本發(fā)明涉及新型污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種滲濾裝置及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

人工快速滲濾系統(tǒng)(constructedrapidinfiltration，簡稱cri)為土地處理的一種類型，它是指有控制地將污水投配于人工構(gòu)筑的滲濾介質(zhì)的表面，使其在向下滲透的過程中經(jīng)歷不同的物理、化學(xué)和生物作用，最終達到凈化污水的目的。cri系統(tǒng)借鑒了污水快速滲濾土地處理系統(tǒng)和人工構(gòu)造濕地系統(tǒng)的優(yōu)點，并發(fā)展成為更高效、更廉價、占地面積更小的新型污水處理技術(shù)。

然而目前現(xiàn)有的人工快速滲濾系統(tǒng)總氮去除率低，大大影響了其推廣應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種滲濾裝置，其能夠提高總氮去除率，具有較佳的污水處理效果。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種滲濾系統(tǒng)，其通過添加特殊填料，延長反硝化階段的水力停留時間，在反硝化階段人工補充碳源的方式，提高了總氮去除率，從而表現(xiàn)出了較佳的污水處理效果，另外，本發(fā)明提供的滲濾系統(tǒng)還具有設(shè)計簡單、制作方便、適應(yīng)性強、便于推廣和便于在傳統(tǒng)cri系統(tǒng)上進行改進應(yīng)用等特點。

本發(fā)明的實施例是這樣實現(xiàn)的：

一種滲濾裝置，包括硝化處理裝置、反硝化處理裝置和連接管，其中，硝化處理裝置包括第一腔室、第一進水口和第一出水口，第一進水口和第一出水口均與第一腔室連通；反硝化處理裝置包括第二腔室、第二進水口和第二出水口，第二進水口和第二出水口均與第二腔室連通；連接管的兩端分別連接于第一出水口和第二進水口，使第一腔室和第二腔室連通；連接管還設(shè)置有閥門。

在本發(fā)明較佳的實施例中，上述第二腔室設(shè)置有厭氧濾層，厭氧濾層包括生物炭層和橡膠層；反硝化處理裝置靠近厭氧濾層的一端還設(shè)置有用于為厭氧濾層補充碳源的碳源補充口。

在本發(fā)明較佳的實施例中，上述生物炭層和橡膠層均具有多層，且每層生物炭層和每層橡膠層分別以9-11cm的厚度交替設(shè)置。

在本發(fā)明較佳的實施例中，上述生物炭層表面包覆有微生物膜層，形成掛膜生物炭層。

在本發(fā)明較佳的實施例中，上述微生物膜層主要由硝化細菌、反硝化細菌和氨氧化菌組成。

在本發(fā)明較佳的實施例中，上述閥門為止水閥。

在本發(fā)明較佳的實施例中，上述第一腔室設(shè)置有厚度為44-46cm的好氧濾層。

在本發(fā)明較佳的實施例中，上述好氧濾層由天然河沙制成。

在本發(fā)明較佳的實施例中，上述第一腔室靠近第一出水口的一端和第二腔室靠近第二出水口的一端均設(shè)置有厚度為4-6cm的卵石層，卵石層由直徑為2-4cm的卵石鋪設(shè)而成。

一種滲濾系統(tǒng)，其包括配水池、提升泵、布水系統(tǒng)和上述的滲濾裝置，配水池、提升泵、布水系統(tǒng)和滲濾裝置依次連通。

本發(fā)明實施例的有益效果是：將滲濾裝置的硝化處理裝置和反硝化處理裝置通過設(shè)置有閥門的連接管連通，實現(xiàn)了硝化處理裝置和反硝化處理裝置的間接連通，從而使得滲濾裝置可以通過調(diào)節(jié)閥門延長污水在反硝化處理裝置中的反硝化處理時間，進而提高總氮去除率。因此，包括有上述滲濾裝置的滲濾系統(tǒng)不但具有設(shè)計簡單、制作方便、適應(yīng)性強和便于推廣應(yīng)用的優(yōu)點，而且氮去除率高，具有較強的污水處理能力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明第一實施例提供滲濾裝置的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明第一實施例提供滲濾系統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明第二實施例提供滲濾裝置的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明第二實施例提供滲濾系統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標：10-滲濾系統(tǒng)；20-滲濾系統(tǒng)；100-滲濾裝置；200-滲濾裝置；110-配水池；112-提升泵；114-布水系統(tǒng)；120-硝化處理裝置；121-第一出水口；122-第一進水口；124-好氧濾層；126-卵石層；130-連接管；230-連接管；132-閥門；140-反硝化處理裝置；141-第二進水口；240-反硝化處理裝置；241-第二進水口；142-第二出水口；242-第二出水口；144-厭氧濾層；244-厭氧濾層；145-碳源補充口；148-卵石層；248-卵石層。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

第一實施例

請參照圖1，本實施例提供了一種滲濾裝置100，其主要用于污水的快速凈化處理領(lǐng)域，其主要包括硝化處理裝置120和反硝化處理裝置140，其中，硝化處理裝置120主要是在好氧環(huán)境下發(fā)生硝化作用，將氨氮以及含氮有機物轉(zhuǎn)化為硝酸鹽；反硝化處理裝置140主要是在厭氧環(huán)境下發(fā)生反硝化作用，將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮氣。故通過對污水先后進行硝化處理和反硝化處理能夠極大的提高總氮去除率，實現(xiàn)對污水的有效凈化。

進一步地，硝化處理裝置120設(shè)置有第一進水口122，通過第一進水口122可將污水引入到硝化處理裝置120內(nèi)的第一腔室；反硝化處理裝置140設(shè)置有第二出水口142，通過第二出水口142可以將最終過濾凈化后的水排出。需要強調(diào)的是，硝化處理裝置120還設(shè)置有第一出水口121，反硝化處理裝置140還設(shè)置有第二進水口141，第一出水口121和第二進水口141之間通過設(shè)置有閥門132的連接管130連接，當閥門132打開時，第一腔室和第二腔室連通，故通過控制閥門132可以實現(xiàn)將硝化處理裝置120內(nèi)的硝化處理污水定量輸入到反硝化處理裝置140內(nèi)的目的。

進一步地，當通過第一進水口122將污水引入到硝化處理裝置120內(nèi)部后，會經(jīng)過設(shè)置在第一腔室的好氧濾層124的硝化作用進行分解過濾，從而轉(zhuǎn)化為主要含硝酸鹽的污水。需要說明的是，好氧濾層124是由天然河沙沿硝化處理裝置120內(nèi)壁密封堆砌固定而成，且硝化處理裝置120引入污水的一端是敞開的，空氣能夠滲入到好氧濾層124內(nèi)，為天然河沙內(nèi)所負載的微生物(主要為硝化細菌)提供一個有氧環(huán)境，以促進微生物的硝化分解。

進一步地，為了提高好氧濾層124的過濾凈化效果，本實施例提供的硝化處理裝置120內(nèi)部設(shè)置的好氧濾層124厚度限定為44-46cm，且優(yōu)選地好氧濾層124厚度為45cm。需要說明的是，之所以對好氧濾層124的厚度進行限定，是因為好氧濾層124厚度太小或太大都不利于好氧濾層124硝化作用的實現(xiàn)，具體地，好氧濾層124太薄，影響好氧濾層124硝化階段的時間，容易造成硝化處理的不徹底；而好氧濾層124太厚，又會阻礙上層氧氣的進一步滲入，致使好氧濾層124底部缺乏有氧環(huán)境，從而影響好氧濾層124的整體處理效果。

進一步地，由于經(jīng)過硝化處理裝置120上層好氧濾層124的硝化分解過濾后，污水中含有顆粒物雜質(zhì)，因此，本實施例提供的硝化處理裝置120底部還設(shè)置了用于過濾顆粒物雜質(zhì)的卵石層126。需要說明的是，卵石層126的設(shè)置不但是單純?yōu)榱诉^濾顆粒物雜質(zhì)本身，更重要的是，可以防止污水向反硝化處理裝置140輸送過程中，造成連接管130或閥門132的堵塞，影響整個滲濾裝置100的正常工作。

優(yōu)選地，為了使卵石層126取得較佳的過濾效果，本實施例提供的卵石層126厚度限定為4-6cm，并且在卵石層126鋪設(shè)過程中選用直徑為2-4cm卵石進行填料。需要說明的是，根據(jù)實際的實驗效果，更優(yōu)選地，卵石層126的厚度為5cm時具有最佳的過濾效果。

進一步地，污水經(jīng)過硝化處理裝置120后，通過連接管130導(dǎo)入到反硝化處理裝置140中。需要說明的是，連接管130上設(shè)置有用于定量控制污水流量的閥門132，具體地，閥門132為止水閥，當硝化處理裝置120的水位達到一定高度時，水壓會促使止水閥里邊的浮球浮起，繼而聯(lián)動止水閥閥門開關(guān)打開放水，而當硝化處理裝置120的水位下降后，止水閥閥門開關(guān)又會自動關(guān)閉，因此，從止水閥的運行原理來看，通過設(shè)置止水閥實現(xiàn)了向反硝化處理裝置140進行污水輸入的定量控制，從而延長了污水在反硝化處理裝置140中的停留時間，加強了反硝化處理裝置140在反硝化階段對污水的處理效果。另外，還需要說明的是，閥門132的設(shè)置還可以起到控氧的作用，具體地，閥門132將好氧濾層124和厭氧濾層144隔離，避免氧氣進入?yún)捬鯙V層144從而影響厭氧濾層144的反硝化處理效果。

進一步地，反硝化處理裝置140內(nèi)部主要是進行污水反硝化處理的場所。具體地，反硝化處理裝置140內(nèi)部設(shè)置有厭氧濾層144，厭氧濾層144包括生物炭層和橡膠層，并且反硝化處理裝置140靠近厭氧濾層144的一端還設(shè)置有用于為厭氧濾層144補充碳源的碳源補充口145。其中，碳源補充口145的設(shè)置主要是方便進行人工補充碳源，以提高厭氧濾層144的反硝化效率。需要說明的是，為了加強厭氧濾層144的反硝化處理能力，本實施例提供的生物炭層和橡膠層均為多層，且每層生物炭層和每層橡膠層分別以9-11cm的厚度交替設(shè)置，其中，優(yōu)選地，每層生物炭層和每層橡膠層的厚度均為10cm。需要強調(diào)的是，因為整個厭氧濾層144的工作環(huán)境需要在缺氧的環(huán)境下進行，因此，整個反硝化處理裝置140都是在密封條件下進行的，即人工補充完碳源后，應(yīng)該及時的將碳源補充口145進行封閉。

進一步地，為了充分的進行反硝化處理以及對污水中殘留的含氮有機物進行最終的硝化處理，本實施例提供的生物碳層表面還包覆了由硝化細菌、反硝化細菌和氨氧化菌混合組成的微生物膜層，從而使得其自身形成了掛膜生物碳層。需要說明的是，掛膜生物碳層進一步強化了微生物的作用，并且由于生物炭層和橡膠層的分層鋪設(shè)使得掛膜生物碳層達到了更好的處理效果，另外，多層介質(zhì)的構(gòu)造同時也營建了多種微生物環(huán)境，豐富了微生物的種類和數(shù)量。

進一步地，污水經(jīng)過厭氧濾層144的過濾后，為了過濾殘留在濾水中的顆粒物，反硝化處理裝置140的底部還設(shè)置了卵石層148。需要說明的是，為了使卵石層148取得較佳的過濾效果，本實施例提供的卵石層148厚度限定為4-6cm，并且在卵石層148鋪設(shè)過程中選用直徑為2-4cm卵石進行填料。需要強調(diào)的是，根據(jù)實際的實驗效果，更優(yōu)選地，卵石層148的厚度為5cm時對來自厭氧濾層144的濾水具有最佳的過濾效果。

本實施例提供的滲濾裝置100的工作原理：繼續(xù)參照圖1，首先將污水從第一進水口122引入到硝化處理裝置120內(nèi)，通過硝化處理裝置120內(nèi)好氧濾層124的硝化作用以及卵石層126對顆粒物的過濾后，再通過設(shè)置有止水閥的連接管130定量的將污水輸入到反硝化處理裝置140內(nèi)；需要說明的是，在進行反硝化處理階段的同時，通過碳源補充口145不斷的補充碳源，保證反硝化處理裝置140內(nèi)生物碳層中微生物的正常生命活動；最后，再經(jīng)過反硝化處理裝置140底層的卵石層148過濾顆粒物，并從第二出水口142排出。另外，需要強調(diào)的是，本實施例提供的滲濾裝置100對于污水的處理是借助污水的重力作用作為流動動力的，因此，在豎直方向上，硝化處理裝置120的高度要高于反硝化處理裝置140。

請參照圖2，本實施例還提供了一種滲濾系統(tǒng)10，其包括配水池110、提升泵112、布水系統(tǒng)114和本實施例提供的滲濾裝置100，需要說明的是，配水池110、提升泵112、布水系統(tǒng)114和滲濾裝置100依次連通。

具體地，滲濾系統(tǒng)10的工作原理是：污水在配水池110中配置好后，通過提升泵112提升到布水系統(tǒng)114中，布水系統(tǒng)114與滲濾裝置100的硝化處理裝置120連通，并通過硝化處理裝置120上部設(shè)置的第一進水口122對硝化處理裝置120內(nèi)部進行均勻布水，污水被均勻噴灑到硝化處理裝置120內(nèi)部，先后經(jīng)過好氧濾層124的硝化過濾和卵石層126的顆粒物過濾凈化后，再通過設(shè)置有止水閥的連接管130定量的將污水輸入到反硝化處理裝置140內(nèi)；另外，需要說明的是，在進行反硝化處理階段的同時需要通過碳源補充口145不斷的人工補充碳源，保證反硝化處理裝置140內(nèi)生物碳層中微生物的正常生命活動，以此來通過微生物的正常新陳代謝完成最終的反硝化處理；最后，經(jīng)過厭氧濾層144反硝化過濾處理后的濾水再經(jīng)過反硝化處理裝置140底層的卵石層148進行顆粒物的進一步過濾，并最終從第二出水口142排出。

第二實施例

請參照圖3，本實施例提供了一種滲濾裝置200，其與第一實施例提供的滲濾裝置100大致相同，不同之處在于，本實施例提供的滲濾裝置200中反硝化處理裝置240的進出水方式和第一實施例相反，即改為從底部進水，從頂部出水。

具體地，為了盡可能的延長污水在反硝化處理階段的時間，增強反硝化處理的效果，本實施例提供反硝化處理裝置240的第二進水口241設(shè)置在底部，并與硝化處理裝置120通過設(shè)置有止水閥的連接管230連通；反硝化處理裝置240的第二出水口242設(shè)置在頂端，用于排出最終過濾出來的水。需要說明的是，由于反硝化處理裝置240中的污水流動方向相對于第一實施例而言完全相反，因此，本實施例提供的反硝化處理裝置240內(nèi)部厭氧濾層244和卵石層248也進行了相反的布置，即卵石層248在頂端與第二出水口242相對應(yīng)，而厭氧濾層244則設(shè)置于卵石層248的下部。需要強調(diào)的是，通過改變反硝化處理裝置240的進出水方式，實現(xiàn)了反硝化時間段的進一步延長，為污水的反硝化處理充分的進行提供了保證，同時也進一步地提高了總氮去除率。

請參照圖4，本實施例還提供了一種滲濾系統(tǒng)20，其與第一實施例提供的滲濾系統(tǒng)10大致相同，不同之處，在于本實施例滲濾系統(tǒng)20中的滲濾裝置200不同，具體的不同之處已在本實施例介紹滲濾裝置200時進行了闡述，故不再贅述。

試驗例

為了驗證本發(fā)明實施例的有益效果，試驗例選取第一實施例的滲濾系統(tǒng)進行試驗測試，具體地，試驗采用配置廢水與實際生活污水混合發(fā)酵而成，初始氨氮為40mg/l左右，cod為350mg/l，系統(tǒng)水力負荷為0.5m/d，每天布水3次，每隔8h投配一次，一個水力負荷周期為8h，厭氧段布水0.5h，好氧段布水0.5h，落干7h；采用時間繼電器控制止水閥和提升泵的工作，實現(xiàn)定時定量布水、出水。

進一步地，待滲濾系統(tǒng)穩(wěn)定運行20天后，測量濾出的水質(zhì)，其結(jié)果為：總氮(以n計)＝4.2mg/l，氨氮(以n計)＝1.42mg/l，總氮去除率為89.5％，氨氮去除率96.3％。因此，將此結(jié)果與《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(gb18918-2002)中一級a標對比后發(fā)現(xiàn)，無論是總氮還是氨氮都原優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(gb18918-2002)中一級a標，表現(xiàn)出了優(yōu)異的污水處理能力。

綜上所述，本發(fā)明將滲濾裝置的硝化處理裝置和反硝化處理裝置通過設(shè)置有閥門的連接管連通，實現(xiàn)了硝化處理裝置和反硝化處理裝置的間接連通，從而使得滲濾裝置可以通過調(diào)節(jié)閥門延長污水在反硝化處理裝置中的反硝化處理時間，進而提高總氮去除率；通過改變反硝化處理裝置的進水方式，進一步的延長了反硝化處理時間；通過將掛膜生物炭層和橡膠層進行多層交替設(shè)置，加強了厭氧濾層的反硝化處理效果。因此，包括有上述滲濾裝置的滲濾系統(tǒng)不但具有設(shè)計簡單、制作方便、適應(yīng)性強和便于推廣應(yīng)用的優(yōu)點，而且總氮去除率非常高，具有很強的污水凈化處理能力。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。