申请日2009.01.16
公开(公告)日2009.06.24
IPC分类号C02F9/14; C02F1/66; C02F3/12; C02F3/32; C02F3/10
摘要
本发明公开了一种用于污水净化的生物生态组合的方法，其步骤是：a.待处理的污水经过调节池，将颗粒的物质除去;b.将步骤a处理的污水泵入生IVCW由下行池和上行池构成：中间设置隔墙，底部连通;上行池砂层中设置集水管，两池底部设有排空管。依次流过复合垂直流人工湿地下行池、上行池，从上行池集水管排出。物质生物膜反应器中悬挂填料，用绳子将丝瓜络填料串联、固定，然后置入生物膜反应器下部，污水在生物膜反应器内停留，经填料上附着的微生物和生物膜反应器内污泥的降解;c.经步骤b的污水进入复合垂直流人工湿地，得到回用的出水。方法易行，操作简便，实现了污水的高效净化，出水水质可达到再生水回用于景观水体水质标准。
权利要求书
1.一种用于污水净化的生物生态组合的方法，其步骤是：
a、待处理的污水经过调节池(A)，污水浓度或水量变化或者pH值在5～9 范围之外时设置调节池;将颗粒的物质除去，污水的pH调节到6～9之间;
b、将经过步骤(a)处理的污水泵入生物质生物膜反应器(B)中，生物膜 反应器(B)单元为一圆柱反应器，生物膜反应器(B)中悬挂填料，用绳子将 丝瓜络填料串联、固定，两个填料之间保持0-50mm的间距，绳子末端用石块 悬垂，然后置入生物膜反应器(B)下部，污水在生物膜反应器(B)内停留6～12 小时，经过填料上附着的微生物和生物膜反应器(B)内污泥的降解;
c、经过步骤(b)的污水分次进入复合垂直流人工湿地(C)单元，复合垂 直流人工湿地(C)单元由下行池和上行池构成，下行池和上行池尺寸相同，为 360mm×420mm 420mm的方形水泥池，底部填置直径30-50mm的粗砾，填充 高度100mm，上层填入直径0.5～4mm的细河砂，下行池砂层深300mm，上行 池砂层深240mm，中间设置隔墙，底部连通;上行池砂层中设置H型集水管， 下行池和上行池底部设有H型排空管，得到回用的出水;
所述的生物质生物膜反应器(B)单元采用间歇的进水方式，低浓度下，生物 质生物膜反应器(B)单元在操作条件稳定：曝气量为1.2m3/h，每天运行3个周期 每个周期8个小时，曝气时间7个小时，静置0.5小时，进出水0.5小时，每10 天排泥一次，每次1L，中等浓度下，曝气量为1.4m3/h，每天运行2个周期，每 个周期12个小时，曝气11个小时，静置0.5小时，进出水0.5小时，每7天排 泥一次，一次1L;
所述的复合垂直流人工湿地(C)单元采用间歇进水方式，每天进水次数和 进水量与生物质生物膜反应器(B)单元一致，整个生物质生物膜反应器(B)和复合 垂直流人工湿地(C)系统的环境温度在植物生长季节，温度在20～35℃，在植 物枯败季节，温度在8～12℃。
2、根据权利要求1所述的一种用于污水净化的生物生态组合的方法，其特 征在于：所述的生物膜反应器(B)柱体上纵向排列有五个并排出水口，每个相 隔200mm，生物膜反应器(B)下方设置直径为20mm的ABS管穿孔曝气，插 管斜下45°交叉开孔。
3、根据权利要求1所述的一种用于污水净化的生物生态组合的方法，其特 征在于：所述的丝瓜络为丝瓜瓤或丝瓜纤维。
4、根据权利要求1所述的一种用于污水净化的生物生态组合的方法，其特 征在于：所述的下行池和上行池内分别栽种美人蕉(17)和菖蒲(18)，进水经配水 管，依次流过复合垂直流人工湿地(C)的下行池、上行池，从上行池集水管排 出。
说明书
一种用于污水净化的生物生态组合的方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，更具体涉及一种用于污水净化的生物生态组合 的方法，适用于城镇小区及农村生活污水的就地处理及回用。
背景技术
随着我国不断加大控制污水排放的力度以及标准，各种新型污水处理技术不 断涌现，极大繁荣了污水处理市场，但是目前在技术方面仍普遍存在一些问题。 一方面，单一的污水处理技术难以满足不同水质、不同处理要求的需要，目前还 没有一种污水处理技术能在时间和空间上同时去除污水中的所有污染物质。另一 方面，生化技术末端存在污泥处理复杂、费用高等问题。所以多种技术工艺的组 合与优化，减少污泥产量是解决这一问题的必然趋势。
作为一种生物处理新型技术，生物膜反应器技术(BF)以占地面积小，处理效 率高、操作简单、污泥产量少而广泛应用于多类难降解污水的处理中。它对有机 物、悬浮固体的去除效果甚佳，但由BF为好氧式曝气生物反应器，其内部厌氧、 缺氧微环境较弱，因此反硝化作用远远小于硝化作用，常出现NO3 --N的积累， 而造成出水总氮(TN)、总磷(TP)的浓度难以达标。另外，传统的生物膜反 应器采用的填料多为有机高分子材料或无机材料，在末端处理上存在难降解，容 易造成二次污染的问题。
作为一种生态净化技术，复合垂直流人工湿地技术(IVCW)(专利号： ZL00114693.9)以其低廉的投资运行成本、较高的N、P去除率、简单的管理维 护、较好的生态环境效益等诸多优势广泛应用于污水的深度处理或受污染水体的 修复。其IVCW中下、上行流通道及植物根区创造了更为多样的好氧、缺氧、 厌氧环境，使其脱氮除磷的能力更具优势。但是IVCW存在着占地面积过大、 易受季节和温度的影响、待处理污水浓度不宜过高等问题，使其单独用作污水的 二级处理颇受限制。
发明内容
本发明的目的是在于提供了一种用于污水净化的生物生态组合的方法，该方 法易行，操作简便，实现了污水的高效净化，低能耗、污泥产量少，有效降低了 常规污水处理的成本，且独特的填料选取有效避免了在处理废弃填料方面易产生 的二次污染。出水水质可达到再生水回用于景观水体水质标准。
本发明由一种污水生物处理方式和一种生态净化方式组合而成。这种污水生 物处理方式以生物质生物膜反应器(英文为：Biomass Biofilter，缩写为BBF) 为代表，生态净化方式以复合垂直流人工湿地(英文为：Integrated Vertical-flow Constructed Wetland，缩写为IVCW)为代表。这两者组合而成，形成BBF-IVCW 组合系统。为提高单个污水处理技术的处理效果，采用生物-生态组合工艺模式， 相互取长补短，来达到工艺优化配置，降低同等污水的处理成本。
一种用于污水净化的生物生态组合的方法，其步骤是：
A、首先，待处理的污水经过调节池(如污水浓度或水量变化较大或者pH 值在5～9范围之外时最好设置调节池);可将粗大颗粒的物质除去，污水的pH 调节到6～9之间。
B、其次，将经过步骤A处理的污水泵入生物质生物膜反应器B(BBF)中。 BBF单元为一圆柱反应器，其规模为：内径150mm，高2000mm，有效容积为 35L。反应器主体部分采用有机玻璃材料制作。生物膜反应器正中部悬挂填料， 填料材料为天然植物纤维——丝瓜络(丝瓜瓤，丝瓜纤维)，丝瓜络作为填料具 有很好的生物多样性和生物相容性，与传统的有机高分子填料相比具有挂膜快， 停机曝气7-10天后在厌氧环境内后可自行分解，填料处理不产生污染，价格便 宜等优点。填料外形为圆柱型，在置入反应器前切割成段(也可不切割)，每段 高度50-60mm，直径90—120mm。用软性尼龙绳子将丝瓜络填料串联、固定， 两个填料之间保持0-50mm的间距，绳子末端用石块悬垂，然后置入反应器内 下半部分，使填料悬浮生物膜反应器下半部分，构成填料区，填料区域容积占反 应器总容积的50%。生物膜反应器柱体上纵向排列有五个并排出水口，每个相隔 200mm，可以根据需要加大处理量和排放量。生物膜反应器正下方设置直径为 20mm的ABS管穿孔曝气，插管斜下45°交叉开孔，孔径3.2mm，距反应器底端 100mm。污水在生物膜反应器内停留6～12小时(具体时间可以根据进水浓度、 曝气量、出水要求等条件来确定)，经过填料上附着的微生物和生物膜反应器内 污泥的降解，生物膜反应器B(BBF)的出水COD、氨氮等指标可达到一级排 放A～地表水环境质量标准IV类标准，总磷、总氮等指标达到一级排放B标准。
C、经过步骤B的污水分次进入复合垂直流人工湿地C(IVCW)单元。复合垂 直流人工湿地IVCW0单元由下行池和上行池构成：下行池和上行池均为 360mm×420mm420mm的方形水泥池，底部填置直径30-50mm的砾石，填充 高度100mm，上层填入直径0.5～4mm的细河砂，下行池砂层深300mm，上行 池砂层深240mm，中间设置隔墙，底部连通;上行池砂层中设置″H″型集水管， 下行池和上行池底部设有″H″型排空管。下行池和上行池内分别栽种美人蕉和菖 蒲。进水经配水管，依次流过复合垂直流人工湿地C(IVCW)的下行池、上行池， 最终从上行池集水管排出，得到可回用的出水。
所述的生物质生物膜反应器(B)单元采用间歇的进水方式，低浓度下(COD 浓度范围在35-220mg/L)，生物质生物膜反应器(B)单元在操作条件稳定：曝气量 为1.2m3/h，每天运行3个周期每个周期8个小时，曝气时间7个小时，静置0.5 小时，进出水0.5小时，每10天排泥一次，每次1L，中等浓度下(COD浓度为 220-800mg/L)，曝气量为1.4m3/h，每天运行2个周期，每个周期12个小时，曝气11 个小时，静置0.5小时，进出水0.5小时，每7天排泥一次，一次1L。
所述的复合垂直流人工湿地(C)单元采用间歇进水方式，每天进水次数和 进水量与生物质生物膜反应器B单元一致。整个生物质生物膜反应器(B)和复合 垂直流人工湿地(C)系统的环境温度在植物生长季节，温度在20～35℃，在植 物枯败季节，温度在8～12℃。
生物膜反应器B(BBF)单元采用间歇式进水方式：使用泵将水泵入反应器内， 待水位升至最高水位控制线(反应器高1950mm处)，关闭进水阀。然后开始曝 气，曝气量控制在1.2～1.4m3/h，曝气时间可控制在6～12小时，曝气停止后静 置0.5h，然后出水，出水口有五个，可根据需要选择出水量。此过程为一个周 期，根据需要每天可运行2～4个周期。IVCW单元采用间歇进水方式，BBF出 水直接进入湿地。整个生物质生物膜反应器B(BBF)-复合垂直流人工湿地 C(IVCW)系统的环境温度在植物生长季节(以武汉地区为参照，每年4～11月) 维持在25～35℃，在植物枯败季节(每年12月～次年3月)维持在8～12℃。待 处理污水设置为低、中两种种不同的浓度，相应的主要水质指标见表1。
表1 不同浓度污水主要水质指标
本发明的优点在于：
1、将这两种污水处理技术有效结合，提高了单一技术处理的出水水质，可达到 污水的直接回用，作为绿化灌溉、洗车、家庭冲厕、路面清洗、景观娱乐、游泳 池等的补水。
2、BBF-IVCW组合工艺可针对不同的进水浓度及水量要求选择不同的组合形式 及参数控制，使两个单元达到工艺的优化配置，有效地降低了同等污水处理及回 用的成本，成本低廉。
3、BBF-IVCW组合工艺不仅适合集中式污水处理模式也适合分散式污水处理模 式，兼具景观绿化效果。尤适用于生活小区等人口集中，同时对绿化率有一定要 求的地域。另外，填料取材方便，工艺操作简单，管理方便，基建和管理费用低， 也适用于用农村污水的处理。
4、BBF-IVCW组合工艺具有污泥产量低，填料处理无二次污染的优点，使得生 物-生态型组合净化工艺更符合绿色、健康的环保理念。
