生活污水集約式深度去污及脫氮處理系統(tǒng)與方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境工程污水處理技術領域，具體地指一種生活污水集約式深度去污及脫氮處理系統(tǒng)與方法。
技術背景
[0002]農(nóng)村及城鎮(zhèn)生活污水具有有機物濃度高、日變化系數(shù)大、間歇排放的特點，未經(jīng)處理直接排放到河流和湖泊，會造成嚴重的水體污染。同時由于我國農(nóng)村及城鎮(zhèn)人口聚居相對較分散，且經(jīng)濟水平較低，不能完全采用生活污水集中處理的模式。因此，因地制宜選擇合適且經(jīng)濟的污水處理技術，顯得十分重要。現(xiàn)有的人工濕地和土地滲濾系統(tǒng)，具有低成本、低運行費用、管理方便等特點，其應用前景廣泛，但是由于缺少良好的好氧及缺氧環(huán)境，總體上脫氮效果不盡理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是要提供一種生活污水集約式深度去污及脫氮處理系統(tǒng)與方法，該系統(tǒng)和方法的處理負荷高、去污及脫氮效果好、占地少、處理成本及后期管理費用低、操作簡單。
[0004]為實現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設計的一種生活污水集約式深度去污及脫氮處理系統(tǒng)，其特征在于:包括超深厭氧塘、潮汐流人工濕地、強化土地滲濾系統(tǒng)，所述超深厭氧塘的內(nèi)部設有出水管，所述出水管的一級污水出口連接潮汐流人工濕地的一級污水入口，所述潮汐流人工濕地的二級污水出口通過恒流栗分別與強化土地滲濾系統(tǒng)的二級污水第一入口、二級污水第二入口連接，所述強化土地滲濾系統(tǒng)的二級污水第一入口通過第一穿孔布水管連接強化土地滲濾系統(tǒng)的第一級滲濾系統(tǒng)，所述強化土地滲濾系統(tǒng)的二級污水第二入口通過第二穿孔布水管連接強化土地滲濾系統(tǒng)的第二級滲濾系統(tǒng)；
[0005]所述超深厭氧塘還設有原污水入口 ；所述強化土地滲濾系統(tǒng)的第一級滲濾系統(tǒng)還設有三級污水第一出口，所述強化土地滲濾系統(tǒng)的第二級滲濾系統(tǒng)還設有三級污水第二出
□ O
[0006]上述技術方案中，所述超深厭氧塘的出水管頂部設有過濾器，所述出水管的一級污水出口與潮汐流人工濕地的一級污水入口之間的管路內(nèi)設有第一流量計和時間繼電器閥門，所述強化土地滲濾系統(tǒng)的二級污水第一入口與第一穿孔布水管之間的管路內(nèi)設有第二流量計，所述強化土地滲濾系統(tǒng)的二級污水第二入口與第二穿孔布水管之間的管路內(nèi)設有第三流量計。
[0007]上述技術方案中，所述強化土地滲濾系統(tǒng)的第一級滲濾系統(tǒng)設置在第二級滲濾系統(tǒng)上方，所述第一級滲濾系統(tǒng)和第二級滲濾系統(tǒng)之間設有不透水無紡土工布。
[0008]上述技術方案中，所述第一級滲濾系統(tǒng)的填料從上向下依次為土壤、草炭和/或粗砂、礫石。
[0009]上述技術方案中，所述第二級滲濾系統(tǒng)的填料從上向下依次為粗砂、草炭和/或粗砂、礫石。
[0010]上述技術方案中，所述超深厭氧塘的深度為6?9m。
[0011]上述技術方案中，所述潮汐流人工濕地采用潮汐上行流方式進水，所述潮汐流人工濕地的表層設有生態(tài)植物層，所述潮汐流人工濕地的內(nèi)層基質(zhì)為礫石。
[0012]上述技術方案中，所述潮汐流人工濕地與強化土地滲濾系統(tǒng)均采用間歇式運行方式。
[0013]—種利用上述的生活污水集約式深度去污及脫氮處理系統(tǒng)進行去污和脫氮的方法，其特征在于，它包括如下步驟:
[0014]步驟1:原污水由原污水入口進入超深厭氧池，在超深厭氧池中經(jīng)過重力沉淀作用去除大顆粒物質(zhì)，并通過水解酸化作用將大分子有機污染物轉化成更易分解的小分子有機污染物，原污水去除顆粒態(tài)污染物和大分子有機污染物后，得到一級污水；
[0015]步驟2:在超深厭氧塘內(nèi)部污水水平面與潮汐流人工濕地表面高程差的驅動下，一級污水通過過濾器進入超深厭氧塘的出水管，再由一級污水出口進入潮汐流人工濕地的一級污水入口，并通過第一流量計控制潮汐流人工濕地的進水時間。
[0016]步驟3:待潮汐流人工濕地5充滿水后停留3?12h，此時在潮汐流人工濕地5內(nèi)的一級污水中的有機污染物被附著在基質(zhì)上的生物膜吸附及氧化分解，氨氮(NH3-N)被氧化成硝態(tài)氮或亞硝態(tài)氮(N03-N、NO2-N),磷被基質(zhì)吸附截留，同時進行離子交換及反硝化反應，其中一級污水中質(zhì)量分數(shù)為0.6?17.3%的氮和質(zhì)量分數(shù)為1.4?41.2%的磷被植物吸收，得到二級污水；二級污水被恒流栗由二級污水出口提升至強化土地滲濾系統(tǒng)，其中占二級污水總量50%的二級污水由二級污水第一入口通過第一穿孔布水管進入強化土地滲濾系統(tǒng)的第一級滲濾系統(tǒng)，進入第一級滲濾系統(tǒng)的二級污水從上到下依次進行好氧分解、硝化反應、反硝化反應，去除有機污染物、氨氮及磷，得到第一系統(tǒng)三級污水；剩下50%的二級污水由強化土地滲濾系統(tǒng)的二級污水第二入口通過第二穿孔布水管進入土地滲濾系統(tǒng)的第二級滲濾系統(tǒng)，進入第二級滲濾系統(tǒng)的二級污水進行吸附截留、反硝化反應，進一步脫氮除磷，得到第二系統(tǒng)三級污水，同時分別調(diào)節(jié)第二流量計、第三流量計以保證進入第一級滲濾系統(tǒng)和第二級滲濾系統(tǒng)的進水時間；
[0017]步驟4:經(jīng)過第一級滲濾系統(tǒng)處理得到的第一系統(tǒng)三級污水由三級污水第一出口排干，經(jīng)過第二級滲濾系統(tǒng)處理得到的第二系統(tǒng)三級污水由三級污水第二出口排干。
[0018]上述技術方案中，所述步驟3中潮汐流人工濕地的充滿時間和步驟4中強化土地滲濾系統(tǒng)的排干時間相同。
[0019]本發(fā)明的有益效果為:
[0020]1、本發(fā)明設置的超深厭氧塘可以去除部分有機物及顆粒態(tài)污染物，進一步增加污染物的可生化性和抗沖擊負荷能力。
[0021]2、本發(fā)明利用超深厭氧塘內(nèi)部污水水平面與潮汐流人工濕地表面的高程差及時間繼電器開關，實現(xiàn)潮汐流人工濕地無動力潮汐方式進水，潮汐上行流的操作方式可以使?jié)摿鳚竦爻溲跫拔⑸锷L良好，從而使有機物的去除率和硝化的效率更高。
[0022]3、本發(fā)明的兩級強化滲濾系統(tǒng)采用間歇方式操作，增加了系統(tǒng)的抗沖擊負荷能力，同時使第二級滲濾系統(tǒng)具有良好的缺氧環(huán)境，此外草炭提供碳源，使反硝化效率更高，從而脫氮效果更好。
[0023]說明書附圖
[0024]圖1為生活污水集約式深度去污及脫氮處理系統(tǒng)的結構示意圖。
[0025]其中，I一超深厭氧塘、1.1一原污水入口、2—過濾器、3—第一流量計、4一時間繼電器閥門、5—潮汐流人工濕地、5.1—一級污水入口、5.2—二級污水出口、6—恒流栗、7—第二流量計、8—第二流量計、9一強化土地滲濾系統(tǒng)、9.1一二級污水第一入口、9.2一二級污水第二入口、9.3—三級污水第一出口、9.4一三級污水第二出口、10—第一穿孔布水管、11 一第二穿孔布水管、12—不透水無紡土工布、13—出水管、14.1一第一級滲濾系統(tǒng)、14.2一第二級滲濾系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0026]以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明:
[0027]如圖1所示的一種生活污水集約式深度去污及脫氮處理系統(tǒng)，包括超深厭氧塘1、潮汐流人工濕地5、強化土地滲濾系統(tǒng)9，所述超深厭氧塘I的內(nèi)部設有出水管13，所述出水管13的一級污水出口 13.1連接潮汐流人工濕地5的一級污水入口 5.1，所述潮汐流人工濕地5的二級污水出口 5.2通過恒流栗6分別與強化土地滲濾系統(tǒng)9的二級污水第一入口9.1、二級污水第二入口 9.2連接，所述強化土地滲濾系統(tǒng)9的二級污水第一入口 9.1通過第一穿孔布水管10連接強化土地滲濾系統(tǒng)9的第一級滲濾系統(tǒng)14.1，所述強化土地滲濾系統(tǒng)9的二級污水第二入口 9.2通過第二穿孔布水管11連接強化土地滲濾系統(tǒng)9的第二級滲濾系統(tǒng)14.2 ；
[0028]所述超深厭氧塘I還設有原污水入口 1.1 ;所述強化土地滲濾系統(tǒng)9的第一級滲濾系統(tǒng)14.1還設有三級污水第一出口 9.3，所述強化土地滲濾系統(tǒng)9的第二級滲濾系統(tǒng)14.2還設有三級污水第二出口 9.4。
[0029]上述技術方案中，所述超深厭氧塘I的出水管13頂部設有過濾器2，所述出水管13的一級污水出口 13.1與潮汐流人工濕地5的一級污水入口 5.1之間的管路內(nèi)設有第一流量計3和時間繼電器閥門4，所述強化土地滲濾系統(tǒng)9的二級污水第一入口 9.1與第一穿孔布水管10之間的管路內(nèi)設有第二流量計7，所述強化土地滲濾系統(tǒng)9的二級污水第二入口 9.2與第二穿孔布水管11之間的管路內(nèi)設有第三流量計8。
[0030]上述技術方案中，上述第一流量計3、第二流量計7、第三流量計8均用于測量各處流量的相關參數(shù)，確定本系統(tǒng)是否在正常的范圍運行，有不足或者超過相關參數(shù)，將對流量進行調(diào)節(jié)，從而保證系統(tǒng)的正常工作。
[0031]上述技術方案中，所述強化土地滲濾系統(tǒng)9的第一級滲濾系統(tǒng)14.1設置(固定)在第二級滲濾系統(tǒng)14.2上方，所述第一級滲濾系統(tǒng)14.1和第二級滲濾系統(tǒng)14.2之間設有不透水無紡土工布12，從而使得第二級滲濾系統(tǒng)14.2缺氧環(huán)境相對于第一級滲濾系統(tǒng)14.1更加良好，進一步加強了反硝化反應。
[0032]上述技術方案中，所述第一級滲濾系統(tǒng)14.1的填料從上向下依次為土壤、草炭和/或粗砂、礫石，所述草炭為反硝化反應提供碳源，礫石廉價容易獲得，在底部主要作為基底，防止出水口堵塞。
[0033]上述技術方案中，所述第二級滲濾系統(tǒng)14.2的填料從上向下依次為粗砂、草炭和/或粗砂、礫石，所述粗砂有利于增加污水的滲透速率，草炭為反硝化反應提供碳源。
[0034]上述技術方案中，所述超深厭氧塘I的深度為6?9m，有利于底泥完全消化。
[0035]上述技術方案中，所述潮汐流人工濕地5采用潮汐上行流方式進水，有利于有機物更加合理分布在人工濕地下中上層，可以使每層微生物生長更加良好。所述潮汐流人工濕地5的表層設有生態(tài)植物層，所述潮汐流人工