序批式吸附曝氣濾池與垂直流人工濕地耦合裝置及其應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種序批式吸附曝氣濾池與垂直流人工濕地的耦合裝置，具體涉及一種集物理吸附、生物膜法與垂直流人工濕地組合的污水深度處理的裝置。本發(fā)明還涉及該裝置在污水處理中的應用，即利用上述裝置處理污水的方法。
【背景技術】
[0002]我國污水水量較大，資源回用率較低，目前采取的多為傳統(tǒng)的活性污泥方法如氧化溝，A/o，A2/o等，這些方法能耗高，且產(chǎn)生二次污泥，不僅運行成本高、后續(xù)的管理維護成本也高，雖然出水水質指標能夠滿足我國現(xiàn)行的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002的要求。但面對著城鎮(zhèn)污水處理的出水指標越來越嚴格和污水處理節(jié)能技術日新月異的趨勢，常規(guī)的處理方法已經(jīng)難以滿足上述要求。

【發(fā)明內容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種新型的污水處理裝置及其在污水處理中的應用，即利用該裝置進行污水處理的方法。具體地，本發(fā)明提供一種序批式吸附曝氣濾池與垂直流人工濕地的耦合裝置，更具體地，其涉及一種集物理吸附、生物膜法與垂直流人工濕地組合的污水深度處理的裝置，該裝置可以去除污水中的污染物質，大幅降低處理過程中的能耗、成本，較好的完成資源再生的過程。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提供一種序批式吸附曝氣濾池與垂直流人工濕地的親合裝置，其包括:濃縮池、WAR(Wet Air Regenerat1n，濕式空氣再生)反應器、換熱器、PACT(Powdered Activated Carbon Treatment，粉末活性炭處理)池、氨氮曝氣生物吸附濾池、污水回流池、深型磷吸附濾池和垂直流人工濕地;其中，所述濃縮池連接所述WAR反應器，所述WAR反應器連接所述換熱器，所述換熱器連接所述PACT池，所述PACT池分別連接所述濃縮池和所述氨氮曝氣生物吸附濾池，所述氨氮曝氣生物吸附濾池分別連接所述污水回流池和所述深型磷吸附濾池，所述深型磷吸附濾池連接所述垂直流人工濕地；
[0005]所述濃縮池用于使所述PACT池中產(chǎn)生的剩余污泥濃縮沉淀；
[0006]所述WAR反應器用于使?jié)饪s沉淀的所述剩余污泥濕式氧化再生，并排放處理后的殘渣；
[0007]所述換熱器用于所述WAR反應器的進、出料換熱，將活性碳附著的污泥氧化成無機物，將恢復了活性的活性碳再返回到所述PACT池中重新使用；
[0008]所述PACT池用于將污水中的有機污染物轉化成二氧化碳和水，將氨氮轉化成硝酸鹽氮，并使重金屬離子固化沉淀；
[0009]所述氨氮曝氣生物吸附濾池用于吸附氨氮，將吸附了氨氮后的污水排入所述污水回流池，并將所吸附的氨氮氧化為硝酸鹽氮，再使硝酸鹽氮和污水中的有機污染物反硝化；
[0010]所述污水回流池用于貯存污水，并將污水返回到所述氨氮曝氣生物吸附濾池；
[0011]所述深型磷吸附濾池用于除磷，并去除污水中殘留的有機污染物；
[0012]所述垂直流人工濕地用于去除污水中殘余的有機污染物、氮磷化合物和微生物。
[0013]優(yōu)選地，所述PACT池的填料為活性炭和赤泥分子篩，填料的厚度優(yōu)選為2-2.5m，PACT池的濾速優(yōu)選為6-8m/h。
[0014]優(yōu)選地，所述氨氮曝氣生物吸附濾池的填料為人工沸石或天然沸石，所述人工沸石或天然沸石的粒徑更優(yōu)選為2-4_，填料的厚度優(yōu)選為1.5-2.5m，氨氮曝氣生物吸附濾池的濾速優(yōu)選為4-8m/h，氨氮曝氣生物吸附濾池優(yōu)選采取間歇式曝氣的方式。
[0015]優(yōu)選地，所述深型磷吸附濾池的填料采用人工合成填料，較佳地選用改性粘土礦物，所述填料的厚度優(yōu)選在4_5m，深型磷吸附濾池的濾速優(yōu)選為2-4m/h。
[0016]優(yōu)選地，所述垂直流人工濕地的填料選自石灰石、礫石和弗羅里硅藻土，所述填料的粒徑優(yōu)選10-15mm，所述填料的厚度為1.0-1.5m，水力負荷依據(jù)工程實際情況確定。
[0017]優(yōu)選地，所述WAR反應器內的溫度為226?246 °C，壓力為6?I OMpa，停留時間為I?2h。
[0018]優(yōu)選地，WAR反應器的炭泥濃度>9%，懸浮固體量不得低于9%，以提供WAR反應器穩(wěn)定的污泥量。
[0019]優(yōu)選地，所述PACT池、WAR反應器、換熱器的外壁使用保溫層保溫，減少熱量損失。
[0020]優(yōu)選地，所述WAR反應器、換熱器運行一段時間后，采用稀硝酸清洗內壁的結垢。[0021 ]優(yōu)選地，所述PACT池的曝氣裝置采用納米曝氣機，進氣為O2，通過納米曝氣強化局部空化作用產(chǎn)生。
[0022]本發(fā)明的第二方面提供上述序批式吸附曝氣濾池與垂直流人工濕地的耦合裝置在污水處理中的應用。
[0023]本發(fā)明的第三方面提供一種利用上述序批式吸附曝氣濾池與垂直流人工濕地的耦合裝置進行污水處理的方法，包括如下步驟:
[0024](I)將污水通入所述PACT池，將污水中有機污染物轉化成二氧化碳和水，將氨氮轉化成硝酸鹽氮，并使重金屬離子固化沉淀；
[0025](2)將經(jīng)步驟(I)處理的污水從所述PACT池通入所述氨氮曝氣生物吸附濾池以吸附氨氮，之后將污水排入所述污水回流池，并將所吸附的氨氮氧化為硝酸鹽氮；
[0026](3)將污水從所述污水回流池返回到所述氨氮曝氣生物吸附濾池，對硝酸鹽氮和污水中的有機污染物進行反硝化；
[0027](4)將經(jīng)步驟(3)處理的污水從所述氨氮曝氣生物吸附濾池通入所述深型磷吸附濾池以除磷，并去除污水中的殘留有機污染物；
[0028](5)將污水從所述深型磷吸附濾池通入所述垂直流人工濕地，以去除污水中的殘余有機污染物、氮磷化合物和微生物。
[0029]為了能夠源源不斷地對污水進行最有效率的處理，使裝置持續(xù)處于最佳工作狀態(tài)，所述方法較佳地還包括對耦合裝置進行自我修復的步驟，包括:
[0030](6)所述PACT池中產(chǎn)生的剩余污泥通入所述濃縮池進行濃縮沉淀；
[0031 ] (7)濃縮沉淀的所述剩余污泥通入所述WAR反應器進行濕式氧化再生；
[0032](8)濕式氧化再生的所述剩余污泥通入所述換熱器，對所述WAR反應器的進、出料進行換熱，將活性碳附著的污泥氧化成無機物，將恢復了活性的活性碳再返回到所述PACT池中重新使用，直接排放處理后的殘渣。
[0033]本發(fā)明取得了以下積極進步效果:本發(fā)明突破了傳統(tǒng)的活性污泥法的思路，克服了傳統(tǒng)活性污泥法同時去COD及氨氮的瓶頸問題，采取了物理吸附、生物膜法和人工濕地相結合的技術路線，污水中的COD通過反硝化去除，污水中的NH3-N通過硝化去除，大幅度降低了能耗，出水水質穩(wěn)定，能達到一級A，運行成本僅為傳統(tǒng)活性污泥法的1/3，有極好的應用前景。
【附圖說明】
[0034]圖1是本發(fā)明的裝置示意圖。
[0035]【附圖標記說明】
[0036]I 濃縮池2 WAR反應器
[0037]3 PACT池4氨氮曝氣生物吸附濾池
[0038]5 污水回流池 6超越管
[0039]7 深型磷吸附濾池8垂直流人工濕地
[0040]10換熱器
[0041]A、B 閥門
【具體實施方式】
[0042]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0043]實施例1
[0044]如圖1所示，本發(fā)明的序批式吸附曝氣濾池與垂直流人工濕地的耦合裝置，其包括:濃縮池1、WAR反應器2、換熱器10、PACT池3、氨氮曝氣生物吸附濾池4、污水回流池5、深型磷吸附濾池7和垂直流人工濕地8;其中，所述濃縮池I連接所述WAR反應器2，所述WAR反應器2連接所述換熱器10，所述換熱器10連接所述PACT池3，所述PACT池3分別連接所述濃縮池I和所述氨氮曝氣生物吸附濾池4，所述氨氮曝氣生物吸附濾池4分別連接所述污水回流池5和所述深型磷吸附濾池7，所述深型磷吸附濾池7連接所述垂直流人工濕地8;
[0045]所述濃縮池I用于使所述PACT池3中產(chǎn)生的剩余污泥濃縮沉淀；
[0046]所述WAR反應器2用于使?jié)饪s沉淀的所述剩余污泥濕式氧化再生，并排放處理后的殘渣；
[0047]所述換熱器10用于所述WAR反應器2的進、出料換熱，將活性碳附著的污泥氧化成無機物，將恢復了活性的活性碳再返回到所述PACT池3中重新使用；
[0048]所述PACT池3用于將污水中的有機污染物轉化成二氧化碳和水，將氨氮轉化成硝酸鹽氮，并使重金屬離子固化沉淀；
[0049]所述氨氮曝氣生物吸附濾池4用于吸附氨氮，將吸附了氨氮后的污水排入所述污水回流池5，并將所吸附的氨氮氧化為硝酸鹽氮，再使硝酸鹽氮和污水中的有機污染物反硝化；
[0050]所述污水回流池5用于貯存污水，并將污水返回到所述氨氮曝氣生物吸附濾池4;
[0051]所述深型磷吸附濾池7用于除磷，并去除污水中殘留的有機污染物；
[0052]所述垂直流人工濕地8用于去除污水中殘余的有機污染物、氮磷化合物和微生物。
[0053]在本實施例中，所述氨氮曝氣生物吸附濾池4與所述深型磷吸附濾池7以超越管6相連接，中間有可以開合的閥門A，所述氨氮曝氣生物吸附濾池4與所述污水回流池5中間有可以開合的閥門B。
[0054]在本實施例中，所述PACT池3的填料為活性炭和赤泥分子篩，填料的厚度為2m，PACT池3的濾速為6m/h。
[0055]所述氨氮曝氣生物吸附濾池4的填料為人工沸石，所述人工沸石的粒徑為2mm，填料的厚度為1.5m，氨氮曝氣生物吸附濾池4的濾速為4m/h，氨氮曝氣生物吸附濾池4采取間歇式曝氣的方式。
[0056]所述深型磷吸附濾池4的填料選用改性粘土礦物，所述填料的厚度在4m，深型磷吸附濾池的濾速為2m/h。
[0057]所述垂直流人工濕地8采用石灰石、礫石和弗羅里硅藻土作為填料，填料的粒徑為1mm，所述填料的厚度為1.0m，水力負荷依據(jù)工程實際情況確定。
[0058]所述WAR反應器2內的溫度為226°C，壓力為6Mpa，停留時間為lh。
[0059]所述WAR反應器2的炭泥濃度>9%，懸浮固體量不得低于9%，以提供WAR反應器2穩(wěn)定的污泥量。
[0060]所述PACT池3、WAR反應器2、換熱器10的外壁使用保溫層保溫，減少熱量損失。
[0061]所述WAR反應器2、換熱器10運行一段時間后，采用稀硝酸清洗內壁的結垢。
[0062]所述PACT池3的曝氣裝置采用納米曝氣機，進氣為02，通過納米曝氣強化局部空化作用產(chǎn)生。
[0063]實施例2
[0064]還請參考圖1所示，本實施例提供一種序批式吸附曝氣濾池與垂直流人工濕地的耦合裝置，其包括:濃縮池1、WAR反應器2、換熱器10、PACT池3、氨氮曝氣生物吸附濾池4、污水回流池5、深型磷吸附濾池7和垂直流人工濕地8;其中，所述濃縮池I連接所述WAR反應