一種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池及其應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于水處理領域，涉及一種污水處理裝置，具體來說是一種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池及其應用。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著我國社會經濟的快速發展，村鎮建設規模不斷擴大，新增住宅小區日益增多。然而，由于我國村鎮地區經濟薄弱，居住相對分散，排水管網不完善和缺少因地制宜的污水處理技術等原因，超過90%以上的居民生活污水不經任何處理直接排放到就近水體，造成水環境污染，進而對人體健康造成潛在危害。因此，如何經濟有效地解決村鎮地區的污水就地處理、實現水資源的合理配置與高效利用，成為環保工作者面臨的一項重要課題。
[0003]蚯蚓生物濾池集過濾、吸附、好氧分解和污泥處理等功能于一身，具有分解轉化污水和污泥中的有機物和營養物質，可在污水處理同時實現污泥的減量化和穩定化。濾池中的微生物以污水中的膠體態和溶解性有機物為食料進行生存和繁殖，并且在填料表面形成生物膜。蚯蚓則主要以濾池中截留的有機懸浮物和老化生物膜污泥作為營養源進行消化吸收和分解利用。在蚯蚓生物濾池系統中，濾料不僅是蚯蚓和微生物生存生長的重要載體，也是濾池吸附和截留污染物的主體。選擇適合的濾料對確保濾池中蚯蚓的正常生長，以及快速、有效和穩定地實現蚯蚓生物濾池的高效穩定運行是尤為必要的。
[0004]對該技術的檢索發現，已有艇頓生物濾池方面的專利(如中國專利ZL200810201392.2、ZL 201210152692.2、ZL 201310514397.1 和 ZL 201310612657.9 等)在實際應用中存在以下局限和不足:
1.選擇球形陶粒或木質填料等單一濾料的艇頓生物濾池能夠承受4?6 m3/ (m2-d)的水力負荷；但是較高的水力沖刷作用會對蚯蚓產生脅迫，不利于蚯蚓的生長繁殖和生理生態作用的發揮，從而影響到系統的長期穩定運行。
[0005]2.選擇木肩、苔蘚泥炭土、火山巖顆粒等復合濾料的蚯蚓生物濾池，能夠為蚯蚓提供良好的生活環境，提高系統污水處理效果；但是木肩和苔蘚泥炭土等填料的空隙率較小，可以承受的水力負荷較低，容易發生堵塞現象，從而在工程應用與推廣上受到一定限制。
[0006]3.采用淹沒式生物填料床或人工濕地等其他污水處理技術與蚯蚓生物濾池聯合使用的集成技術，存在工藝復雜、建設運行成本高和管理難度大等問題，也不利于該技術在資金有限的村鎮地區的使用和推廣。
【發明內容】
[0007]針對現有技術中的上述技術問題，本發明提供了一種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池及其應用，所述的這種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池及其應用能夠充分發揮“蚯蚓一微生物一濾料”三者之間的聯合作用，高效低耗地實現污水污泥同步處理與資源化利用，具有工藝簡單、基建運行費用低、管理方便和無二次污染的技術優勢。
[0008]本發明提供了一種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池，包括一個池體，在所述的池體中自上而下依次設置有旋轉布水器、彈性填料層、生物陶粒濾層、第一間隔層、活化沸石濾層、第二間隔層、火山巖顆粒濾層和沉淀池；所述的生物陶粒濾層中設置有生物陶粒，所述的活化沸石濾層中設置有活化沸石，所述的火山巖顆粒濾層中設置有火山巖顆粒，所述的生物陶粒濾層、活化沸石濾層、火山巖顆粒濾層中均置放有赤子愛勝蚓，所述的赤子愛勝蚓的接種密度為12?30 g蚯蚓/L濾料，所述的生物陶粒濾層、活化沸石濾層、火山巖顆粒濾層的下部均設置有承托框架底板，任意一個所述的承托框架底板均與池體內壁固結，所述的承托框架底板上設置有孔徑為1?2 mm的不銹鋼濾網，所述沉淀池的上部設置有溢流出水管，沉淀池的底部設置有排泥管。
[0009]進一步的，任意一個所述間隔層層高為30?50 cm，在任意一個間隔層的外側壁上均勻開設4?8個與大氣相通的通風口，通風口總面積占間隔層外側壁總面積的10?30%。
[0010]具體的，任意一個所述的間隔層均為中空結構。
[0011]進一步的，所述生物陶粒為直徑4?6 mm的輕質球形黏土陶粒，填裝高度為30?50 cm ;所述活化沸石的粒徑為5?8 mm，填裝高度為30?50 cm ;所述火山巖顆粒的粒徑為8?10_，填裝高度為30?50cm。
[0012]進一步的，所述池體的外形為圓柱形。
[0013]進一步的，所述彈性填料直徑為120 _，長度為1.5 m，均勻平鋪填裝在生物陶粒濾層的上方。
[0014]具體的，所述彈性填料的材質為聚烯烴類優質塑料。
[0015]本發明還提供了采用上述的一種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池處理污水的方法，包括如下步驟:
1)將生活污水引入一個預處理池，通過預處理池進水口設置的格柵或格網攔截和去除污水中的各種雜物、懸浮物和漂浮物；
2)將所述蚯蚓生物濾池的進水負荷由5m3/(m2-d)逐步降到2m3/(m2-d)，當各個濾層的濾料表面均勻覆蓋生長一層黃褐色的生物膜時，按照12?30 g蚯蚓/L濾料的接種密度接種赤子愛勝蚓，對蚯蚓進行7?15天的馴化；
3)將所述蚯蚓生物濾池的進水負荷由2m3/(m2-d)逐步提升到3m3/ (m2-d)，生活污水通過旋轉布水器均勻噴灑并流經彈性填料層、生物陶粒濾層、活化沸石濾層和火山巖顆粒濾層；沉淀池的溢流出水排入水體或者灌溉農田，沉淀下來的少量蚓糞污泥經自然干化后用作農肥或施入田間改良土壤。
[0016]延長生態系統的食物鏈是本發明的蚯蚓生物濾池同步處理污水污泥、實現有機污染物處理和資源化利用的重要設計方法。本發明使蚯蚓和微生物群體在有限空間內各得其所，充分利用有限的物質與能量，通過多層生態結構設計充分挖掘生產潛力和物質循環的再生能力。在蚯蚓生物濾池系統中引入蚯蚓，利用食物鏈的富集與轉移，以及“蚯蚓一微生物一濾料”的相互作用，使生物與環境的關系更加協調和適應，建立起更為穩定的生態結構和生態功能，從而在強化污水污泥同步處理的同時實現濾池的長期高效穩定運行。
[0017]與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果: 1.本發明選用的填料為彈性填料、生物陶粒、活化沸石和火山巖顆粒，它們均具有較大的比表面積和適宜的空隙率，不僅可以為微生物和蚯蚓提供良好的生長活動空間，也能保證濾池內部的良好通風和污水污泥在濾池內部的暢通流動，增強好氧微生物和蚯蚓對污染物去除的協同作用，從而實現克服濾池堵塞和強化污水污泥同步處理的目的。
[0018]2.本發明選用的水力負荷更加適中，為3m3/(m2-d)，既能保證系統具有較高的污水污泥處理效能，又不會對蚯蚓的生長繁殖造成脅迫作用，可以確保“蚯蚓一微生物一濾料”的聯合作用長期有效，從而有助于該技術的工程應用與推廣。
[0019]3.本發明采用延長和擴展食物鏈的現代生態設計理念，充分利用蚯蚓和微生物的協同作用以及人工生態系統的多種調控作用，大幅度提高污水污泥生物處理的能量轉化率和資源利用率，系統出水可以達到國家農田灌溉水質標準(GB5084-2005)，產生的少量蚓糞污泥經自然干化后可以用作農肥或施入田間改良土壤，產生可低成本、就地轉化和回收利用的副產品，具有環境友好的綠色生態特點，更加適用于我國廣大村鎮地區的污水污泥處理。
[0020]4.本發明所提供的一種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池及資源化利用方法，工藝簡單、無需設置反沖洗設備和專門污泥處理構筑物、造價和運行費用低廉、操作管理簡便、無二次污染、可以高效低耗地實現污水污泥的同步處理與資源化利用，在資金有限的村鎮地區具有較大的市場前景和推廣應用價值。
[0021]
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明一種污水污泥同步處理的蚯蚓生物濾池的結構示意圖。
[0023]圖中:1 一旋轉布水器；2—彈性填料層；3—生物陶粒濾層；4一第一間隔層；