申请日2017.10.11
公开(公告)日2017.12.22
IPC分类号C02F3/34; C02F3/28; C02F101/16; C02F101/10; C02F101/20
摘要
本发明涉及一种基于厌氧氨氧化的生活污水级联池及人工湿地净化方法，所述生活污水级联池包括处理池，该处理池包括主体、隔层、出水口;该处理池的两个长边对称设置定位槽，所述隔层的两端插入于定位槽中，该隔层将所述处理池分割成多个独立的小池，即级联池;所述隔层上设置过水孔以使多个所述级联池相互连通，其中相邻两个所述隔层上的过水孔分别设置在隔层顶部、隔层底部，使得污水在处理池中U型流动，通过基质吸附和微生物的共同作用，使污水中氮磷及重金属污染得到净化，具有投入少、见效快效率高、生态环保等优点。
权利要求书
1.一种基于厌氧氨氧化的生活污水级联池，其特征在于：包括处理池(1)，该处理池(1)包括主体、隔层(3)和出水口;该处理池(1)的两个长边对称设置定位槽(4)，所述隔层(3)的两端插入于定位槽(4)中，该隔层(3)将所述处理池(1)分割成多个独立的小池即级联池(2);所述隔层(3)上设置过水孔(5)以使多个所述级联池(2)相互连通，其中相邻两个所述隔层(3)上的过水孔(5)分别设置在隔层顶部、隔层底部，使污水在所述处理池(1)中呈U型流动。
2.根据权利要求1所述的基于厌氧氨氧化的生活污水级联池，其特征在于：所述处理池(1)的深度为6-12m，宽度为10-15m，处理池(1)的长度按照公式L=V/W×H×(5～7倍)m计算，其中，L为待挖处理池(1)的长度，V为每天处理污水的体积，W为待挖处理池(1)的宽度，H为待挖处理池(1)的深度。
3.根据权利要求1所述的基于厌氧氨氧化的生活污水级联池，其特征在于：所述隔层上平行设置过水孔3-10个，其中奇数隔层的过水孔(5)设置在隔层顶部，距离隔层顶部10-30cm的位置，偶数隔层的过水孔(5)设置在隔层底部，距离池底0-10cm的位置。
4.根据权利要求1-3任一项所述的基于厌氧氨氧化的生活污水级联池，其特征在于：在两个相邻的所述级联池中，其中一个填充碳酸盐石子，另一个填充鹅卵石和铁矿渣的混合物，填充高度至隔层顶端。
5.根据权利要求4所述的基于厌氧氨氧化的生活污水级联池，其特征在于：在奇数级联池的下部填充粒径3.5-7.5cm的碳酸盐石子，在该层石子上方填充粒径1.5-3.5cm的碳酸盐石子，填充高度至隔层顶端;在偶数级联池中填充粒径3-5cm的鹅卵石和粒径1-4cm铁矿渣的混合物，填充高度至隔层顶端。
6.一种基于厌氧氨氧化的生活污水级联池的人工湿地净化方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)、处理池(1)的建造：在靠近污水源的位置挖掘方形处理池一个，池壁及池底按照常规方法用钢筋骨架及混凝土浇筑，确保坚固不渗水;
2)、级联池(2)的设置：在步骤1)建好的处理池(1)的长边每隔1-3m设置竖向隔层(3)，把所述的处理池(1)分割成多个独立的小型池，即级联池(2);
3)、过水孔(5)的设置：在步骤2)完成的级联池(2)的隔层(3)上平行设置过水孔(5)3-10个，其中奇数隔层(3)的过水孔(5)设置在隔层顶部，距离隔层顶部10-30cm的位置，偶数隔层(3)的过水孔(5)设置在隔层(3)底部，距离池底0-10cm的位置;
4)、基质填充：在奇数级联池(2)的下部1/3-1/2范围中填充粒径3.5-7.5cm的碳酸盐石子，然后在该层石子上方填充粒径1.5-3.5cm的碳酸盐石子，填充高度至隔层顶端;在偶数级联池中填充粒径3-5cm的鹅卵石和粒径1-4cm铁矿渣的混合物，填充高度至隔层顶端;
5)、粪液的配制：收集新鲜的鸡鸭粪便、猪粪便和牛粪便，且进行混合，然后用水5-15倍将上述粪液混合液进行稀释;
6)、粪液预处理：将步骤5)稀释后的粪液混合液放置在密闭容器中，静置于温度15-30℃的环境中12-24小时;
7)、厌氧菌的增殖：从生活污水处理厂采集新鲜的活性污泥，将其放入步骤6)中所述的密闭容器中，所述活性污泥与粪液的体积比为1:50-100，搅拌3-10分钟，将容器密封，放置在22-38℃的环境中厌氧发酵14-35天;
8)、菌液的制备：将步骤7)发酵后的粪液用4-20目筛子过滤，去除较大颗粒固体杂质，滤出液即为菌液，放置在密闭容器中保存;
9)、厌氧菌的接种：将步骤4)填充基质后的处理池(1)的出水口关闭，然后将步骤8)制备的菌液灌入级联池中，将处理池中的基质完全浸没上述菌液，然后用塑料薄膜将处理池(1)的上口完全覆盖，以保持处理池密闭，在18-35℃的环境中静置7-14天后，将粪液从处理池(1)的出水口放出，即完成厌氧菌的接种;
10)、级联池(2)的运行：在步骤9)完成后，将生活污水从第一个级联池(2)注入，入水流速按照公式U=L×W×H/24×(5～8倍)m3/小时计算，其中，U为进水流速，L为处理池长度，W为处理池宽度，H为处理池深度，生活污水从处理池流出后即可得到净化。
7.根据权利要求6所述的基于厌氧氨氧化的生活污水级联池的人工湿地净化方法，其特征在于：所述处理池(1)的深度为6-12m，宽度为10-15m，处理池(1)的长度按照公式L=V/W×H×(5～7倍)m计算，其中，L为待挖处理池(1)的长度，V为每天处理污水的体积，W为待挖处理池(1)的宽度，H为待挖处理池(1)的深度。
8.根据权利要求6所述的基于厌氧氨氧化的生活污水级联池的人工湿地净化方法，其特征在于：所述鹅卵石与铁矿渣的重量比为135-175:1。
9.根据权利要求6所述的基于厌氧氨氧化的生活污水级联池的人工湿地净化方法，其特征在于：所述的鸡鸭粪便、猪粪便和牛粪便依次按照重量比为1:3.5-5.5:7.5-12.5混合。
10.根据权利要求6所述的基于厌氧氨氧化的生活污水级联池的人工湿地净化方法，其特征在于：所述的水为天然河水或静置12-48小时的自来水中的一种;所述的生活污水为经过3-5mm筛过滤的生活污水。
说明书
基于厌氧氨氧化的生活污水级联池及人工湿地净化方法
技术领域
本发明涉及一种用于富氮生活污水的净化方法，具体地，涉及一种基于厌氧氨氧化的生活污水级联池及人工湿地净化方法，属于环境工程领域。
背景技术
生活污水含有大量的氮磷等营养物质和重金属元素，是造成环境污染的重要因素之一。污水处理厂可以将生活污水中氮磷及重金属去除，达到净化的目的。但污水处理厂的建造及运营成本很高，与日益受到重视的能源节约型废水处理的理念不符。在上世纪90年代中期，厌氧氨氧化(Anammox)在欧洲被发现，Anammox是指在厌氧条件下自养的Anammox细菌利用NH4+作为电子供体，NO2-作为电子受体，通过氧化还原作用将液态无机氮转化为氮气，从而去除氨氮和亚硝酸盐的过程。该过程因无需有机碳和氧气、脱氮效能高、污泥产量低等优点而受到重视。人工湿地是一种利用基质、微生物及植物的相互作用去除水体中污染物的生态系统，具有投资少，耗能低，维护方便，环境经济效益好等特点。近年来，利用人工湿地去除污水中氮的处理技术在我国得到了广泛的应用。人工湿地分为表面流湿地、垂直流湿地和混合流湿地，混合流湿地将垂直流湿地和水平流湿地相结合，达到取长补短的叠加效果，从而实现了污水净化的高效率。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明目的提供基于厌氧氨氧化的生活污水级联池及人工湿地净化方法，实现污水净化的高效率。
根据本发明的第一目的，提供一种基于厌氧氨氧化的生活污水级联池，包括处理池，该处理池包括主体、隔层、出水口;该处理池的两个长边对称设置定位槽，所述隔层的两端插入于定位槽中，该隔层将所述处理池分割成多个独立的小池，即级联池;所述隔层上设置过水孔以使多个所述级联池相互连通，其中相邻两个所述隔层上的过水孔分别设置在隔层顶部、隔层底部，使污水在所述处理池中呈U型流动。
作为优选，所述处理池的深度为6-12m，宽度为10-15m，处理池的长度按照公式L=V/W×H×(5～7倍)m计算，其中，L为待挖处理池的长度，V为每天处理污水的体积，W为待挖处理池的宽度，H为待挖处理池的深度。
作为优选，在所述处理池的末端底部设置出水孔。
更作为优选，在所述出水孔的孔径为30-80cm。
更作为优选，所述过水孔的孔径为10-30cm。
作为优选，所述处理池的长边每隔1-3m设置竖向的隔层。
更作为优选，所述隔层上平行设置过水孔3-10个，其中奇数隔层的过水孔设置在隔层顶部，距离隔层顶部10-30cm的位置，偶数隔层的过水孔设置在隔层底部，距离池底0-10cm的位置。
作为优选，在两个相邻的所述级联池中，其中一个填充碳酸盐石子，另一个填充鹅卵石和铁矿渣的混合物，填充高度至隔层顶端。
更作为优选，在奇数级联池的下部填充粒径3.5-7.5cm的碳酸盐石子，在该层石子上方填充粒径1.5-3.5cm的碳酸盐石子，填充高度至隔层顶端;在偶数级联池中填充粒径3-5cm的鹅卵石和粒径1-4cm铁矿渣的混合物，填充高度至隔层顶端。
更作为优选，在奇数级联池的下部1/3-1/2范围中填充粒径3.5-7.5cm的碳酸盐石子。
根据本发明的第二目的，提供一种基于厌氧氨氧化的生活污水级联池的人工湿地净化方法，包括如下步骤：
1)、处理池的建造：在靠近污水源的位置挖掘方形处理池一个，池壁及池底按照常规方法用钢筋骨架及混凝土浇筑，确保坚固不渗水;
2)、级联池的设置：在步骤1)建好的处理池的长边每隔1-3m设置竖向隔层，把所述的处理池分割成多个独立的小型池，即级联池(2);
3)、过水孔的设置：在步骤2)完成的级联池的隔层上平行设置过水孔3-10个，其中奇数隔层的过水孔设置在隔层顶部，距离隔层顶部10-30cm的位置，偶数隔层的过水孔设置在隔层底部，距离池底0-10cm的位置;
4)、基质填充：在奇数级联池的下部1/3-1/2范围中填充粒径3.5-7.5cm的碳酸盐石子，然后在该层石子上方填充粒径1.5-3.5cm的碳酸盐石子，填充高度至隔层顶端;在偶数级联池中填充粒径3-5cm的鹅卵石和粒径1-4cm铁矿渣的混合物，填充高度至隔层顶端;
5)、粪液的配制：收集新鲜的鸡鸭粪便、猪粪便和牛粪便，且进行混合，然后用水5-15倍将上述粪液混合液进行稀释;
6)、粪液预处理：将步骤5)稀释后的粪液混合液放置在密闭容器中，静置于温度15-30℃的环境中12-24小时;
7)、厌氧菌的增殖：从生活污水处理厂采集新鲜的活性污泥，将其放入步骤6)中所述的密闭容器中，所述活性污泥与粪液的体积比为1:50-100，搅拌3-10分钟，将容器密封，放置在22-38℃的环境中厌氧发酵14-35天;
8)、菌液的制备：将步骤7)发酵后的粪液用4-20目筛子过滤，去除较大颗粒固体杂质，滤出液即为菌液，放置在密闭容器中保存;
9)、厌氧菌的接种：将步骤4)填充基质后的处理池的出水口关闭，然后将步骤8)制备的菌液灌入级联池中，将处理池中的基质完全浸没上述菌液，然后用塑料薄膜将处理池的上口完全覆盖，以保持处理池密闭，在18-35℃的环境中静置7-14天后，将粪液从处理池的出水口放出，即完成厌氧菌的接种;
10)、级联池的运行：在步骤9)完成后，将生活污水从第一个级联池注入，入水流速按照公式U=L×W×H/24×(5～8倍)m3/小时计算，其中，U为进水流速，L为处理池长度，W为处理池宽度，H为处理池深度，生活污水从处理池流出后即可得到净化。
作为优选，所述处理池的深度为6-12m，宽度为10-15m，处理池的长度按照公式L=V/W×H×(5～7倍)m计算，其中，L为待挖处理池的长度，V为每天处理污水的体积，W为待挖处理池的宽度，H为待挖处理池的深度;在所述处理池末端底部设置孔径30-80cm的出水孔。
作为优选，所述的过水孔的孔径为10-30cm。
作为优选，所述鹅卵石与铁矿渣的重量比为135-175:1。
作为优选，所述的鸡鸭粪便、猪粪便和牛粪便依次按照重量比为1:3.5-5.5:7.5-12.5混合。
作为优选，所述的水为天然河水或静置12-48小时的自来水中的一种。
作为优选，所述的生活污水为经过3-5mm筛过滤的生活污水。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过建造大型处理池，然后在处理池中设置相互连通的小型池，即级联池，使污水在处理池中U型流动，通过基质吸附和微生物的共同作用，使污水中氮磷及重金属污染得到净化，具有投入少、见效快效率高、生态环保等优点。
本发明采用可插入的隔层，可根据需要来选择性插入隔层，调整级联池大小，且根据奇偶数的要求，调整隔层放置的方向，即调整过水孔的上下设置，避免因固定隔墙无法改变调整的缺陷。
本发明是在人工湿地净化机理的基础上，通过将大型处理池分割成多个级联池，利用基质吸附和微生物厌氧氨氧化过程，使生活污水中的氮磷及重金属污染得到净化，并利用铁矿渣调节废水的pH值，使厌氧氨氧化过程更显著，大大提高了生活污水的净化效率。
