申请日2017.12.05
公开(公告)日2018.04.17
IPC分类号C02F9/14; C02F101/30
摘要
一种微动力污水一体化处理方法，污水首先在预处理单元经过厌氧预处理，将污水中的大颗粒有机物分解成小分子物质后进入微曝气毛细渗滤处理单元进行微曝气毛细渗滤处理，废水中的污染物发生不完全的硝化反应为后续步骤提供满足比例要求的氨氮和亚硝氮，最后通过人工湿地处理单元将污水中的氨氮及其不完全氧化物还原成N2，进行污染物的有效去除后排出满足排放标准的水。本发明通过将毛细渗滤系统和人工湿地进行优化组合，不仅提高处理效率，还减少占地面积。
权利要求书
1.一种微动力污水一体化处理方法，其特征在于：污水首先在预处理单元(1)经过厌氧预处理，将污水中的大颗粒有机物分解成小分子物质后进入微曝气毛细渗滤处理单元(2)进行微曝气毛细渗滤处理，废水中的污染物发生不完全的硝化反应为后续步骤提供满足比例要求的氨氮和亚硝氮，最后通过人工湿地处理单元(3)将污水中的氨氮及其不完全氧化物还原成N2，进行污染物的有效去除后排出满足排放标准的水。
2.如权利要求1所述的微动力污水一体化处理方法，其特征在于：污水在微曝气毛细渗滤处理单元(2)内采用连续微曝气处理的方式，使空气与污水充分混合，然后进入潜流湿地处理单元进行污染物的去除;连续微曝气的气水比为3-4;
或者污水在微曝气毛细渗滤处理单元(2)内采用间歇微曝气处理的方式后进入垂直流湿地处理单元，使污水在垂直流入的过程中与空气中的氧混合，起到再次曝气的作用;间歇微曝气的气水比为7-9，间隔时间为50-70min。
3.如权利要求1所述的微动力污水一体化处理方法，其特征在于：预处理单元(1)内污水的反应停留时间为10-12h。
4.如权利要求1所述的微动力污水一体化处理方法，其特征在于：设计微曝气毛细渗滤处理单元(2)水力负荷范围为0.5-4.5m3/(m2.d),保证污水有合适的停留时间。
5.如权利要求1所述的微动力污水一体化处理方法，其特征在于：设计人工湿地处理单元(3)水力负荷范围为0.1-1.5m3/(m2.d)，保证污水有合理的反应时间。
6.如权利要求1所述的微动力污水一体化处理方法，其特征在于：污水从预处理单元(1)的底部进入预处理单元(1)，以分散进水的冲击力，减少进水时的水体紊动，提供预处理单元(1)的厌氧处理效率。
7.如权利要求1所述的微动力污水 一体化处理方法，其特征在于：预处理单元(1)的污水以溢流方式进入微曝气毛细渗滤处理单元(2)，利用重力将预处理后的污水均匀分布于微曝气毛细渗滤处理单元(2)的下面部分。
8.如权利要求2所述的微动力污水一体化处理方法，其特征在于：人工湿地处理单元(3)的进水缓冲槽(32)与处理单元主体(34)部分通过隔板一(36)隔开，微曝气毛细渗滤处理单元(2)的污水采用虹吸管(43)利用虹吸原理无动力地排入人工湿地处理单元(3)的进水缓冲槽(32)，且虹吸管(43)的入水口位于微曝气毛细渗滤处理单元(2)的底部，出水口不低于微曝气毛细渗滤处理单元(2)的卵石层(26)的顶部，保证微曝气毛细渗滤处理单元(2)的水量不低于其卵石层(26)，使底部经过间歇微曝气的污水率先通过虹吸管(43)排入人工湿地处理单元(3)，且每次排水都抽取一定的高度，因此上部污水以递进关系逐级往下推移，达到不完全曝气的目的。
9.如权利要求8所述的微动力污水一体化处理方法，其特征在于：潜流湿地处理单元的隔板一(36)上设有透水孔以使污水从透水孔进入潜流湿地处理单元的处理单元主体部分(34);
或者将潜流湿地处理单元设计成处理单元主体部分(34)的高度低于进水缓冲槽(32)的方式，垂直流湿地处理单元的隔板一(36)为不透水板，且在隔板一(36)上设有垂直流进水管(35)以使污水从进水缓冲槽(32)垂直流入处理单元主体部分(34)，垂直流进水管(35)位于虹吸管的出水口的上方以保证进水缓冲槽(32)的水深使虹吸管能正常虹吸，同时垂直流进水管(35)的高度高于处理单元主体部分(34)以保证污水垂直流入处理单元主体部分(34)。
10.如权利要求1所述的微动力污水一体化处理方法，其特征在于：人工湿地处理单元(3)的上弯排水管(44)的入水口距离潜流湿地处理单元底部40-60mm，出水口高度为300-500mm之间，以保证人工湿地处理单元(3)内有400-500mm为厌/缺氧环境的淹没区，为微曝气处理后的生活污水进行厌氧氨氧化、反硝化、磷还原提供发生条件。
说明书
一种微动力污水一体化处理方法
技术领域
本发明涉及一种污水处理方法，尤其涉及一种微动力污水一体化处理方法及设备，属于水处理技术领域。
背景技术
为了建设美丽乡村，提高农村居民生活质量，农村生活环境污染治理不容忽视。然而农村地区居民居住分散，管网设施不齐全，对污水集中处理比较困难。且经济上较为落后，对于生活污水处理设施投资、运营费用成为首要的考虑的要素。
毛细渗滤系统、人工湿地作为两种常用的生物生态处理技术，常用于生活污水的处理，往往单一人工湿地或毛细渗滤系统难以满足生活污水处理排放要求。可针对场地、气候条件、水质参数及达标要求的不同，对不同类型的生物生态处理系统进行优化组合，设计出复合型生物生态处理系统，使其出水满足排放要求。目前常采用的组合工艺为厌氧/好氧生物技术与人工湿地组成的生物生态工艺。
如申请号CN201010147075.4，名称为“一种新农村生活污水处理技术”的发明专利公开了一种新农村生活污水处理技术，属于环保污水处理技术领域，生活污水进入曝气沉砂池兼调节池中，进行适当沉砂沉淀和调节后无机污染物被去除一部分，再通过提升水泵送入浓缩式二级厌氧反应池内，污水在通过浓缩滤层的过程中，水中悬浮物被过滤截留，浓缩式二级厌氧反应池中产生的CH4和H2S等污染气体通过气口排出，部分浓缩液可以定期通过打开阀门经浓缩底泥排污管排出系统，从浓缩式二级厌氧反应池出水口出来的上清液依次进入阶梯跌水型湿地、无介质湿地、经济收益型湿地、生物滤池、鱼池，水中的氮磷富营养化污染物被水生植物的根茎等过滤、截留、吸附、分解、吸收和沉淀，并通过定期收获，达到水净化的目的。
申请号CN201210164424.2，名称为“一种低能耗低碳排放经济节能型的城镇污水处理方法”的发明专利公开了一种低能耗低碳排放经济节能型的城镇污水处理方法，其步骤是：1、污水管网收集的待处理污水经过格栅过滤，通过泵提升进入新型高效折流式厌氧生化池(ABR)的脉冲布水罐;2、经步骤1处理的污水，流入循环流生物氧化池;3、经步骤2处理的出水，流入利用天然的沟渠、库塘水体改造的人工强化生物接触氧化塘;4、经步骤2或3处理的出水，流入人工湿地。污水经过上述步骤处理后，水中大部分的污染物能够有效去除，处理出水能够达到GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准，这种低成本、低能耗、低碳排放、低运行费用的节能型污水处理净化工艺，特别适用于小城镇或农村的污水处理。
上述文件虽然都涉及到污水的处理，但还是存在结构较复杂、占地面积较大、成本较高等问题，仍然需要改进。
发明内容
本发明针对当前农村生活环境污染治理欠缺、农村地区居民居住分散、管网设施不齐全、污水集中处理困难、设备投资运营维护费用过高等问题，提出了一种微动力污水一体化处理方法，利用设备紧凑方便、安装建造简单、容易维护的复合型生物生态处理系统对农村生活污水进行有效处理。
本发明为解决上述问题所采用的技术手段为：一种微动力污水一体化处理方法，污水首先在预处理单元经过厌氧预处理，将污水中的大颗粒有机物分解成小分子物质后进入微曝气毛细渗滤处理单元进行微曝气毛细渗滤处理，废水中的污染物发生不完全的硝化反应为后续步骤提供满足比例要求的氨氮和亚硝氮，最后通过人工湿地处理单元将污水中的氨氮及其不完全氧化物还原成N2，进行污染物的有效去除后排出满足排放标准的水。
进一步地，污水在微曝气毛细渗滤处理单元内采用连续微曝气处理的方式，使空气与污水充分混合，然后进入潜流湿地处理单元进行污染物的去除。
进一步地，连续微曝气的气水比为3-4。
进一步地，污水在微曝气毛细渗滤处理单元内采用间歇微曝气处理的方式后进入垂直流湿地处理单元，使污水在垂直流入的过程中与空气中的氧混合，起到再次曝气的作用。
进一步地，间歇微曝气的气水比为7-9，间隔时间为50-70min。
进一步地，预处理单元内污水的反应停留时间为10-12h。
进一步地，设计微曝气毛细渗滤处理单元水力负荷范围为0.5-4.5m3/(m2.d),保证污水有合适的停留时间。
进一步地，设计人工湿地处理单元水力负荷范围为0.1-1.5m3/(m2.d)，保证污水有合理的反应时间。
进一步地，污水从预处理单元的底部进入预处理单元，以分散进水的冲击力，减少进水时的水体紊动，提供预处理单元的厌氧处理效率。
进一步地，预处理单元的污水以溢流方式进入微曝气毛细渗滤处理单元，利用重力将预处理后的污水均匀分布于微曝气毛细渗滤处理单元的下面部分。
进一步地，人工湿地处理单元的进水缓冲槽与处理单元主体部分通过隔板一隔开，微曝气毛细渗滤处理单元的污水采用虹吸管利用虹吸原理无动力地排入人工湿地处理单元的进水缓冲槽，且虹吸管的入水口位于微曝气毛细渗滤处理单元的底部，出水口不低于微曝气毛细渗滤处理单元的卵石层的顶部，保证微曝气毛细渗滤处理单元的水量不低于其卵石层，使底部经过间歇微曝气的污水率先通过虹吸管排入人工湿地处理单元，且每次排水都抽取一定的高度，因此上部污水以递进关系逐级往下推移，达到不完全曝气的目的。
进一步地，潜流湿地处理单元的隔板一上设有透水孔以使污水从透水孔进入潜流湿地处理单元的处理单元主体部分。
进一步地，将潜流湿地处理单元设计成处理单元主体部分的高度低于进水缓冲槽的方式，垂直流湿地处理单元的隔板一为不透水板，且在隔板上设有垂直流进水管以使污水从进水缓冲槽流入处理单元主体部分，垂直流进水管位于虹吸管的出水口的上方以保证进水缓冲槽的水深使虹吸管能正常虹吸，同时垂直流进水管的高度高于处理单元主体部分以保证污水垂直流入处理单元主体部分。
进一步地，人工湿地处理单元的上弯排水管的入水口距离人工湿地处理单元底部40-60mm，出水口高度为300-500mm之间，以保证人工湿地处理单元内有400-500mm为厌/缺氧环境的淹没区，为微曝气处理后的生活污水进行厌氧氨氧化、反硝化、磷还原提供发生条件。
进一步地，微曝气毛细渗滤处理单元和人工湿地处理单元植被根据实际水质情况和环境条件进行选取。
本发明的有益效果是：
1. 本发明将毛细渗滤系统和人工湿地进行优化组合，不仅提高处理效率，还减少占地面积。预处理、毛细渗滤系统和人工湿地组合一体化设备解决了单一人工湿地占地面积较大，分散布置时构造物数量多，建造和运营成本增加的问题。
2. 本发明采用厌氧氨氧化反应原理对污水进行处理，曝气量小，能耗低，处理效果好，出水稳定，维护管理简单，出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002》中一级A排放标准。
