申请日2006.12.08
公开(公告)日2008.10.08
IPC分类号C02F3/00; C02F3/32; C02F3/02
摘要
本发明公开了一种生物/酶促湿地污水处理方法及相应的酶促湿地，该处理方法集中了生物处理的高效性与生态处理的低能耗性优势，采用特别设计的酶促湿地，湿地的深度为800～1000mm，且采用三级递进布水，使得进水端负荷分配均匀，在湿地中填入酶促填料。本发明增大了床深提高了水力负荷，耐冲击负荷能力强;采用酶促填料提高了可生化性;采用递进布水方式进水减小了湿地首端负荷，延缓了前端堵塞;在生物反应器利用1/2能耗去除2/3的污染负荷，利用1/6能耗去除掉剩余1/3的污染负荷，污染物去除率高、能耗低;出水水质稳定，降低了污水处理的成本，实现了酶促湿地出水达标排放。
权利要求书
1. 一种生物/酶促湿地污水处理方法，其特征在于：包括
(1)当污水中总磷负荷小于或等于4mg/L时，在生物反应器中采用间 歇曝气模式，曝气时间2～4h，搅拌时间1～2h，水力停留时间8～12h， 生物反应器出水指标COD为100～120mg/L，NH4-N为15～20mg/L，TN 为20～30mg/L，TP为1.2～1.8mg/L，水从生物反应器流入酶促湿地，酶促 湿地采用三级递进布水，使得进水端负荷分配均匀;
(2)配置酶促湿地填料
酶促湿地填料包括种植土层、布水层、酶促填料层、吸附层、钙质层、 骨料层、保护土层七种填料，
种植土层由土壤、草木灰、锯末三种填料混合而成，其粒径分别为2～ 5mm、1～2mm、1～2mm，所占体积百分比分别为60～80%、15～25%、 5～15%;
布水层由粗砂、碎石两种填料混合而成，其粒径分别为2～4mm、10～ 20mm，所占体积百分比分别为40～60%、40～60%;
酶促填料层由酶促填料组成，粒径为10～20mm;
吸附层由细煤渣、粗煤渣两种填料混合而成，其粒径分别为2～8mm、 10～20mm，所占体积百分比分别为40～60%、40～60%;
钙质层由石灰石组成，粒径为20～40mm;
骨料层由碎石组成，粒径为30～50mm;
保护土层为土壤，粒径为2～5mm;
(3)采用深度为800～1000mm的酶促湿地，在酶促湿地中从进水到 出水依次为第一处理区、第二处理区、第三处理区、第四处理区，
第一处理区从下往上依次为防渗层、骨料层、布水层、种植土层，防 渗层占总深度的4～6%、骨料层占总深度的76～84%、布水层占总深度的 4～6%、种植土层占总深度的8～12%;
第二处理区从下往上依次为保护土层、骨料层、吸附层、酶促填料层、 布水层、种植土层，保护土层占总深度的4～6%、骨料层占总深度的36～ 45%、吸附层占总深度的29～30%、酶促填料层占总深度的9～11%、布 水层占总深度的4～6%、种植土层占总深度的9～11%;
第三处理区从下往上依次为保护土层、骨料层、钙质层、吸附层、布 水层、种植土层，保护土层占总深度的4～6%、骨料层占总深度的36～45 %、钙质层占总深度的9～11%、吸附层占总深度的29～30%、布水层占 总深度的4～6%、种植土层占总深度的9～11%;
第四处理区从下往上依次为防渗层、骨料层、布水层、种植土层，防 渗层占总深度的4～6%、骨料层占总深度的76～84%、布水层占总深度的 4～6%、种植土层占总深度的8～12%，酶促湿地出水达标排放。
2. 一种生物/酶促湿地污水处理方法，其特征在于：包括
(1)当污水中总磷负荷大于4mg/L、且总氮负荷小于或等于25mg/L 时，在生物反应器中投入聚合氯化铝60～100mg/L，水力停留时间1～2h， 生物反应器出水指标COD为100～120mg/L，NH4-N为15～20mg/L，TN 为20～30mg/L，TP为1.2～1.8mg/L，水从生物反应器流入酶促湿地，酶促 湿地采用三级递进布水，使得进水端负荷分配均匀;
(2)同权利要求1中的步骤(2);
(3)同权利要求1中的步骤(3)。
3. 一种生物/酶促湿地污水处理方法，其特征在于：包括
(1)当污水中总磷负荷大于4mg/L、且总氮负荷大于25mg/L时，在 生物反应器中采用间歇曝气模式，曝气时间2～4h，搅拌时间1～2h，水力 停留时间8～12h，生物反应器中投入聚合氯化铝60～100mg/L，生物反应 器出水指标COD为100～120mg/L，NH4-N为15～20mg/L，TN为20～ 30mg/L，TP为1.2～1.8mg/L，水从生物反应器流入酶促湿地，酶促湿地采 用三级递进布水，使得进水端负荷分配均匀;
(2)同权利要求1中的步骤(2);
(3)同权利要求1中的步骤(3)。
4. 一种用于权利要求1或2或3方法的酶促湿地，其特征在于：采用填 料深度为800～1000mm的湿地，在湿地中装有第一导流板(61)、第二导 流板(62)、第三导流板(63)、第四导流板(64)、第五导流板(65)，第 一导流板(61)、第三导流板(63)、第五导流板(65)与湿地的两个侧面 相接，而与湿地的底面留有间隙，第二导流板(62)、第四导流板(64)与 湿地的底面及两个侧面相接，且与湿地的顶平面保持距离，第一穿孔配水 管(51)位于湿地的前壁与第一导流板(61)之间，第二穿孔配水管(52) 位于第一导流板(61)与第二导流板(62)之间，第三穿孔配水管(53) 位于第二导流板(62)与第三导流板(63)之间，第四穿孔配水管(54) 位于第五导流板(65)与湿地的后壁之间，第四穿孔配水管(54)与出水 管(14)相连，出水管(14)伸出湿地，第一配水管(11)、第二配水管(12)、 第三配水管(13)与进水管(10)相连，第一配水管(11)依次通过第一 阀门(21)、第一流量计(31)、第一电磁阀(41)伸进湿地，在湿地中与 第一穿孔配水管(51)相连;第二配水管(12)依次通过第二阀门(22)、 第二流量计(32)、第二电磁阀(42)伸进湿地，在湿地中与第二穿孔配水 管(52)相连;第三配水管(13)依次通过第三阀门(23)、第三流量计(33)、 第三电磁阀(43)伸进湿地，在湿地中与第三穿孔配水管(53)相连。
说明书
一种生物/酶促湿地污水处理方法及相应的酶促湿地
技术领域
本发明涉及一种污水处理方法及相应的酶促湿地，特别涉及一种生物 反应器与酶促湿地相结合的污水处理方法。
背景技术
传统污水处理方法主要有二种：一种是以生物处理单元为主，后面辅助 生态单元，即利用生物单元处理污水达到国家相关排放标准，再串联湿地单 元以进一步提高出水水质，并提高出水稳定性;另一种是以湿地单元为主， 即去除污染负荷主要由生态单元完成，只是为了延长湿地单元使用寿命，在 生态单元前面辅助简单的生物处理去除大的悬浮颗粒及少量溶解性有机污 染物。
以生物处理单元为主的组合方式可以通过能耗的投入实现有机物及氮 磷的去除、耐冲击负荷能力强，但由于弱化生态处理技术，使得污染负荷 的去除完全依赖于生物处理能耗的投入，要获得越高的出水水质，投入的 能耗也相应越高，这就导致了“三高一多”问题的出现。
传统生物处理方法将污水直接处理达标需要能耗约0.27～0.36元/m3， 以生态单元为主的组合方式能以较低的能耗实现有机物、氮磷的去除，但 由于生物单元只是起到辅助作用，导致生态单元污染负荷较高、占地面积 大、受季节植物生长处理效果变化较大、可调节能力有限、耐冲击负荷能 力较差等问题，尤其是当污水得不到有效的预处理，导致大量悬浮固体进 入湿地单元会大大缩短湿地使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，提供一种生物/酶促 湿地污水处理方法及相应的酶促湿地，该污水处理方法污染物去除率高、 能耗低、耐冲击负荷能力强、出水水质稳定。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是，一种生物/酶促湿地污水 处理方法，包括
(1)当污水中总磷负荷小于或等于4mg/L时，在生物反应器中采用间 歇曝气模式，曝气时间2～4h，搅拌时间1～2h，水力停留时间8～12h， 生物反应器出水指标COD为100～120mg/L，NH4-N为15～20mg/L，TN 为20～30mg/L，TP为1.2～1.8mg/L，水从生物反应器流入酶促湿地，酶促 湿地采用三级递进布水，使得进水端负荷分配均匀;
(2)配置酶促湿地填料
酶促湿地填料包括种植土层、布水层、酶促填料层、吸附层、钙质层、 骨料层、保护土层七种填料，种植土层由土壤、草木灰、锯末三种填料混 合而成，其粒径分别为2～5mm、1～2mm、1～2mm，所占体积百分比分 别为60～80%、15～25%、5～15%;布水层由粗砂、碎石两种填料混合而 成，其粒径分别为2～4mm、10～20mm，所占体积百分比分别为40～60%、 40～60%;酶促填料层由酶促填料组成，粒径为10～20mm;吸附层由细煤 渣、粗煤渣两种填料混合而成，其粒径分别为2～8mm、10～20mm，所占 体积百分比分别为40～60%、40～60%;钙质层由石灰石组成，粒径为20～ 40mm;骨料层由碎石组成，粒径为30～50mm;保护土层为土壤，粒径为 2～5mm;
(3)采用深度为800～1000mm的酶促湿地，在酶促湿地中从进水到 出水依次为第一处理区、第二处理区、第三处理区、第四处理区，第一处 理区从下往上依次为防渗层、骨料层、布水层、种植土层，防渗层占总深 度的4～6%、骨料层占总深度的76～84%、布水层占总深度的4～6%、种 植土层占总深度的8～12%;第二处理区从下往上依次为保护土层、骨料层、 吸附层、酶促填料层、布水层、种植土层，保护土层占总深度的4～6%、 骨料层占总深度的36～45%、吸附层占总深度的29～30%、酶促填料层占 总深度的9～11%、布水层占总深度的4～6%、种植土层占总深度的9～11 %;第三处理区从下往上依次为保护土层、骨料层、钙质层、吸附层、布 水层、种植土层，保护土层占总深度的4～6%、骨料层占总深度的36～45 %、钙质层占总深度的9～11%、吸附层占总深度的29～30%、布水层占 总深度的4～6%、种植土层占总深度的9～11%;第四处理区从下往上依 次为防渗层、骨料层、布水层、种植土层，防渗层占总深度的4～6%、骨 料层占总深度的76～84%、布水层占总深度的4～6%、种植土层占总深度 的8～12%，酶促湿地出水达标排放。
为达到本发明的目的，本发明采用的另一个技术方案是，一种生物/酶 促湿地污水处理方法，包括
(1)当污水中总磷负荷大于4mg/L、且总氮负荷小于或等于25mg/L 时，在生物反应器中投入聚合氯化铝60～100mg/L，水力停留时间1～2h， 生物反应器出水指标COD为100～120mg/L，NH4-N为15～20mg/L，TN 为20～30mg/L，TP为1.2～1.8mg/L，水从生物反应器流入酶促湿地，酶促 湿地采用三级递进布水，使得进水端负荷分配均匀;
(2)配置酶促湿地填料
酶促湿地填料包括种植土层、布水层、酶促填料层、吸附层、钙质层、 骨料层、保护土层七种填料，种植土层由土壤、草木灰、锯末三种填料混 合而成，其粒径分别为2～5mm、1～2mm、1～2mm，所占体积百分比分 别为60～80%、15～25%、5～15%;布水层由粗砂、碎石两种填料混合而 成，其粒径分别为2～4mm、10～20mm，所占体积百分比分别为40～60%、 40～60%;酶促填料层由酶促填料组成，粒径为10～20mm;吸附层由细煤 渣、粗煤渣两种填料混合而成，其粒径分别为2～8mm、10～20mm，所占 体积百分比分别为40～60%、40～60%;钙质层由石灰石组成，粒径为20～ 40mm;骨料层由碎石组成，粒径为30～50mm;保护土层为土壤，粒径为 2～5mm;
(3)采用深度为800～1000mm的酶促湿地，在酶促湿地中从进水到 出水依次为第一处理区、第二处理区、第三处理区、第四处理区，第一处 理区从下往上依次为防渗层、骨料层、布水层、种植土层，防渗层占总深 度的4～6%、骨料层占总深度的76～84%、布水层占总深度的4～6%、种 植土层占总深度的8～12%;第二处理区从下往上依次为保护土层、骨料层、 吸附层、酶促填料层、布水层、种植土层，保护土层占总深度的4～6%、 骨料层占总深度的36～45%、吸附层占总深度的29～30%、酶促填料层占 总深度的9～11%、布水层占总深度的4～6%、种植土层占总深度的9～11 %;第三处理区从下往上依次为保护土层、骨料层、钙质层、吸附层、布 水层、种植土层，保护土层占总深度的4～6%、骨料层占总深度的36～45 %、钙质层占总深度的9～11%、吸附层占总深度的29～30%、布水层占 总深度的4～6%、种植土层占总深度的9～11%;第四处理区从下往上依 次为防渗层、骨料层、布水层、种植土层，防渗层占总深度的4～6%、骨 料层占总深度的76～84%、布水层占总深度的4～6%、种植土层占总深度 的8～12%，酶促湿地出水达标排放。
为达到本发明的目的，本发明采用的又一个技术方案是，一种生物/酶 促湿地污水处理方法，包括
(1)当污水中总磷负荷大于4mg/L、且总氮负荷大于25mg/L时，在 生物反应器中采用间歇曝气模式，曝气时间2～4h，搅拌时间1～2h，水力 停留时间8～12h，生物反应器中投入聚合氯化铝60～100mg/L，生物反应 器出水指标COD为100～120mg/L，NH4-N为15～20mg/L，TN为20～ 30mg/L，TP为1.2～1.8mg/L，水从生物反应器流入酶促湿地，酶促湿地采 用三级递进布水，使得进水端负荷分配均匀;
(2)配置酶促湿地填料
酶促湿地填料包括种植土层、布水层、酶促填料层、吸附层、钙质层、 骨料层、保护土层七种填料，种植土层由土壤、草木灰、锯末三种填料混 合而成，其粒径分别为2～5mm、1～2mm、1～2mm，所占体积百分比分 别为60～80%、15～25%、5～15%;布水层由粗砂、碎石两种填料混合而 成，其粒径分别为2～4mm、10～20mm，所占体积百分比分别为40～60%、 40～60%;酶促填料层由酶促填料组成，粒径为10～20mm;吸附层由细煤 渣、粗煤渣两种填料混合而成，其粒径分别为2～8mm、10～20mm，所占 体积百分比分别为40～60%、40～60%;钙质层由石灰石组成，粒径为20～ 40mm;骨料层由碎石组成，粒径为30～50mm;保护土层为土壤，粒径为 2～5mm;
(3)采用深度为800～1000mm的酶促湿地，在酶促湿地中从进水到 出水依次为第一处理区、第二处理区、第三处理区、第四处理区，第一处 理区从下往上依次为防渗层、骨料层、布水层、种植土层，防渗层占总深 度的4～6%、骨料层占总深度的76～84%、布水层占总深度的4～6%、种 植土层占总深度的8～12%;第二处理区从下往上依次为保护土层、骨料层、 吸附层、酶促填料层、布水层、种植土层，保护土层占总深度的4～6%、 骨料层占总深度的36～45%、吸附层占总深度的29～30%、酶促填料层占 总深度的9～11%、布水层占总深度的4～6%、种植土层占总深度的9～11 %;第三处理区从下往上依次为保护土层、骨料层、钙质层、吸附层、布 水层、种植土层，保护土层占总深度的4～6%、骨料层占总深度的36～45 %、钙质层占总深度的9～11%、吸附层占总深度的29～30%、布水层占 总深度的4～6%、种植土层占总深度的9～11%;第四处理区从下往上依 次为防渗层、骨料层、布水层、种植土层，防渗层占总深度的4～6%、骨 料层占总深度的76～84%、布水层占总深度的4～6%、种植土层占总深度 的8～12%，酶促湿地出水达标排放。
一种用于上述三种方法的酶促湿地，其特征在于：采用填料深度为 800～1000mm的湿地，在湿地中装有第一导流板、第二导流板、第三导流 板、第四导流板、第五导流板，第一导流板、第三导流板、第五导流板与 湿地的两个侧面相接，而与湿地的底面留有间隙，第二导流板、第四导流 板与湿地的底面及两个侧面相接，且与湿地的顶平面保持距离，第一穿孔 配水管位于湿地的前壁与第一导流板之间，第二穿孔配水管位于第一导流 板与第二导流板之间，第三穿孔配水管位于第二导流板与第三导流板之间， 第四穿孔配水管位于第五导流板与湿地的后壁之间，第四穿孔配水管与出 水管相连，出水管伸出湿地，第一配水管、第二配水管、第三配水管与进 水管相连，第一配水管依次通过第一阀门、第一流量计、第一电磁阀伸进 湿地，在湿地中与第一穿孔配水管相连，第二配水管依次通过第二阀门、 第二流量计、第二电磁阀伸进湿地，在湿地中与第二穿孔配水管相连，第 三配水管依次通过第三阀门、第三流量计、第三电磁阀伸进湿地，在湿地 中与第三穿孔配水管相连。
本发明相比现有技术具有以下优点：
(1)本发明集中了生物处理的高效性与生态处理的低能耗性的优势， 更加节能，降低了污水处理的成本，同时由于生态单元作用的充分发挥， 降低了生物单元处理负荷，可以减少剩余污泥产量，达到高效低耗处理城 市污水目的。本发明在生物单元利用1/2能耗去除掉2/3的污染负荷，在生 态单元利用1/6能耗去除掉剩余1/3的污染负荷实现达标排放，达到城镇污 水处理一级B标准。
(2)本发明将生物处理与湿地生态处理有机结合，合理分配负荷，延 长了湿地使用寿命;通过生物单元调控，系统耐冲击负荷能力增强，提高 了季节适应性。
(3)本发明采用酶促深床湿地的优点在于采用酶促填料，提高了可生 化性;深床湿地增大了床深，提高了水力负荷，减少了湿地占地面积;采 用递进布水方式进水，减小了湿地首端负荷，延缓了前端堵塞;采用波形 流态，延长了水力流线，增大了有效床容。
