專利名稱：一種強化好氧-厭氧人工快滲污水處理系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于市政與環保工程領域，具體涉及一種強化好氧-厭氧改良型人工快滲
污水處理系統，本系統特別適用于好氧-厭氧無能耗低成本的污水處理或微污染水體修復。
背景技術：
人工快滲處理系統作為一種污水土地處理技術，其突出特點是設備簡單，操作管 理方便，能耗低，費用僅為常規二級生物處理的1/2 1/10，而且凈化效果較好，可作為傳 統生物處理的替代工藝。 傳統的人工快滲處理系統自誕生以來，一直存在許多不足之處①氨氮去除效果 欠佳該系統去除氨氮的主要機理是通過好氧硝化一缺氧反硝化作用，由于土壤中去除氨 氮是一個較為復雜的過程，并且供氧量有限，很難協調好氧與厭氧環境之間的相互轉換，因 此該系統對氨氮的去除率較低，且出水氨氮較難達標。②水力負荷低人工快滲系統對污染 物的去除效果十分有限，一般而言為達到較好的處理效果，應保持較低的水力負荷，這就限 制了該工藝的廣泛應用。③系統間歇式運行人工快滲通過控制水力負荷周期和濕干比來 調節系統的處理效果，濕干比的運行方式雖然可以防止由于有機物生長和懸浮物沉積所造 成的土壤表層孔隙過度堵塞，并能對系統進行一定復氧，使系統內部潛層剖面上交替形成 氧化還原環境，有利于有機污染物的降解去除；但為獲得最佳脫氮效果，則需要足夠長的干 化時間，從而造成整個系統不能連續運行，只能間歇式處理污水。 針對該系統的上述不足，公開號為CN201161953的中國專利在好氧層與厭氧層之 間構建多孔填料復氧層，氧氣通過豎向通風管道連接水平多孔通氣管進入復氧層內部，從 而加強好氧硝化作用。但該專利存在以下幾點缺陷①以水平通氣管為主體的復氧層具有 較低的氧氣傳質效率，管道的服務面積又十分有限，復氧效果欠佳；②復氧層結構的構建雖 然提高了填料中的氧含量，但這也削弱了缺氧反硝化作用，導致反硝化效果不理想；③該系 統未采用濕干比的運行方式，有機物生長和懸浮物沉積容易引起土壤表層孔隙堵塞，從而 降低系統的滲透性能，造成污水處理效果不佳。
發明內容
針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種復氧效果好、低成本、提 高氨氮去除效果、連續處理進水的強化好氧_厭氧人工快滲污水處理系統。
實現本發明目的的技術方案為 —種強化好氧-厭氧人工快滲污水處理系統，它由復氧系統和出水收集系統構 成，所述復氧系統從下往上依次由底板、承托層、復氧層下部填料、復氧層、復氧層上部填料 和豎向通氣管組成，豎向通氣管上端與大氣相通，下端與復氧層連通，復氧系統通過排水收 集管與出水收集系統相連，排水收集管上設有若干進水孔，排水收集管水平布置于復氧層 下部填料底部。
所述豎向通氣管表面按螺旋方式分布有小孔，小孔直徑①5 10mm，豎向通氣管
布置密度為0. 5 1根/tf，頂端高于復氧層上部填料表面0. 35 0. 50m。 所述復氧層由水平的滲排水塑料片材構成并在水平方向上布滿整個人工快滲系
統，構成復氧層的塑料片材呈立體網狀結構，復氧層四周包裹滲水土工布。 復氧層層高為100 150mm ;復氧層上部填料高度為0. 5 0. 8m ;復氧層下部填料
高度為0. 7 1. Om。 所述出水收集系統按出水順序依次由出水井、出水堰和出水孔組成，出水堰位于 出水井上端，所述排水收集管出水端穿過復氧系統壁后與出水井連通。出水井高0.7 1. Om，出水堰由高度可調的金屬擋板構成，出水堰高度為0. 5 0. 9m。 本系統除利用人工快滲技術的設備簡單、操作管理方便、能耗低、費用少等傳統優 點外，充分利用自然通風和淹沒出流原理，合理構建"通風復氧層一水下厭氧層"，從而加強 硝化一反硝化作用，提高生物脫氮效果；并通過多組人工快滲單元并聯運行，達到連續進出 水的目的。相比現有技術，本發明具有以下優點 (1)該改進系統具有無能耗、復氧效果好的優點。以豎向通風管和滲排水塑料片材 構建復氧系統，將塑料片材填充在人工快滲系統的整個水平斷面上，利用塑料片材間廣泛 分布的空隙顯著提高氧氣的傳質效率、擴大復氧面積，具有傳統通風管無法比擬的復氧效 果。 (2)投資少、管理運行方便。該系統的附加投資僅限于豎向通風管和滲排水塑料片 材，其價格較為低廉，滿足國內絕大多數地區的實際財力要求，值得廣泛推廣運用。該系統 在運行過程中也無需較高的管理水平，具有較為穩定的運行狀態，是一項管理運行方便的 技術。 (3)合理構建好氧-厭氧環境，提高去污效果。本改進系統采用高度可調的堰板 控制出水水位，水位線以下填料區為淹水段處于厭氧環境，即通過出水堰板高度調節厭氧 區范圍，解決了傳統人工快滲系統采用底部出流造成厭氧區較窄、反硝化效果欠佳的問題。 此外，通過合理調節厭氧區范圍，構建"通風復氧層一水下厭氧層"的組合環境，從而加強硝 化一反硝化作用，提高氨氮去除效果，去除污染物效果達到最優。 (4)連續處理進水。以該改進系統為單位，通過構建多組處理單元，對連續進水采 用分單元配水、分單元閑置的周期運行方式，能對連續進水進行非間斷處理，避免了傳統人 工快滲系統因干化時間而進行間歇處理進水的弊端，擴大了該系統的運用范圍。
圖1-本發明結構示意圖；
圖2-圖1的A-A剖面圖；
圖3-圖1的出水堰大樣圖。 其中，1-布水管，2-豎向通氣管，3-復氧層上部填料，4-復氧層，5-復氧層下部填 料，6-承托層，7-底板，8-排水收集管，9-穿墻口 ， 10-出水井，11-出水堰，12-出水口 。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步說明。
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本發明強化好氧_厭氧人工快滲污水處理系統由無能耗復氧系統及出水水位可 調的出水收集系統構成，見圖1和圖2。 所述復氧系統從下往上依次由底板7、承托層6、復氧層下部填料5、復氧層4、復氧 層上部填料3和豎向通氣管2組成，豎向通氣管2上端與大氣相通，下端與復氧層4連通。 污水通過布水管1進入復氧系統，復氧系統再通過排水收集管8與出水收集系統相連(事 實上，排水收集管為出水收集系統的組成部分)，排水收集管8上設有若干進水孔，排水收 集管8水平布置于復氧層下部填料5底部，其具體結構參見圖1。 復氧層4由立體網狀結構滲排水塑料片材、滲水土工布構成。立體網狀結構滲排 水塑料片材采用具有耐腐蝕性、防滲、透氣的聚乙烯復合材料制成，層高為100 150mm，該 層在水平方向上布滿整個人工快滲系統，形成"過濾一排水一透氣"體系；片材層四周包裹 滲水土工布，以防止周圍填料進入片材層內引起堵塞。 豎向通氣管2采用DN50 DN150 UPVC管進行通風復氧，其表面按螺旋方式均布
有密集的①5 10mm小孔，以達到充分復氧的效果，通氣管采用密度為0. 5 1根/m2的
方式均勻配置，通氣管頂端高于復氧層上部填料表面0. 35 0. 50m。空氣沿豎向通氣管進
入塑料片層，通過塑料片層中錯落有致的空隙進入緊鄰復氧層上下部分的填料。 復氧層上部填料3高度控制在0. 5 0. 8m，由于可通過表面和復氧層同時對上
部填料層復氧，強化了復氧效果，可使其處于良好的好氧狀態。復氧層下部填料5高度為
0. 7 1. Om，通過淹沒出流強化了系統內部形成良好的厭氧環境。 參見圖3，所述出水收集系統按出水順序依次由排水收集管8、出水井10、出水堰 11、出水孔12組成，出水堰11位于出水井10上端。所述排水收集管8采用穿孔管形式，出 水端穿復氧系統壁上的穿墻口 9后與出水井10下部相通，隨著進入出水井10內的水量增 加，當出水水位達到堰板頂端高度時溢流進入出水堰11，并通過出水孔12排出人工快滲處
理系統。 出水井10高O. 7 1. Om，出水堰11由高度可調的金屬擋板構成，金屬擋板頂端高 度控制在0. 5 0. 9m，通過擋板高度的調整來控制出水水位。由于空氣在水中的溶解氧極 低，故水位線以下填料區為淹水段，極易形成厭氧環境。傳統人工快滲系統采用底部出流造 成厭氧區較窄，改進后的系統通過提高出水水位來擴大淹水厭氧填料區，彌補了復氧層結 構對厭氧反硝化的削弱作用，增強了反硝化效果。 本系統運行方式為在一定濕干比下獨立運行，也可構建多組人工快滲處理單元， 按照并聯分批的原理，對連續進水采用分單元配水、分單元閑置的周期運行方式，不僅達到 在一定濕干比條件下穩定運行的目的，而且能對連續進水進行非間斷處理。
下面通過實施例進一步描述本發明并說明其處理效果。 實施例將本發明應用于某污水處理工程中，具體采用"格柵一厭氧生物反應池一 跌水曝氣一改良人工快滲系統一紫外消毒"的工藝，處理規模為800mVd，場內基本無電能消耗。 改良人工快滲系統的技術參數為單個改良人工快滲系統長18.0m，寬4.0m，高
1. 40 2. Om。復氧層上部填料高0. 63m，復氧層高0. 10m，復氧層下部填料高0. 74m，承托 層高O. 28m，出水井高l.OOm，可調節出水堰高O. 75m。豎向通氣管采用DN50 UPVC管，其表 面布有密集的①5mm小孔，采用密度為0.5根/n^的方式均勻配置。水平復氧層采用土工
5布包裹RCP-6730D型滲排水片材。系統水力負荷為1. 5 2. 5m3/(m2 d)，運行濕干比為 Id : 2d(配水一天，間歇兩天)，每4組人工快滲系統為一個運行單位，共3個單元交替運 行。 監測結果表明經格柵一厭氧生物反應池一跌水曝氣等前處理單元后，進入改良 人工快滲系統的C0D平均為69. 0mg/L、NH3-N為10. 7mg/L、TN為14. 5mg/L、TP為1. 3mg/L ; 出水C0D平均為48. 2mg/L、 NH3_N為4. 9mg/L、 TN為9. 8mg/L、 TP為0. 9mg/L ;C0D去除率為 30. 1 % 、 NH3-N為54. 2% 、 TN為32. 4% 、 TP為30. 8% 。污水廠出水水質達到《城鎮污水處 理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中一級B標準。
本發明主要技術參數 改良快滲系統復氧層上部填料高0. 5 0. 8m，復氧層高0. 10 0. 15m，下部填料 高0. 7 1. 0m，承托層高0. 2 0. 4m，出水井高0. 7 1. 0m，可調節出水堰高0. 5 0. 9m。豎
向通氣管采用DN50 150 UPVC管，其表面布有密集的①5 10mm小孔，采用密度為0. 5 1根/m2的方式均勻配置，通氣管頂端高于填料表面0. 35 0. 50m。水平復氧層采用滲水 土工布包裹滲排水片材。系統水力負荷為1. 0 3. 0mV(m2 d)，運行濕干比為ld : 2d 3d(配水一天，間歇兩天或三天)，交替運行。
權利要求
一種強化好氧-厭氧人工快滲污水處理系統，它由復氧系統和出水收集系統構成，其特征在于所述復氧系統從下往上依次由底板(7)、承托層(6)、復氧層下部填料(5)、復氧層(4)、復氧層上部填料(3)和豎向通氣管(2)組成，豎向通氣管(3)上端與大氣相通，下端與復氧層(4)連通，復氧系統通過排水收集管(8)與出水收集系統相連，排水收集管上設有若干進水孔，排水收集管(8)水平布置于復氧層下部填料(5)底部。
2. 根據權利要求1所述的強化好氧_厭氧人工快滲污水處理系統，其特征在于所述豎向通氣管(2)表面按螺旋方式分布有小孔，小孔直徑①5 10mm，豎向通氣管布置密度為0. 5 1根/m、頂端高于復氧層上部填料表面0. 35 0. 50m。
3. 根據權利要求1或2所述的強化好氧_厭氧人工快滲污水處理系統，其特征在于所述復氧層(4)由水平的滲排水塑料片材構成并在水平方向上布滿整個人工快滲系統，構成復氧層的塑料片材呈立體網狀結構，復氧層四周包裹滲水土工布。
4. 根據權利要求1所述的強化好氧-厭氧人工快滲污水處理系統，其特征在于所述復氧層(4)層高為100 150mm ;復氧層上部填料(3)高度為0. 5 0. 8m ;復氧層下部填料(5)高度為0. 7 1. Om。
5. 根據權利要求1所述的強化好氧-厭氧人工快滲污水處理系統，其特征在于所述出水收集系統按出水順序依次由出水井(10)、出水堰(11)和出水孔(12)組成，出水堰(11)位于出水井(10)上端，所述排水收集管(8)出水端穿復氧系統壁后與出水井(10)連通。
6. 根據權利要求5所述的強化好氧_厭氧人工快滲污水處理系統，其特征在于所述出水井(10)高0.7 l.Om，出水堰(11)由高度可調的金屬擋板構成，出水堰(11)高度為0. 5 0. 9m。
全文摘要
本發明涉及一種強化好氧-厭氧人工快滲污水處理系統，它由復氧系統和出水收集系統構成，復氧系統從下往上依次由底板、承托層、復氧層下部填料、復氧層、復氧層上部填料和豎向通氣管組成，豎向通氣管上端與大氣相通，下端與復氧層連通，復氧系統通過排水收集管與出水收集系統相連，排水收集管上設有若干進水孔，排水收集管水平布置于復氧層下部填料底部。本系統除利用人工快滲技術的設備簡單、操作管理方便、能耗低、費用少等傳統優點外，充分利用自然通風和淹沒出流原理，合理構建“通風復氧層—水下厭氧層”，從而加強硝化—反硝化作用，復氧效果好，提高生物脫氮效果；并通過多組人工快滲單元并聯運行，達到連續進出水的目的。
文檔編號C02F3/30GK101781023SQ20101011117
公開日2010年7月21日 申請日期2010年2月21日 優先權日2010年2月21日
發明者方芳, 李哲, 王春燕, 王勝, 郭勁松, 陳猷鵬 申請人:重慶大學