生活污水集约式深度去污及脱氮处理系统与方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及环境工程污水处理技术领域，具体地指一种生活污水集约式深度去污及脱氮处理系统与方法。
技术背景
[0002]农村及城镇生活污水具有有机物浓度高、日变化系数大、间歇排放的特点，未经处理直接排放到河流和湖泊，会造成严重的水体污染。同时由于我国农村及城镇人口聚居相对较分散，且经济水平较低，不能完全采用生活污水集中处理的模式。因此，因地制宜选择合适且经济的污水处理技术，显得十分重要。现有的人工湿地和土地渗滤系统，具有低成本、低运行费用、管理方便等特点，其应用前景广泛，但是由于缺少良好的好氧及缺氧环境，总体上脱氮效果不尽理想。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是要提供一种生活污水集约式深度去污及脱氮处理系统与方法，该系统和方法的处理负荷高、去污及脱氮效果好、占地少、处理成本及后期管理费用低、操作简单。
[0004]为实现此目的，本发明所设计的一种生活污水集约式深度去污及脱氮处理系统，其特征在于:包括超深厌氧塘、潮汐流人工湿地、强化土地渗滤系统，所述超深厌氧塘的内部设有出水管，所述出水管的一级污水出口连接潮汐流人工湿地的一级污水入口，所述潮汐流人工湿地的二级污水出口通过恒流栗分别与强化土地渗滤系统的二级污水第一入口、二级污水第二入口连接，所述强化土地渗滤系统的二级污水第一入口通过第一穿孔布水管连接强化土地渗滤系统的第一级渗滤系统，所述强化土地渗滤系统的二级污水第二入口通过第二穿孔布水管连接强化土地渗滤系统的第二级渗滤系统；
[0005]所述超深厌氧塘还设有原污水入口 ；所述强化土地渗滤系统的第一级渗滤系统还设有三级污水第一出口，所述强化土地渗滤系统的第二级渗滤系统还设有三级污水第二出
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[0006]上述技术方案中，所述超深厌氧塘的出水管顶部设有过滤器，所述出水管的一级污水出口与潮汐流人工湿地的一级污水入口之间的管路内设有第一流量计和时间继电器阀门，所述强化土地渗滤系统的二级污水第一入口与第一穿孔布水管之间的管路内设有第二流量计，所述强化土地渗滤系统的二级污水第二入口与第二穿孔布水管之间的管路内设有第三流量计。
[0007]上述技术方案中，所述强化土地渗滤系统的第一级渗滤系统设置在第二级渗滤系统上方，所述第一级渗滤系统和第二级渗滤系统之间设有不透水无纺土工布。
[0008]上述技术方案中，所述第一级渗滤系统的填料从上向下依次为土壤、草炭和/或粗砂、砾石。
[0009]上述技术方案中，所述第二级渗滤系统的填料从上向下依次为粗砂、草炭和/或粗砂、砾石。
[0010]上述技术方案中，所述超深厌氧塘的深度为6?9m。
[0011]上述技术方案中，所述潮汐流人工湿地采用潮汐上行流方式进水，所述潮汐流人工湿地的表层设有生态植物层，所述潮汐流人工湿地的内层基质为砾石。
[0012]上述技术方案中，所述潮汐流人工湿地与强化土地渗滤系统均采用间歇式运行方式。
[0013]—种利用上述的生活污水集约式深度去污及脱氮处理系统进行去污和脱氮的方法，其特征在于，它包括如下步骤:
[0014]步骤1:原污水由原污水入口进入超深厌氧池，在超深厌氧池中经过重力沉淀作用去除大颗粒物质，并通过水解酸化作用将大分子有机污染物转化成更易分解的小分子有机污染物，原污水去除颗粒态污染物和大分子有机污染物后，得到一级污水；
[0015]步骤2:在超深厌氧塘内部污水水平面与潮汐流人工湿地表面高程差的驱动下，一级污水通过过滤器进入超深厌氧塘的出水管，再由一级污水出口进入潮汐流人工湿地的一级污水入口，并通过第一流量计控制潮汐流人工湿地的进水时间。
[0016]步骤3:待潮汐流人工湿地5充满水后停留3?12h，此时在潮汐流人工湿地5内的一级污水中的有机污染物被附着在基质上的生物膜吸附及氧化分解，氨氮(NH3-N)被氧化成硝态氮或亚硝态氮(N03-N、NO2-N),磷被基质吸附截留，同时进行离子交换及反硝化反应，其中一级污水中质量分数为0.6?17.3%的氮和质量分数为1.4?41.2%的磷被植物吸收，得到二级污水；二级污水被恒流栗由二级污水出口提升至强化土地渗滤系统，其中占二级污水总量50%的二级污水由二级污水第一入口通过第一穿孔布水管进入强化土地渗滤系统的第一级渗滤系统，进入第一级渗滤系统的二级污水从上到下依次进行好氧分解、硝化反应、反硝化反应，去除有机污染物、氨氮及磷，得到第一系统三级污水；剩下50%的二级污水由强化土地渗滤系统的二级污水第二入口通过第二穿孔布水管进入土地渗滤系统的第二级渗滤系统，进入第二级渗滤系统的二级污水进行吸附截留、反硝化反应，进一步脱氮除磷，得到第二系统三级污水，同时分别调节第二流量计、第三流量计以保证进入第一级渗滤系统和第二级渗滤系统的进水时间；
[0017]步骤4:经过第一级渗滤系统处理得到的第一系统三级污水由三级污水第一出口排干，经过第二级渗滤系统处理得到的第二系统三级污水由三级污水第二出口排干。
[0018]上述技术方案中，所述步骤3中潮汐流人工湿地的充满时间和步骤4中强化土地渗滤系统的排干时间相同。
[0019]本发明的有益效果为:
[0020]1、本发明设置的超深厌氧塘可以去除部分有机物及颗粒态污染物，进一步增加污染物的可生化性和抗冲击负荷能力。
[0021]2、本发明利用超深厌氧塘内部污水水平面与潮汐流人工湿地表面的高程差及时间继电器开关，实现潮汐流人工湿地无动力潮汐方式进水，潮汐上行流的操作方式可以使潜流湿地充氧及微生物生长良好，从而使有机物的去除率和硝化的效率更高。
[0022]3、本发明的两级强化渗滤系统采用间歇方式操作，增加了系统的抗冲击负荷能力，同时使第二级渗滤系统具有良好的缺氧环境，此外草炭提供碳源，使反硝化效率更高，从而脱氮效果更好。
[0023]说明书附图
[0024]图1为生活污水集约式深度去污及脱氮处理系统的结构示意图。
[0025]其中，I一超深厌氧塘、1.1一原污水入口、2—过滤器、3—第一流量计、4一时间继电器阀门、5—潮汐流人工湿地、5.1—一级污水入口、5.2—二级污水出口、6—恒流栗、7—第二流量计、8—第二流量计、9一强化土地渗滤系统、9.1一二级污水第一入口、9.2一二级污水第二入口、9.3—三级污水第一出口、9.4一三级污水第二出口、10—第一穿孔布水管、11 一第二穿孔布水管、12—不透水无纺土工布、13—出水管、14.1一第一级渗滤系统、14.2一第二级渗滤系统。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明:
[0027]如图1所示的一种生活污水集约式深度去污及脱氮处理系统，包括超深厌氧塘1、潮汐流人工湿地5、强化土地渗滤系统9，所述超深厌氧塘I的内部设有出水管13，所述出水管13的一级污水出口 13.1连接潮汐流人工湿地5的一级污水入口 5.1，所述潮汐流人工湿地5的二级污水出口 5.2通过恒流栗6分别与强化土地渗滤系统9的二级污水第一入口9.1、二级污水第二入口 9.2连接，所述强化土地渗滤系统9的二级污水第一入口 9.1通过第一穿孔布水管10连接强化土地渗滤系统9的第一级渗滤系统14.1，所述强化土地渗滤系统9的二级污水第二入口 9.2通过第二穿孔布水管11连接强化土地渗滤系统9的第二级渗滤系统14.2 ；
[0028]所述超深厌氧塘I还设有原污水入口 1.1 ;所述强化土地渗滤系统9的第一级渗滤系统14.1还设有三级污水第一出口 9.3，所述强化土地渗滤系统9的第二级渗滤系统14.2还设有三级污水第二出口 9.4。
[0029]上述技术方案中，所述超深厌氧塘I的出水管13顶部设有过滤器2，所述出水管13的一级污水出口 13.1与潮汐流人工湿地5的一级污水入口 5.1之间的管路内设有第一流量计3和时间继电器阀门4，所述强化土地渗滤系统9的二级污水第一入口 9.1与第一穿孔布水管10之间的管路内设有第二流量计7，所述强化土地渗滤系统9的二级污水第二入口 9.2与第二穿孔布水管11之间的管路内设有第三流量计8。
[0030]上述技术方案中，上述第一流量计3、第二流量计7、第三流量计8均用于测量各处流量的相关参数，确定本系统是否在正常的范围运行，有不足或者超过相关参数，将对流量进行调节，从而保证系统的正常工作。
[0031]上述技术方案中，所述强化土地渗滤系统9的第一级渗滤系统14.1设置(固定)在第二级渗滤系统14.2上方，所述第一级渗滤系统14.1和第二级渗滤系统14.2之间设有不透水无纺土工布12，从而使得第二级渗滤系统14.2缺氧环境相对于第一级渗滤系统14.1更加良好，进一步加强了反硝化反应。
[0032]上述技术方案中，所述第一级渗滤系统14.1的填料从上向下依次为土壤、草炭和/或粗砂、砾石，所述草炭为反硝化反应提供碳源，砾石廉价容易获得，在底部主要作为基底，防止出水口堵塞。
[0033]上述技术方案中，所述第二级渗滤系统14.2的填料从上向下依次为粗砂、草炭和/或粗砂、砾石，所述粗砂有利于增加污水的渗透速率，草炭为反硝化反应提供碳源。
[0034]上述技术方案中，所述超深厌氧塘I的深度为6?9m，有利于底泥完全消化。
[0035]上述技术方案中，所述潮汐流人工湿地5采用潮汐上行流方式进水，有利于有机物更加合理分布在人工湿地下中上层，可以使每层微生物生长更加良好。所述潮汐流人工湿地5的表层设有生态植物层，所述潮汐流人工