強(qiáng)化反硝化的生物催化填料地下滲濾系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于分散式污水處理領(lǐng)域，具體涉及到一種強(qiáng)化反硝化的生物催化填 料地下滲濾系統(tǒng)。 技術(shù)背景
[0002] 我國城鎮(zhèn)污水集中處理技術(shù)趨于成熟，污水處理率可達(dá)80%以上，這有賴于費用 高昂的排水管網(wǎng)建設(shè)。而位于較偏遠(yuǎn)的城鎮(zhèn)郊區(qū)、農(nóng)村、風(fēng)景旅游區(qū)、高速公路服務(wù)區(qū)等排 水管網(wǎng)覆蓋不到的地區(qū)，其生活污水的排放成為水環(huán)境污染的重要因素。污水處理廠常用 的生物處理技術(shù)如A2/0、氧化溝等工藝，往往投資大、耗能高，需專人維護(hù)管理，不適用于小 規(guī)模、分散式的污水處理。
[0003] 地下滲濾系統(tǒng)是一種適用于分散式污水處理的生態(tài)工程技術(shù)，污水在土壤-微生 物的共同作用下，通過物理吸附、化學(xué)沉淀、微生物降解等過程得到凈化。地下滲濾技術(shù)具 有基建和運行費用低，幾乎不需維護(hù)的優(yōu)點，且整個系統(tǒng)埋在地下，無蚊蠅臭味，不影響地 面的使用功能，土層的保溫作用使得系統(tǒng)在冬季也能穩(wěn)定運行。但是由于傳統(tǒng)的地下滲濾 技術(shù)多采用以土和砂為主的填料層，存在處理負(fù)荷低、TN去除率低、易堵塞的問題。
[0004][0005] 總之，目前雖然地下滲濾技術(shù)盡管采取強(qiáng)制曝氣和分階段進(jìn)水等措施提高了系統(tǒng) 的處理負(fù)荷，但對總氮去除效率依然難以提高，主要因為反硝化作用受到抑制，大概有以下 幾個方面的原因：（1)碳源不足；（2)缺乏厭氧環(huán)境；（3)反硝化菌數(shù)量不足。 【實用新型內(nèi)容】
[0006] 本實用新型要解決的技術(shù)問題是地下滲濾技術(shù)對總氮去除率難以提高，本實用新 型通過對填料進(jìn)行改進(jìn)，研發(fā)出一種生物催化填料，填料不僅含有大量反硝化菌群，并且能 不斷釋放反硝化所需碳源，同時還能催化反硝化反應(yīng)的進(jìn)行，提高處理負(fù)荷，防堵塞，降低 能耗。本實用新型通過對地下滲濾系統(tǒng)的改進(jìn)，使好氧系統(tǒng)和厭氧系統(tǒng)相對獨立，保證了反 硝化所需的厭氧環(huán)境。
[0007] 本實用新型的技術(shù)方案是：一種強(qiáng)化反硝化的生物催化填料地下滲濾系統(tǒng)，所述 生物催化填料地下滲濾系統(tǒng)由好氧系統(tǒng)、厭氧系統(tǒng)、進(jìn)水系統(tǒng)、出水系統(tǒng)以及微曝氣系統(tǒng)組 成，生物催化填料地下滲濾系統(tǒng)的上部為好氧系統(tǒng)，下部為厭氧系統(tǒng)，好氧系統(tǒng)上設(shè)有覆蓋 層，好氧系統(tǒng)自上而下依次為礫石層a、初濾層、復(fù)合土層a、沸石層，厭氧系統(tǒng)自進(jìn)水端至 排水端水平方向依次為生物催化填料層、復(fù)合土層b、礫石層b，進(jìn)水系統(tǒng)由均勻設(shè)置在礫 石層a的穿孔管組成，出水系統(tǒng)設(shè)在礫石層b的上部，微曝氣系統(tǒng)12設(shè)在沸石層中。
[0008] 所述好氧系統(tǒng)和厭氧系統(tǒng)通過不透水層分隔開，使好氧系統(tǒng)與厭氧系統(tǒng)相對獨 立，保證反硝化所需的厭氧環(huán)境。
[0009] 所述爍石層a由粒徑為5_20mm爍石組成，爍石層a的厚度為10_15cm，所述進(jìn)水系 統(tǒng)由均勻布設(shè)在礫石層穿孔管；所述初濾層由粒徑為0. 5-2_粗砂組成，初濾層的厚度為 10_15cm〇
[0010] 所述復(fù)合土層a由爐渣和原位土按體積比1:1混合而成，復(fù)合土層a的厚度為 30-50cm〇
[0011] 所述沸石層由粒徑為5-15mm的沸石組成。
[0012] 所述厭氧系統(tǒng)在豎直方向上的厚度為20-40cm，厭氧系統(tǒng)中水平方向的寬度，生物 催化填料層的寬度為〇. 5-5m、復(fù)合土層b的寬度為0. 5-5m、爍石層b的寬度為0. 2-0. 5m。 [0013] 所述生物催化填料層由活性污泥、雞糞、秸桿或稻殼、爐渣、鐵肩與原位土混合制 成，體積分?jǐn)?shù)為：活性污泥1-3%、人畜糞便1-3%、稻殼1-10%、爐渣20-40%、鐵肩0. 5-3%、余 量為原位土。
[0014] 所述生物催化填料層中的水流流入復(fù)合土層b，復(fù)合土層b中水流流入礫石層b。
[0015] 所述生物催化填料地下滲濾系統(tǒng)干濕交替運行，干濕比為6:1-2:1，每天進(jìn)水3-6 次，每次進(jìn)水〇. 5-lh后，啟動微曝氣系統(tǒng)0. 5_2h。
[0016] 所述生物催化填料地下滲濾系統(tǒng)的厚度為20-40cm。
[0017] 本實用新型的有益效果是：
[0018] (1)本實用新型開發(fā)了一種新型的生物催化填料，集微生物菌劑、緩釋碳源、催化 反硝化、除磷等多種功能為一體，大大強(qiáng)化了系統(tǒng)的脫氮除磷能力；
[0019] (2)本實用新型設(shè)置了不透水層，使好氧系統(tǒng)與厭氧系統(tǒng)相對獨立?？杀苊夂醚跸?統(tǒng)微曝氣時，破壞反硝化所需的厭氧環(huán)境，從而保證了系統(tǒng)對總氮優(yōu)良的去除效果；
[0020] (3)本實用新型采用復(fù)合水力流態(tài)設(shè)計，延長了污水與填料的接觸時間，減小了地 下滲濾系統(tǒng)的深度，結(jié)構(gòu)更簡單，施工更方便；
[0021] (4)本實用新型采用微曝氣系統(tǒng)，用最小的能耗最大限度地提高了系統(tǒng)的處理負(fù) 荷，防止了填料堵塞；
[0022] (5)本實用新型采用沸石作為承托層，既可以吸附污水中的氨氮，并且沸石粗糙 多孔的表面又可以對來自曝氣管的空氣進(jìn)行多次切割，起到均勻布?xì)?，提高傳質(zhì)效率的作 用；
[0023] (6)采用自動控制系統(tǒng)，運行管理簡單，無需專人維護(hù)。
[0024] 取鄭州某小區(qū)生活污水，水質(zhì)如下：
[0025]
[0026] 出水優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918-2002》一級A類排放標(biāo)準(zhǔn)。
【附圖說明】
[0027]圖1是本實用新型一種強(qiáng)化反硝化的生物催化填料地下滲濾系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0028] 強(qiáng)化反硝化的生物催化填料地下滲濾系統(tǒng)由好氧系統(tǒng)、厭氧系統(tǒng)、進(jìn)水系統(tǒng)10、出 水系統(tǒng)11以及微曝氣系統(tǒng)12組成，好氧系統(tǒng)和厭氧系統(tǒng)通過不透水層9分隔開。上部為 好氧系統(tǒng)，填料自上而下依次為爍石層a2、初濾層3、復(fù)合土層a4、沸石層5,下部為厭氧 系統(tǒng)，按照水流方向分成三個模塊，填料自進(jìn)水端至排水端水平方向依次為生物催化填料 層6、復(fù)合土層b7、礫石層b8,好氧系統(tǒng)之上為覆蓋層1，覆蓋層為原位土壤層或水泥硬化 層，地面可作為綠化、公園或其他用途，防止重物碾壓即可。地下滲濾系統(tǒng)兩側(cè)及底部進(jìn)行 防滲處理。進(jìn)水系統(tǒng)由均勻設(shè)置在礫石層a的穿孔管組成
[0029] 原污水經(jīng)過格柵進(jìn)入調(diào)節(jié)沉淀池，去除大顆粒的懸浮污染物，然后通過潛污栗定 時抽送污水進(jìn)入生物催化填料強(qiáng)化反硝化的地下滲濾系統(tǒng)。
[0030] 原污水首先進(jìn)入好氧系統(tǒng)，通過設(shè)在礫石層a中的穿孔布水管進(jìn)行均勻布水，經(jīng) 過礫石層a的散水作用再次均勻分布，向下由初濾層截留污水中的懸浮顆粒物，經(jīng)過復(fù)合 土層a，在好氧微生物作用下，進(jìn)行有機(jī)物的吸附降解，有機(jī)氮在氨化作用下變成氨氮，和污 水中的氨氮一起在好氧硝化作用下變成硝態(tài)氮/亞硝態(tài)氮，在沸石層還可以對未處理氨氮 進(jìn)行進(jìn)一步的吸附硝化。然后污水向下進(jìn)入?yún)捬跸到y(tǒng)反硝化區(qū)，在生物催化填料作用下，富 含硝態(tài)氮的污水在此進(jìn)行反硝化，并且同步除磷，進(jìn)一步完成對有機(jī)物的降解，再通過復(fù)合 土層b進(jìn)行精細(xì)過濾，最后由爍石層b中的穿孔集水管排出，出水優(yōu)于GB18918-2002 -級 A類排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0031] 該系統(tǒng)干濕交替運行，干濕比為6:1至2: 1，每天進(jìn)水3-6次，每次進(jìn)水0. 5-lh后， 啟動微曝氣系統(tǒng)〇. 5-2h，通過小功率的鼓風(fēng)機(jī)輸送空氣至沸石層中的穿孔曝氣管，對系統(tǒng) 進(jìn)行微供氧。穿孔曝氣管周圍的多孔沸石及復(fù)合土層a可將空氣切割成小氣泡，增大了氣、 水、固之間的傳質(zhì)效率，使微生物充分利用氧氣降解污染物。微曝氣系統(tǒng)不僅為微生物降解 污染物提供了充足的氧氣，改善曝氣管以上