)。
[0006] 本發(fā)明的又一目的在于提供一種利用上述系統(tǒng)處理含磷有機廢水的方法。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的復合交替流濕地分子篩生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)，主要 包括混凝池、一體化生物處理裝置和超濾裝置；其中：
[0008] -混凝池，其上端設置一加注混凝劑的加藥裝置，混凝池的出水通過高位進水管 導入一體化生物處理裝置；
[0009] -體化生物處理裝置的生物濾池的底部布設有生物帶，一體化生物處理裝置的上 方設置有多組生物轉(zhuǎn)盤，通過墻體將生物轉(zhuǎn)盤分為第一區(qū)生物轉(zhuǎn)盤和第二區(qū)生物轉(zhuǎn)盤，第 一區(qū)生物轉(zhuǎn)盤與第二區(qū)生物轉(zhuǎn)盤通過傳動軸傳動，兩個區(qū)的生物轉(zhuǎn)盤通過傳動軸傳動；生 物轉(zhuǎn)盤內(nèi)填充有輕質(zhì)分子篩填料；
[0010] 第一區(qū)生物轉(zhuǎn)盤位于高位進水管的下方，第一區(qū)生物轉(zhuǎn)盤設有周邊遍布水槽，利 用高位進水管的水流沖擊第一區(qū)生物轉(zhuǎn)盤周邊的水槽，使第一區(qū)生物轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)；通過生物 帶處理的污水流入第二區(qū)生物轉(zhuǎn)盤再進行處理后進入交替流人工濕地中；
[0011] 交替流人工濕地內(nèi)自上而下地裝填有三層填料，每兩層填料之間布設有雙層無紡 布；上層為鵝卵石與石灰石混合而成，體積比例為1:8-1:2的導水填料，中間層為碎石、弗 羅里硅藻土和粗砂的混合填料，混合比例為2:3:0. 5，底層為鵝卵石與石灰石混合而成，體 積比例為1:8-1:2的排水填料；
[0012] 一體化生物處理裝置第二區(qū)生物轉(zhuǎn)盤的出水通過進水管分成兩個進水口分別進 入交替流人工濕地的上層和底層，每個進水管均設置有進水閥門；
[0013] 一體化生物處理裝置的出水口一側(cè)的上層和底層各連接一出水管，每個出水管均 設置有出水閥門；
[0014] 交替流人工濕地處理后的出水導入超濾裝置中，超濾裝置為板框式超濾機，內(nèi)部 布設有PVDF材質(zhì)的平板超濾膜，平板超濾膜上設置有納米曝氣頭，納米曝氣頭連接一納米 曝氣機。
[0015] 所述的復合交替流濕地分子篩生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)，其中，混凝劑為聚合氯化鋁+ 陽離子聚丙烯酰胺，重量比為20:1。
[0016] 所述的復合交替流濕地分子篩生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)，其中，生物轉(zhuǎn)盤采用餅狀中空 鐵籠為主體，鐵籠內(nèi)部填滿聚乙烯球，聚乙烯球內(nèi)部為中空，表面布滿方形孔，聚乙烯球內(nèi) 部的一半空間填充有輕質(zhì)分子篩填料。
[0017] 所述的復合交替流濕地分子篩生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)，其中，上層填料的粒徑為 15-30臟，中層填料的粒徑為5-12臟，底層填料的粒徑為15-30臟，三層填料的高度分別為 0. 2m、0. 5m、0. 2m。
[0018] 本發(fā)明提供的利用上述復合交替流濕地分子篩生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)處理含磷有機 廢水的方法，其步驟為：
[0019] 經(jīng)過生物處理的污水在混凝池中與混凝劑進行混凝處理，去除小顆粒固體、懸浮 微粒和膠體，以降低污水負荷，減輕了后續(xù)處理難度；
[0020] 混凝池出水導入高位進水管，利用高位進水沖擊一體化生物處理裝置中第一區(qū)的 生物轉(zhuǎn)盤的水槽，使生物轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，污水流經(jīng)生物帶，通過生物帶附著的生物膜對污水進一 步進行處理凈化，然后從生物濾池底部流入第二區(qū)的生物轉(zhuǎn)盤，第二區(qū)的生物轉(zhuǎn)盤在水流 的動力下進行轉(zhuǎn)動進行好氧消化；生物轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動過程中，不規(guī)則的碰撞使輕質(zhì)分子篩填料 表面生物膜相互摩擦脫落；通過輕質(zhì)分子篩填料吸附污水中的氨氮污染物質(zhì)，抑制污水生 物毒性，提高處理過程中微生物活性，保證生物處理過程的效率；一體化生物處理裝置出水 導入交替流人工濕地；
[0021] 交替流人工濕地為表面漫流時，上層進水閥和底層出水閥開啟，上層出水閥和底 層進水閥關閉；交替流人工濕地為垂直上行流時，上層出水閥和底層進水閥開啟，上層進水 閥和底層出水閥關閉；
[0022] 交替流人工濕地的出水通過增壓泵導入超濾裝置中，利用超濾裝置中的平板超濾 膜去除污水中的剩余懸浮物，使出水達到回用標準；由平板超濾膜上設置的納米曝氣頭的 進氣錯流的沖擊力擾動濾膜表層，并在反應器內(nèi)形成湍流，防止污染物質(zhì)在濾膜表層堆積 對水流的順利通過形成阻力。
[0023] 所述的方法，其中，混凝池加入的混凝劑為聚合氯化鋁+陽離子聚丙烯酰胺，重量 比為20:1 ;混凝劑的投加量按5mg/L計。
[0024] 所述的方法，其中，超濾裝置中的納米曝氣為02。
[0025] 所述的方法，其中，交替流人工濕地的部分出水回流至一體化生物處理裝置進水， 調(diào)節(jié)水質(zhì)并刺激微生物生長過程分泌次生物質(zhì)。
[0026] 本發(fā)明利用物理吸附以及生物處理法有機結(jié)合，合理避免了由于污水中污染物濃 度過高產(chǎn)生生物毒性，并使用好氧-缺氧-好氧的生物處理排序，有效去除污水中氮磷等營 養(yǎng)物質(zhì)，并借助微生物的分解作用把污水中有機物轉(zhuǎn)化為簡單的無機物，使污水得到凈化。 生物轉(zhuǎn)盤工作時，轉(zhuǎn)盤上方與空氣接觸，其內(nèi)部分子篩內(nèi)氨氮氧化為硝氮溶出，轉(zhuǎn)動入污水 內(nèi)部，再次吸附氨氮，并在反硝化過程中消耗污水內(nèi)有機物，周而復始處理污水。后續(xù)采用 交替流人工濕地，以適應由于不同季節(jié)變化，使得溫度波動對生物處理產(chǎn)生影響，避免難降 解有機物的長期殘留性、生物蓄積性、揮發(fā)性以及高毒性，防止其在環(huán)境介質(zhì)中長期存留， 通過生物富集導致更大的環(huán)境問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 圖1是本發(fā)明復合交替流濕地分子篩生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028] 附圖中主要組件符號說明：
[0029] 1加藥裝置；2混凝池；3高位進水管；4 一體化生物處理裝置；5生物轉(zhuǎn)盤；6聚乙 烯球；7進水管；8進水閥門；9植物系統(tǒng)；10導水填料；11混合填料；12無紡布；13交替流 人工濕地；14出水閥門；15出水管；16增壓泵；17超濾裝置；18平板超濾膜；19納米曝氣 頭；20納米曝氣機；21出水閥門；22排水填料；23進水閥門；24生物濾池；25生物帶；41墻 體；51第一區(qū)生物轉(zhuǎn)盤；52第二區(qū)生物轉(zhuǎn)盤。

【具體實施方式】
[0030] 本發(fā)明提供了一種復合交替流濕地分子篩生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)，可以高效去除去除 污水中有機物、氮磷等污染物質(zhì)。
[0031] 請參閱圖1。本發(fā)明提供的復合交替流濕地分子篩生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)，其主要結(jié)構(gòu) 包括：
[0032] 一混凝池2,其上端設置一投加混凝劑的加藥裝置1，對經(jīng)過生物處理的污水進行 混凝處理，去除小顆粒固體、懸浮微粒和膠體，以降低污水負荷，減輕了后續(xù)處理難度?；炷?池2的出水通過高位進水管3導入一體化生物處理裝置4。本發(fā)明的混凝劑為聚合氯化鋁 (PAC) +陽離子聚丙烯酰胺（CPAM)，兩者之間的重量比為20:1，混凝劑的投加量按5mg/L計。
[0033] -體化生物處理裝置4的生物濾池24的底部布設有生物帶25 (該水生物帶是一 公知產(chǎn)品，是中國科學院水生生物研究所研制的用于生物膜法污水處理的一種柔性填料， 采用生物惰性很強的高分子材質(zhì)，生物帶纖維上孔洞的直徑約為10?350 μ m)。由生物帶 內(nèi)部的孔洞結(jié)構(gòu)，最大限度地截流水體中的細菌。
[0034] 一體化生物處理裝置4的上方設置有多組生物轉(zhuǎn)盤，通過墻體41將生物轉(zhuǎn)盤分為 第一區(qū)生物轉(zhuǎn)盤51和第二區(qū)生物轉(zhuǎn)盤52,第一區(qū)生物轉(zhuǎn)盤與第二區(qū)生物轉(zhuǎn)盤通過傳動軸 傳動。第一區(qū)生物轉(zhuǎn)盤51位于高位進水管3下方，周邊遍布有水槽，利用高位進水管3的 水流沖擊第一區(qū)生物轉(zhuǎn)盤周邊的水槽，使生物轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)；然后污水流經(jīng)生物帶25部分，通 過附著在生物帶25的生物膜對污水進一步進行處理凈化后從生物濾池24底部流入第二區(qū) 生物轉(zhuǎn)盤52。第二區(qū)生物轉(zhuǎn)盤52在水流的動力下進行轉(zhuǎn)動進行好氧消化，最后出水進行交 替流人工濕地13中。生物轉(zhuǎn)盤采用餅狀中空鐵籠為主體，鐵籠內(nèi)部填充滿聚乙烯球，聚乙 烯球內(nèi)部中空，表面布滿方形孔，便于氧氣及基質(zhì)的傳遞，聚乙烯球內(nèi)部的一半空間填充有 輕質(zhì)分子篩填料，保證生物轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動過程中，內(nèi)部聚乙烯球的不斷流動，不規(guī)則碰撞間填料 表面生物膜相互摩擦脫落。輕質(zhì)分子篩填料吸附污水中的氨氮等污染物質(zhì)，抑制污水生物 毒性，提高處理過程中微生物活性，保證生物處理過程的效率。
[0035] 交替流人工濕地13內(nèi)自上而下地裝填有三層填料，每兩層填料之間布設有雙層 無紡布12。最上層為鵝卵石與石灰石體積比例為1:8-1:2混合而成的導水填料10,粒徑分 別為15-30mm，上面種植有植物系統(tǒng)9 ;中間層為碎石、弗羅里硅藻土和粗砂混體積比例為 2:3:0. 5的混合填料11，粒徑為5-12_ ;最底層為鵝卵石與石灰石混合而成的排水填料22， 粒徑為15-30mm，鵝卵石與石灰石的體積比例為1:8-1:2。
[0036] 一體化生物處理裝置4第二區(qū)生物轉(zhuǎn)盤的出水通過進水管7分成兩個進水口分別 進入交替流人工濕地13的上層和底層，每個進水管均設置有進水閥門8、23。一體化生物處 理裝置4的出水一側(cè)的上層和底層各連接一出水管，每個出水管均設置有出水閥門14、21。
[0037] 交替流人工濕地為表面漫流時，上層進水閥8和底層出水閥21開啟，底層進水閥 23和上層出水閥14關閉。交替流人工濕地為垂直上行流時，底層進水閥23和上層出水閥 14開啟，上層進水閥8和底層出水閥21關閉。
[0038] 交替流人工濕地處理后的出水通過出水管15使用增壓泵16導入超濾裝置17中， 交替流人工濕地的部分出水可以回流至一體化生物處理裝置進水，調(diào)節(jié)水質(zhì)并刺激微生物 生長過程分泌次生物質(zhì)。
[0039] 超濾裝置17為板框式超濾機，內(nèi)部布設有PVDF材質(zhì)的平板超濾膜18,高效去除污 水中的剩余懸浮物，使出水達到回用標準。平板超濾膜18上設置納米曝氣頭19,納米曝氣 頭19連接一納米曝氣機20,進氣為0 2。利用納米曝氣的進氣錯流的沖擊力擾動濾膜表層， 并在超濾裝置內(nèi)形成湍流，防止污染物質(zhì)在平板超濾膜表層堆積對水流的順利通過形成阻 力。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，本發(fā)明可以高效去除去除污水中有機物、氮磷等污染 物質(zhì)，適用于各種季節(jié)污水處理，可提高處理效果10倍。
【權利要求】
1. 一種復合交替流濕地分子篩生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)，主要包括混凝池、一體化生物處理 裝置和超濾裝置；其中： 一混凝池，其上端設置一加注混凝劑的加藥裝置，混凝池的出水通過高位進水管導入 一體化生物處理裝置； 一體化生物處理裝置的生物濾池的底部布設有生物帶，一體化生物處理裝置的上方設 置有多組生物轉(zhuǎn)盤，通過墻體將生物轉(zhuǎn)盤分為第一區(qū)生物轉(zhuǎn)盤和第二區(qū)生物轉(zhuǎn)盤，第一區(qū) 生物轉(zhuǎn)盤與第二區(qū)生物轉(zhuǎn)盤通過傳動軸傳動，兩個區(qū)的生物轉(zhuǎn)盤通過傳動軸傳動；生物轉(zhuǎn) 盤內(nèi)填充有輕質(zhì)分子篩填料； 第一區(qū)生物轉(zhuǎn)盤位于高位進水管的下方，第一區(qū)生物轉(zhuǎn)盤設有周邊遍布水槽，利用高 位進水管的水流沖擊第一區(qū)生物轉(zhuǎn)盤周邊的水槽，使第一區(qū)生物轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)；通過生物帶處 理的污水流入第二區(qū)生物轉(zhuǎn)盤再進行處理后進入交替流人工濕地中； 交替流人工濕地內(nèi)自上而下地裝填有三層填料，每兩層填料之間布設有雙層無紡布； 上層為鵝卵石與石灰石混合而成的導水填料，中間層為碎石、弗羅里硅藻土和粗砂的混合 填料，底層為鵝卵石與石灰石混合而成的排水填料； 一體化生物處理裝置第二區(qū)生物轉(zhuǎn)盤的出水通過進水管分成兩個進水口分別進入交 替流人工濕地的上層和底層，每個進水管均設置有進水閥門； 一體化生物處理裝置的出水口一側(cè)的上層和底層各連接一出水管，每個出水管均設置 有出水閥門； 交替流人工濕地處理后的出水導入超濾裝置中，超濾裝置為板框式超濾機，內(nèi)部布設 有PVDF材質(zhì)的平板超濾膜，平板超濾膜上設置有納米曝氣頭，納米曝氣頭連接一納米曝氣 機。
2. 根據(jù)權利要求1所述的復合交替流濕地分子篩生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)，其中，混凝劑為 聚合氯化鋁+陽離子聚丙烯酰胺，重量比為20:1。
3. 根據(jù)權利要求1所述的復合交替流濕地分子篩生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)，其中，生物轉(zhuǎn)盤 采用餅狀中空鐵籠為主體，鐵籠內(nèi)部填滿聚乙烯球，聚乙烯球內(nèi)部為中空，表面布滿方形 孔，聚乙烯球內(nèi)部的一半空間填充有輕質(zhì)分子篩填料。
4. 根據(jù)權利要求1所述的復合交替流濕地分子篩生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)，其中，上層填料 的粒徑為15-30mm，中層填料的粒徑為5-12mm，底層填料的粒徑為15-30mm，三層填料高度 分別為 〇· 2m、0. 5m、0. 2m ; 上層填料為鵝卵石與石灰石混合而成，體積比例為1:8-1:2,中層填料為碎石、弗羅里 硅藻土和粗砂的混合填料，混合比例為2:3:0. 5,底層填料為鵝卵石與石灰石混合而成，體 積比例為1:8-1:2。
5. 利用權利要求1所述復合交替流濕地分子篩生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)處理含磷有機廢水 的方法，其步驟為： 經(jīng)過生物處理的污水在混凝池中與混凝劑進行混凝處理，去除小顆粒固體、懸浮微粒 和膠體，以降低污水負荷，減輕了后續(xù)處理難度； 混凝池出水導入高位進水管，利用高位進水沖擊一體化生物處理裝置中第一區(qū)生物轉(zhuǎn) 盤的水槽，使生物轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，污水流經(jīng)生物帶，通過生物帶附著的生物膜對污水進一步進行 處理凈化，然后從生物濾池底部流入第二區(qū)生物轉(zhuǎn)盤，第二區(qū)生物轉(zhuǎn)盤在水流的動力下進 行轉(zhuǎn)動進行好氧消化；生物轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動過程中，不規(guī)則的碰撞使輕質(zhì)分子篩填料表面生物膜 相互摩擦脫落；通過輕質(zhì)分子篩填料吸附污水中的氨氮污染物質(zhì)，抑制污水生物毒性，提高 處理過程中微生物活性，保證生物處理過程的效率；一體化生物處理裝置出水導入交替流 人工濕地； 交替流人工濕地為表面漫流時，上層進水閥和底層出水閥開啟，上層出水閥和底層進 水閥關閉；交替流人工濕地為垂直上行流時，上層出水閥和底層進水閥開啟，上層進水閥和 底層出水閥關閉； 交替流人工濕地的出水通過增壓泵導入超濾裝置中，利用超濾裝置中的平板超濾膜去 除污水中的剩余懸浮物，使出水達到回用標準；由平板超濾膜上設置的納米曝氣頭的進氣 錯流的沖擊力擾動濾膜表層，并在反應器內(nèi)形成湍流，防止污染物質(zhì)在濾膜表層堆積對水 流的順利通過形成阻力。
6. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，混凝池加入的混凝劑為聚合氯化鋁+陽離子聚丙 烯酰胺，重量比為20:1 ;混凝劑的投加量按5mg/L計。
7. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，超濾裝置中的納米曝氣為02。
8. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，交替流人工濕地的部分出水回流至一體化生物 處理裝置進水，調(diào)節(jié)水質(zhì)并刺激微生物生長過程分泌次生物質(zhì)。
【文檔編號】C02F9/14GK104150691SQ201410359702
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權日:2014年7月25日
【發(fā)明者】王雷, 席北斗, 趙穎, 張列宇, 霍守亮, 余紅, 黃彩紅, 李鳴曉 申請人:中國環(huán)境科學研究院