申请日2017.08.24
公开(公告)日2017.12.12
IPC分类号C02F9/14
摘要
一种活性污泥融合水生植物净化污水装置及其应用，属于含氮、磷有机污水净化领域。所述装置包括预处理装置、浮水植物活性污泥曝气池和污泥好氧消化池，所述装置还包括活性污泥吸附池、浮水植物沉淀池a、浮水植物沉淀池b和生态净化池，所述预处理装置、活性污泥吸附池、浮水植物沉淀池a、浮水植物活性污泥曝气池、浮水植物沉淀池b和生态净化池依次管道连接，所述浮水植物沉淀池a通过污泥好氧消化池与活性污泥吸附池相接，所述浮水植物沉淀池b与活性污泥吸附池相接。通过利用活性污泥和浮水植物相结合，能够快速去除污水中的悬浮类和胶体类有机物、氮和磷，具有净化效果加强、回收利用增大效益、具有景观效应等优点。
权利要求书
1.一种活性污泥融合水生植物净化污水装置，所述装置包括预处理装置、浮水植物活性污泥曝气池和污泥好氧消化池，所述预处理装置包括依次连接的粗格栅、沉砂池和细格栅，其特征在于，所述装置还包括活性污泥吸附池、浮水植物沉淀池a、浮水植物沉淀池b和生态净化池，所述活性污泥吸附池包括廊道水渠a(1)和潜水搅拌机(2)，所述廊道水渠a(1)内部设有活性污泥，所述潜水搅拌机(2)设于廊道水渠a(1)底部，所述活性污泥吸附池一端与预处理装置相接;
所述浮水植物沉淀池a包括平流型水池(4)和浮水植物a(5)，所述平流型水池(4)包括进水口(12)、污泥池(3)、格栅式打捞机a(7)、污泥泵(8)、出水 口(13)和排泥口(14)，所述进水口(12)设于浮水植物沉淀池a一端的顶部，所述污泥池(3)设于浮水植物沉淀池a的底部、靠近进水口(12)的一端，所述出水口(13)设于浮水植物沉淀池a另一端的顶部，所述格栅式打捞机a(7)设于浮水植物沉淀池a靠近出水口的一端，所述排泥口(14)设于污泥池(3)的底端，所述污泥泵(8)与排泥口(14)管道连接，所述浮水植物a(5)设于平流型水池(4)顶端，所述浮水植物a(5)包括浮水植物根系a(6)，所述浮水植物根系a(6)分布于平流型水池(4)上部，所述进水口(12)与活性污泥吸附池管道连接，所述出水口(13)与浮水植物活性污泥曝气池进水口管道连接，所述排泥口(14)与污泥好氧消化池的进泥口管道连接;
所述浮水植物沉淀池b的结构与浮水植物沉淀池a相同，所述浮水植物沉淀池b的进水口与浮水植物活性污泥曝气池的出水口管道连接，所述浮水植物沉淀池b的出泥口与活性污泥吸附池的顶端管道连接;
所述生态净化池包括进水端、廊道水渠b、浮水植物b、格栅式打捞机b和出水端，所述进水端设于廊道水渠b一端的顶部，所述浮水植物b设于廊道水渠b上部，所述出水端设于廊道水渠b另一端的顶部，所述格栅式打捞机b设于廊道水渠b的另一端，所述生态净化池的进水端与浮水植物沉淀池b的出水口管道连接。
2.根据权利要求1所述的一种活性污泥融合水生植物净化污水装置，其特征在于，所述浮水植物沉淀池a还包括顶棚a，所述顶棚a包括太阳能板a(9)、棚体a(10)和灯a(11)，所述棚体a(10)设于浮水植物沉淀池a的上部，所述太阳能板a(9)设于棚体a(10)的顶部外侧，所述灯a(11)设于棚体a(10)的顶部内侧;
所述浮水植物沉淀池b还包括顶棚b，所述顶棚b包括太阳能板b、棚体b和灯b，所述棚体b设于浮水植物沉淀池b的上部，所述太阳能板b设于棚体b的顶部外侧，所述灯b设于棚体b的顶部内侧;
所述生态净化池还包括顶棚c，所述顶棚c包括太阳能板c、棚体c和灯c，所述棚体c设于生态净化池的上部，所述太阳能板c设于棚体c的顶部外侧，所述灯c设于棚体c的顶部内侧。
3.根据权利要求1所述的一种活性污泥融合水生植物净化污水装置，其特征在于，所述浮水植物活性污泥曝气池、浮水植物沉淀池a、浮水植物沉淀池b和生态净化池中浮水植物为大薸或水葫芦。
4.基于权利要求1、2或3所述的装置在净化含氮磷有机污水中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于包括以下步骤：
步骤一. 含氮、磷有机废水经过预处理装置去除粗大固体杂质后自流进入活性污泥吸附池;
步骤二. 待步骤一处理后的污水进入活性污泥吸附池后，打开潜水搅拌机(2)进行活性污泥吸附，控制污泥浓度MLSS值为6000~10000 mg/L，水力停留时间为30~60 min;
步骤三. 经活性污泥吸附处理后的污水流入浮水植物沉淀池a，控制水力停留时间2~3h，浮水植物覆盖度70~80%，沉降污泥通过污泥泵排出池外，其中50%～60%流入污泥好氧消化池进行污染物降解，剩余污泥进行脱水处理，顶棚灯a光照强度为150~250lx，补光时间为18:00~24:00;
步骤四. 浮水植物沉淀池a的出水进入浮水植物活性污泥曝气池，控制污泥浓度MLSS为2000~4000 mg/L，DO为2~3 mg/L，水力停留时间4~6 h;
步骤五. 浮水植物活性污泥曝气池出水进入浮水植物沉淀池b，控制水力停留时间2.5~3.5 h，水生植物覆盖度40~50%，沉降的活性污泥全部回流至活性污泥吸附池，顶棚灯b光照强度为150~250 lx，补光时间为18:00~24:00;
步骤六. 浮水植物沉淀池b的出水进入生态净化池，控制水生植物覆盖度60~80%，水力停留时间设置为1～2 d，生态净化池的出水直接排放或着作为中水回用水源，顶棚灯c光照强度为150~250 lx，补光时间为18:00~24:00。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述步骤二中控制污泥浓度MLSS值为10000 mg/L，水力停留时间为60 min。
7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述步骤三中控制控制水力停留时间3h，浮水植物覆盖度80%，沉降污泥通过污泥泵排出池外，其中60%流入污泥好氧消化池进行污染物降解，顶棚灯a光照强度为250 lx。
8.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述步骤四中控制污泥浓度MLSS为4000mg/L，DO为3 mg/L，水力停留时间6 h。
9.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述步骤五中控制水力停留时间3.5 h，水生植物覆盖度50%，顶棚灯b光照强度为250 lx。
10.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述步骤六中控制水生植物覆盖度80%，水力停留时间设置为2d，顶棚灯c光照强度为250 lx。
说明书
一种活性污泥融合水生植物净化污水装置及其应用
技术领域
本发明属于含氮、磷有机污水净化领域，具体涉及一种活性污泥融合水生植物净化污水装置及其应用。
背景技术
我国社会经济迅速发展，人口快速增长，城市化进程加快，产生大量工业废水与生活污水，致使污水处理量大，污水处理压力重，出水水质不达标。水污染问题危机人们身体健康，严重阻碍我国经济发展。
大量实践表明，水生植物净化污水，因水质净化效果良好、能耗低、经济效益高、简单易行以及生态系统友好等特点，而日益得到广泛应用。
专利CN201420366127.0公开了“一种太阳能曝气水葫芦生态浮岛”，选用去污能力强的水生植物——水葫芦作为浮岛植物构建水葫芦生态浮岛，以曝气设备为生态浮岛供氧，避免水葫芦呼吸作用过度耗氧造成水体缺氧。该专利仅靠水葫芦对微污染湖泊水体进行生态修复，净化效能有限，虽然有曝气系统，也是防止水体缺氧，不适合处理污染物浓度较高的城镇污水。
专利CN201010551458.8公开了“利用水葫芦治理污染水体的办法”，其通过设置拦截坝拦截水葫芦的蔓延，在水葫芦种植区域安装曝气系统来处理污染水体。该专利也是主要以水葫芦对污染水体进行生态修复，不适合城镇污水处理。
专利CN201120440807.9公开了“一种利用水葫芦净化生活污水的小型周年复合净化系统”， 污水依次通过缓冲池、曝气池、厌氧发酵池、水葫芦养殖池等，通过一套综合系统技术方案，解决市政污水深度净化、营养盐资源回收、湿地植物处理与资源化、系统周年高效运行等方面的问题。该处理系统复杂，氮去除效果有限，水葫芦养殖池占地面积大等缺点。
专利CN201410250158.4公开了“一种河道污水治理方法”，利用网状固定架将水葫芦等在水中生长的具有净化水质的植物固定在河道上，利用水葫芦等植物的生长净化河道污水。该专利利用固定架固定水葫芦，却未考虑水葫芦离开固定架后的生长蔓延，缺少后续处理，易泛滥成灾。
发明内容
解决的技术问题：针对上述方法不适合较高浓度含氮磷有机废水的缺陷，本发明提供一种活性污泥融合水生植物净化污水装置及其应用，具有净化效果加强、回收利用增大效益、具有景观效应等优点。
技术方案：一种活性污泥融合水生植物净化污水装置，所述装置包括预处理装置、浮水植物活性污泥曝气池和污泥好氧消化池，所述预处理装置包括依次连接的粗格栅、沉砂池和细格栅，所述装置还包括活性污泥吸附池、浮水植物沉淀池a、浮水植物沉淀池b和生态净化池，所述活性污泥吸附池包括廊道水渠a和潜水搅拌机，所述廊道水渠a内部设有活性污泥，所述潜水搅拌机设于廊道水渠a底部，所述活性污泥吸附池一端与预处理装置相接;
所述浮水植物沉淀池a包括平流型水池和浮水植物a，所述平流型水池包括进水口、污泥池、格栅式打捞机a、污泥泵、出水口和排泥口，所述进水口设于浮水植物沉淀池a一端的顶部，所述污泥池设于浮水植物沉淀池a的底部、靠近进水口的一端，所述出水口设于浮水植物沉淀池a另一端的顶部，所述格栅式打捞机a设于浮水植物沉淀池a靠近出水口的一端，所述排泥口设于污泥池的底端，所述污泥泵与排泥口管道连接，所述浮水植物a设于平流型水池顶端，所述浮水植物a包括浮水植物根系a，所述浮水植物根系a分布于平流型水池上部，所述进水口与活性污泥吸附池管道连接，所述出水口与浮水植物活性污泥曝气池进水口管道连接，所述排泥口与污泥好氧消化池的进泥口管道连接;
所述浮水植物沉淀池b的结构与浮水植物沉淀池a相同，所述浮水植物沉淀池b的进水口与浮水植物活性污泥曝气池的出水口管道连接，所述浮水植物沉淀池b的出泥口与活性污泥吸附池的顶端管道连接;
所述生态净化池包括进水端、廊道水渠b、浮水植物b、格栅式打捞机b和出水端，所述进水端设于廊道水渠b一端的顶部，所述浮水植物b设于廊道水渠b上部，所述出水端设于廊道水渠b另一端的顶部，所述格栅式打捞机b设于廊道水渠b的另一端，所述生态净化池的进水端与浮水植物沉淀池b的出水口管道连接。
作为优选，所述浮水植物沉淀池a还包括顶棚a，所述顶棚a包括太阳能板a、棚体a和灯a，所述棚体a设于浮水植物沉淀池a的上部，所述太阳能板a设于棚体a的顶部外侧，所述灯a设于棚体a的顶部内侧;
所述浮水植物沉淀池b还包括顶棚b，所述顶棚b包括太阳能板b、棚体b和灯b，所述棚体b设于浮水植物沉淀池b的上部，所述太阳能板b设于棚体b的顶部外侧，所述灯b设于棚体b的顶部内侧;
所述生态净化池还包括顶棚c，所述顶棚c包括太阳能板c、棚体c和灯c，所述棚体c设于生态净化池的上部，所述太阳能板c设于棚体c的顶部外侧，所述灯c设于棚体c的顶部内侧。
作为优选，所述浮水植物活性污泥曝气池、浮水植物沉淀池a、浮水植物沉淀池b和生态净化池中浮水植物为大薸或水葫芦。
本发明的另一个技术方案为所述的装置在净化含氮磷有机污水中的应用。
所述应用包括以下步骤：
步骤一. 含氮、磷有机废水经过预处理装置去除粗大固体杂质后自流进入活性污泥吸附池;
步骤二. 待步骤一处理后的污水进入活性污泥吸附池后，打开潜水搅拌机(2)进行活性污泥吸附，控制污泥浓度MLSS值为6000~10000 mg/L，水力停留时间为30~60 min;
步骤三. 经活性污泥吸附处理后的污水流入浮水植物沉淀池a，控制水力停留时间2~3h，浮水植物覆盖度70~80%，沉降污泥通过污泥泵排出池外，其中50%～60%流入污泥好氧消化池进行污染物降解，剩余污泥进行脱水处理，顶棚灯a光照强度为150~250lx，补光时间为18:00~24:00;
步骤四. 浮水植物沉淀池a的出水进入浮水植物活性污泥曝气池，控制污泥浓度MLSS为2000~4000 mg/L，DO为2~3 mg/L，水力停留时间4~6 h;
步骤五. 浮水植物活性污泥曝气池出水进入浮水植物沉淀池b，控制水力停留时间2.5~3.5 h，水生植物覆盖度40~50%，沉降的活性污泥全部回流至活性污泥吸附池，顶棚灯b光照强度为150~250 lx，补光时间为18:00~24:00;
步骤六. 浮水植物沉淀池b的出水进入生态净化池，控制水生植物覆盖度60~80%，水力停留时间设置为1～2 d，生态净化池的出水直接排放或着作为中水回用水源，顶棚灯c光照强度为150~250 lx，补光时间为18:00~24:00。
作为优选，所述步骤二中控制污泥浓度MLSS值为10000 mg/L，水力停留时间为60min。
作为优选，所述步骤三中控制控制水力停留时间3h，浮水植物覆盖度80%，沉降污泥通过污泥泵排出池外，其中60%流入污泥好氧消化池进行污染物降解，顶棚灯a光照强度为250 lx。
作为优选，所述步骤四中控制污泥浓度MLSS为4000 mg/L，DO为3 mg/L，水力停留时间6 h。
作为优选，所述步骤五中控制水力停留时间3.5 h，水生植物覆盖度50%，顶棚灯b光照强度为250 lx。
作为优选，所述步骤六中控制水生植物覆盖度80%，水力停留时间设置为2d，顶棚灯c光照强度为250 lx。
有益效果：(1)利用活性污泥比表面积大吸附能力强等优点快速吸附去除污水中的悬浮类和胶体类有机物、氮和磷，大大降低后续处理单元的负荷。针对城镇污水，活性污泥吸附一般可去除70%左右COD及部分氮磷，而现有处理城镇污水的系统为污水依次通过预处理(粗格栅、沉砂池和细格栅)、初沉池、厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池，其中厌氧池、缺氧池、好氧池中均含有活性污泥。在不外加碳源和投加化学除磷剂的情况下，出水的COD≤60mg/L，NH3-N≤8 mg/L， SS≤15 mg/L，但TN通常高于15mg/L，甚至超过20mg/L，TP也一般超过1mg/L，很难达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准。
(2)出水水质好：污水经活性污泥吸附后浓度大大降低，同时利用活性污泥和水生植物协同净化，增强了净化效果，达到良好的出水水质。
(3)具有景观效应：本发明一改传统污水处理厂无景观的不足，种养的绿色植物浮水植物覆盖池体表面形成大片绿色景观，美化了环境。
(4)回收利用增大效益：水生植物可生产肥料、饲料、造纸原料和沼气原料，讲究环境效益的同时，追求经济效益的最大化。
