申请日2019.07.11
公开(公告)日2019.08.30
IPC分类号C02F3/30; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种高负荷地下渗滤污水处理系统及方法，属于污水处理技术领域，该系统包括上部好氧段和下部缺氧段，大部分污水先经过好氧段处理，其中的氨氮被氧化形成NO3‑和NO2‑，其它的污染物同时被滤料拦截、吸附、沉淀和生物氧化去除，然后下渗进入缺氧段，在缺氧段适量加入原污水，为反硝化脱氮提供有机碳，同时通过厌氧氨氧化去除随原污水带入缺氧段的氨氮。本发明利用原污水为反硝化反应提供有机碳源，解决了常规工艺因缺乏有机碳源使反硝化脱氮反应受抑制的难题，不仅可以在几乎不增加运营成本的情况下提高渗滤系统的脱氮效果，而且可以增加渗滤系统的平面负荷，减少占地面积和降低建设成本。
权利要求书
1.一种高负荷地下渗滤污水处理系统，其特征在于，该系统包括相互耦合的好氧段和缺氧段，其中：
好氧段将污水中的有机物矿化成为CO2和H2O，将氨氮氧化成NO3-和NO2-;
缺氧段通过反硝化作用将NO3-和NO2-转化成N2;
缺氧段的顶部设置有机碳源投加层，该有机碳源投加层埋设有用于投加有机碳源、短程反硝化菌和厌氧氨氧化菌的投加管;缺氧段的底部为集水层，其中埋设集水管;所述有机碳源投加层与所述集水层之间设有缺氧生物滤层;所述集水管连接排水管;所述排水管的排水口高度与投加管的高度相近。
2.根据权利要求书1所述的高负荷地下渗滤污水处理系统，其特征在于，所述好氧段包括散水管、布气管和滤料;所述散水管与污水进水管连接，位于好氧段的上部;所述布气管与风机连接，设置于好氧段底部附近;所述滤料为单层或多层。
3.根据权利要求书2所述的高负荷地下渗滤污水处理系统，其特征在于，所述好氧段位于缺氧段的上部。
4.根据权利要求书1至3中任一项所述的高负荷地下渗滤污水处理系统，其特征在于，缺氧段的有机碳源投加层和集水层采用粒径10～40mm的石子料。
5.根据权利要求书1至3中任一项所述的高负荷地下渗滤污水处理系统，其特征在于，缺氧段的投加管采用管壁均匀开孔的PVC管或UPVC管;缺氧段的集水管为管壁开有集水孔的PVC管或UPVC管。
6.根据权利要求书1至3中任一项所述的高负荷地下渗滤污水处理系统，其特征在于，所述缺氧生物滤料层主要由粒径2～30mm的钙质、铁质和硅质颗粒物组成，还掺入有难降解的有机材料。
7.根据权利要求书6所述的高负荷地下渗滤污水处理系统，其特征在于，所述难降解的有机材料为谷壳。
8.一种高负荷地下渗滤污水处理方法，其特征在于，采用相互耦合的好氧段与缺氧段进行污水处理，其中：污水间歇性进入好氧段使得好氧段处于湿/干交替的环境，并且在好氧段于干环境的落干期间对好氧段进行通风供氧;污水经过好氧段处理后进入缺氧段，缺氧段为长期淹水缺氧环境。
9.根据权利要求8所述的高负荷地下渗滤污水处理方法，其特征在于，在第一次进污水开始污水处理运行的5～10天后，向缺氧段接种短程反硝化菌和厌氧氨氧化菌;之后，在每次间歇性向好氧段进污水时，需向缺氧段注入一定量污水，向缺氧段注入的污水量根据排放水质标准要求进行调节。
10.根据权利要求8所述的高负荷地下渗滤污水处理方法，其特征在于，在缺氧段的顶部设置有机碳源投加层，该有机碳源投加层埋设有用于投加有机碳源、短程反硝化菌和厌氧氨氧化菌的投加管;所述的向缺氧段注入的污水、接种的短程反硝化菌和厌氧氨氧化菌均通过投加管实施。
说明书
一种高负荷地下渗滤污水处理系统及方法
技术领域
本发明属于环境工程中的污水处理技术领域，具体涉及一种高负荷地下渗滤污水处理系统及方法，尤其是指一种利用好氧段和缺氧段耦合方式对诸如生活污水和市政污水的处理。
背景技术
水是生命之源，水环境治理和水资源保护事关社会经济的可持续发展，在我国受到高度重视，污水处理的重点已经由COD和氨氮排放总量控制升级为水体富营养防治，对污水处理系统氮排放的控制越来越严格。
在生活污水和市政污水中，氮主要以氨氮形式存在，常用的污水处理工艺都是通过好氧生化处理，将污水中的有机物矿化成为CO2和H2O，将氨氮氧化成NO3-和NO2-，然后再通过反硝化作用将之转化成N2。然而，由于有机物矿化菌主要是异养菌，繁殖能力强，而氨氧化菌为自养菌，繁殖能力弱，因此，当好氧氨氧化反应进行的同时，污水中的有机物快速分解矿化，导致后续的反硝化脱氮因有机碳源匮乏而难以进行。为此，人们提出了将部分污水回流的想法，并形成了广泛使用的A2/O工艺。这类工艺不仅增加投资和运维费用，而且在实际工况条件下的脱氮比例难以超过50%，致使在许多情况下需要投加有机碳源进一步促进反硝化脱氮。
地下渗滤污水处理技术工艺因其优异的环境和经济效益得到广泛应用，但因缺乏有机碳源导致反硝化效果差的问题同样存在。为了提高污水中的总氮去除效果，一般采用人工湿地对渗滤系统的出水进一步处理，利用植物根系代谢物为反硝化作用提供有机碳源，但这种方式需要大量的占地面积，而且建设成本高、选址难度大。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种具有深度脱氮功能的高负荷地下渗滤系统和方法，在几乎不增加运营成本的情况下实现渗滤系统的深度脱氮，而且可以增加渗滤系统的平面负荷，减少占地面积和降低建设成本。
为实现该技术目的，本发明的系统方案是：一种高负荷地下渗滤污水处理系统，该系统包括相互耦合的好氧段和缺氧段，其中：好氧段将污水中的有机物矿化成为CO2和H2O，将氨氮氧化成NO3-和NO2-;缺氧段通过反硝化作用将NO3-和NO2-转化成N2;缺氧段的顶部设置有机碳源投加层，该有机碳源投加层埋设有用于投加有机碳源、短程反硝化菌和厌氧氨氧化菌的投加管;缺氧段的底部为集水层，其中埋设集水管;所述有机碳源投加层与所述集水层之间设有缺氧生物滤层;所述集水管连接排水管;所述排水管的排水口高度与投加管的高度相近。
作为优选的，所述好氧段包括散水管、布气管和滤料;所述散水管与污水进水管连接，位于好氧段的上部;所述布气管与风机连接，设置于好氧段底部附近;所述滤料为单层或多层。
作为更进一步的改进，所述好氧段位于缺氧段的上部。
作为优选的，缺氧段的有机碳源投加层和集水层采用粒径10～40mm的石子料。
作为优选的，缺氧段的投加管采用管壁均匀开孔的PVC管或UPVC管;缺氧段的集水管为管壁开有集水孔的PVC管或UPVC管。
作为优选的，所述缺氧生物滤料层主要由粒径2～30mm的钙质、铁质和硅质颗粒物组成，还掺入有难降解的有机材料。
作为优选的，所述难降解的有机材料为谷壳。
为实现该技术目的，本发明的方法方案是：一种高负荷地下渗滤污水处理方法，采用相互耦合的好氧段与缺氧段进行污水处理，其中：污水间歇性进入好氧段使得好氧段处于湿/干交替的环境，并且在好氧段于干环境的落干期间对好氧段进行通风供氧;污水经过好氧段处理后进入缺氧段，缺氧段为长期淹水的缺氧环境。
更进一步的，在第一次进污水开始污水处理运行的5-10天后，向缺氧段接种短程反硝化菌和厌氧氨氧化菌;之后，在每次间歇性向好氧段进污水时，需向缺氧段注入一定量污水，向缺氧段注入的污水量根据排放水质标准要求进行调节。
更进一步的，在缺氧段的顶部设置有机碳源投加层，该有机碳源投加层埋设有用于投加有机碳源、短程反硝化菌和厌氧氨氧化菌的投加管;所述的向缺氧段注入的污水、接种的短程反硝化菌和厌氧氨氧化菌均通过投加管处理。
本发明的有益效果主要是以下几方面：
(1)本发明通过将好氧生物处理与缺氧反硝化+厌氧氨氧化耦合，利用原污水为反硝化反应提供有机碳源，解决了常规工艺因缺乏有机碳源使反硝化脱氮反应受抑制的难题，在保障出水水质的同时大幅度提高了脱氮效果;
(2)本发明通过将一定量的原污水直接进入缺氧段，降低了好氧段的平面负荷，可相应减少其用地面积;
(3)本发明将缺氧脱氮反应系统集成于好氧段的下方，省去了深度处理(人工湿地)单元，不仅节约用地，而且进一步降低了投资。
