一种用于处理Fenton氧化污泥的系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于处理Fenton氧化污泥的系统，系统包括底端倾斜于水平面的用于盛放Fenton氧化污泥的污泥池，污泥池的一侧设有底端位于污泥池底端下方的反应池；反应池内设有多孔混凝土；反应池底端和污泥池上所设污泥上清液出管相连接；反应池下方依次设有一级湿地及二级湿地；污泥池底端设有伸入一级湿地顶端的出泥管；反应池上部设有伸入二级湿地的反应池出水管；一级湿地一侧设有和一级湿地底端所设排水口连通的排水井，排水井上设有和二级湿地一侧底端连通的连通管，二级湿地的另一侧设有和二级湿地底端所设连接管连通的出水井，出水井上设有出水口；本实用新型通过生态的方法达到处理Fenton氧化污泥的目的，投资少，能耗少，维护和运行费用低。
【专利说明】
一种用于处理Fenton氧化污泥的系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种用于处理Fenton氧化污泥的系统。
【背景技术】
[0002]活性污泥法对于城镇污水处理事业做出了卓越贡献，作为一种污水的好氧生物处理方法，其在污水处理过程会产生大量的悬浮微生物并最终以污泥的形式排出系统。在我国乃至世界范围内，污水处理厂的剩余污泥产量都是巨大的，其处理成本可以占到污水厂运行成本的30%以上。因此，污泥的处置历来是一个受到政府和科技工作者普遍关注的问题。
[0003]污泥的处置关键是要解决其减量化的问题，即污泥脱水。但是，无论是自然干化法，还是机械脱水法或造粒脱水法，如何改善污泥脱水性能都至关重要。目前用于改善污泥脱水性能的方法众多，包括化学脱水剂、电解法、超声波法、微波法以及Fenton、类Fenton氧化法。其中，作为高级氧化法的Fenton氧化技术在改善污泥脱水性能方面得到了广泛应用。有研究表明，Fenton预处理污泥可以使污泥絮体破碎，加速EPS分解，大幅降低毛细吸水时间和污泥滤饼含水率，并促进污泥中有机成分及其重金属释放到污泥液相中。
[0004]Fenton技术预处理污泥也有其不足之处。众多研究表明Fenton氧化在pH为1-4时最优，低的pH势必为Fenton氧化后污泥上清液及其沉淀污泥的后处理带来困难，Fenton氧化后污泥上清液及其沉淀污泥的处理成为难题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供投资少、运行高效且成本低，通过生态的方法达到处理Fenton氧化污泥的目的用于处理Fenton氧化污泥的系统。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:
[0007]一种用于处理Fenton氧化污泥的系统，包括底端倾斜于水平面的用于盛放Fenton氧化污泥的污泥池，所述污泥池的一侧设有底端低于所述污泥池底端的反应池;所述反应池内设有多孔混凝土;所述反应池底端和所述污泥池上所设污泥上清液出管相连接;所述反应池下方依次设有一级湿地及二级湿地;所述污泥池底端设有伸入所述一级湿地顶端的出泥管;所述反应池上部设有伸入所述二级湿地的反应池出水管;所述一级湿地一侧设有和所述一级湿地底端所设排水口连通的排水井，所述排水井上设有和所述二级湿地一侧底端连通的连通管，所述二级湿地的另一侧设有和所述二级湿地底端所设连接管连通的出水井，所述出水井上设有出水口。
[0008]所述一级湿地包括一级湿地池，所述二级湿地包括二级湿地池;所述一级湿地池上部为空置层，所述一级湿地池及二级湿地池下部均为湿地基质；所述一级湿地池的湿地基质上设有鲜活的黄菖蒲层;所述二级湿地池的湿地基质上设有鲜活的芦苇层。
[0009]所述湿地基质从上到下依次为沙层、砾石层和鹅卵石层;所述反应池出水管伸入所述二级湿地的沙层内，所述二级湿地内设有和反应池出水管连通的布水管，所述布水管上设有均匀分布的出水孔。
[0010]所述一级湿地池的湿地基质顶部到所述二级湿地池的湿地基质顶部距离为15cm。[0011 ] 所述沙层的厚度为15cm，沙子粒径为5-10mm;所述烁石层的厚度为30cm，烁石粒径为25-40mm;所述鹳卵石层的厚度为15011，鹳卵石粒径为50-100_。
[0012]所述多孔混凝土为规则多边形体，所述多孔混凝土等间隙排列在所述反应池内。
[0013]所述多孔混凝土的孔隙率为20-31 %，抗压强度为3_5MPa。
[0014]所述污泥池侧部及底部均设有防渗层，所述污泥池的顶部设有雨棚;所述污泥池一侧顶部设有进泥管，所述污泥上清液出管连接在所述污泥池的另一侧距离底端1/3位置；所述污泥上清液出管内设有滤网。
[0015]所述反应池侧部及底部均设有防渗层，所述反应池顶部设有移动盖板。
[0016]所述污泥池底端和水平面夹角为3度。
[0017]本实用新型的优点在于:本发明用于处理Fenton氧化污泥系统及方法，采用多孔混凝土联合人工湿地，利用太阳能及重力能，通过生态的方法达到处理Fenton氧化污泥的目的。其中，反应池起到中和Fenton氧化污泥上清液的酸度并部分去除有机物、TN和TP等污染物的作用。一级湿地对Fenton氧化污泥的沉淀污泥进行脱水干化，并起到去除污泥渗滤液有机物、TN和TP等污染物的作用。一级湿地和反应池的出水再经二级湿地深度处理，其酸度、重金属、有机物、N和P等营养物至均可有效去除。同时，本系统投资少，不添加药剂，能耗少，因此维护和运行费用低。
【附图说明】
[0018]下面对本实用新型说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:
[0019]图1为本实用新型用于处理Fenton氧化污泥的系统的结构示意图。
[0020]图2为本实用新型用于处理Fenton氧化污泥的系统的工作流程示意图。
[0021]上述图中的标记均为:
[0022]1、进泥管，2、污泥池，3、污泥上清液出管，4、出泥管，5、反应池，6、多孔混凝土，7、反应池出水管，8、一级湿地，9、黄菖蒲层，10、排水井，11、连通管，12、二级湿地，13、布水管，14、芦苇层，15、出水井，16、连接管，17、沙层，18、砾石层，19、鹅卵石层，20、污泥上清液，21、沉淀污泥，22、系统出水。
【具体实施方式】
[0023]下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0024]如图1所示，该种用于处理Fenton氧化污泥的系统，包括底端倾斜于水平面的用于盛放Fenton氧化污泥的污泥池2;污泥池2的一侧设有反应池5，反应池5底端低于污泥池2底端，污泥池2底端和反应池5底端具有一个高度差;反应池5内设有多孔混凝土 6;反应池5底端和污泥池2上所设污泥上清液出管3相连接;反应池5下方依次设有一级湿地8及二级湿地12;污泥池2底端设有伸入一级湿地8顶端的出泥管4;反应池5上部设有伸入二级湿地12的反应池出水管7; —级湿地8—侧设有和一级湿地8底端所设排水口连通的排水井10，排水井10上设有和二级湿地12—侧底端连通的连通管11，二级湿地12的另一侧设有和二级湿地12底端所设连接管16连通的出水井15，出水井15上设有出水口。
[0025]如图1及图2所示，污泥池2与反应池5及一级湿地8连通，一级湿地8通过排水井10和二级湿地12连通;反应池5与二级湿地12连通;Fenton氧化污泥的污泥上清液20通过管道顺序流入反应池5和一级湿地8，并通过出水井15达标排放;Fenton氧化污泥的沉淀污泥21则通过管道排入一级湿地8，污泥滤液经一级湿地8干化和净化处理经排水井10流入二级湿地12，并通过出水井15达标排放。污泥池2、反应池5、一级湿地8、二级湿地12及出水井15液面存在高度差，Fenton氧化污泥的污泥上清液21及其沉淀污泥22可以按照所述顺序利用重力依次流通，经所述系统处理后污泥干化、渗滤液达标排放。
[0026]污泥池2为Fenton试剂与污水处理厂污泥反应池，污泥池2侧部及底部均设有防渗层，污泥池2的顶部设有雨棚;污泥池2—侧顶部设有进泥管I，污泥上清液出管3连接在污泥池2的另一侧下部，优选污泥上清液出管3连接在污泥池2距离底端1/3位置处，污泥上清液出管3内设有滤网。滤网能够拦截较大悬浮物，污泥池2底端设有和出泥管4连接的沉淀污泥排出口，沉淀污泥排出口设在污泥池2的底端最低位置，即沉淀污泥排出口则在池体最低底部Ocm处。
[0027]污泥池2底端倾斜于水平面，即污泥池2底端和水平面呈夹角设置，优选污泥池2底端和水平面夹角为3度，便于沉淀污泥从出泥管4流入一级湿地8。
[0028]反应池出水管7设于多孔混凝土 6的上方。反应池5为一内置多孔混凝土 6的方形池体，反应池5的侧部及底部设有防渗层，顶部设置移动盖板。反应池5底端设有和污泥上清液出管3相连接的上清液进水口，上清液进水口设在距离反应池5底部1cm处的侧部上;反应池5上设有和反应池出水管7连接的反应池出水口，反应池出水口设于反应池5顶端以下30cm处，反应池出水口位于液面下。反应池5的进水为Fenton氧化污泥上清液，进水在反应池5停留时间为8-10h，完成中和Fenton氧化污泥上清液的酸度，并部分去除有机物、TN和TP等污染物。
[0029]多孔混凝土6的孔隙率为20-31%，抗压强度为3_5MPa。多孔混凝土 6为方柱或圆柱或其它规则多边体，多孔混凝土6等间隙排列在反应池5内。多孔混凝土6起对酸性污泥上清液的中和、吸附和降解作用，中和Fenton氧化污泥上清液的酸度，并部分去除有机物、TN和TP等污染物。
[0030]一级湿地8包括一级湿地池，二级湿地12包括二级湿地池;一级湿地池上部为空置层，一级湿地池及二级湿地池下部均为湿地基质;一级湿地池的湿地基质上设有鲜活的黄菖蒲层9; 二级湿地池的湿地基质上设有鲜活的芦苇层14。一级湿地池上部空置层高度为50 cm，用于沉淀污泥累积。
[0031 ] 第一湿地池及二级湿地池底部及侧部均设有防渗层。
[0032]湿地基质从上到下依次为沙层17、砾石层18和鹅卵石层19;湿地基质厚度为0.6-
0.8m。优选湿地基质为0.6m，湿地基质从上到下依次为:15cm沙层17、30cm烁石层18和15cm鹅卵石层19;反应池出水管7伸入二级湿地12的沙层17内5 cm处，二级湿地12内设有和反应池出水管7连通的布水管13，布水管13上设有均匀分布的出水孔。沙层17的沙子粒径为5-1Omm;烁石层18的烁石粒径25-40111111;鹳卵石层19的鹳卵石粒径为50-1001111]1。湿地基质选择合理的布层，且布层的粒度依次增加，以达到最好的净化效果。
[0033]具体地，一级湿地8及二级湿地12为人工湿地，人工湿地为黄菖蒲和芦苇的组合垂直流人工湿地，黄菖蒲人工湿地与芦苇人工湿地共用一面墙分处两室，并通过底部管道连通。黄菖蒲和芦苇作为人工湿地植物，对酸碱性具有一定耐性，以满足净化需求。
[0034]黄菖蒲垂直流人工湿地为沉淀污泥排放池，具有50cm空置层，用于污泥累积;进泥口设在一级湿地池的顶部，污泥渗滤液则通过湿地内排水井10从底部流入芦苇人工湿地。黄菖蒲人工湿地通过系统蒸腾、蒸发和渗滤达到污泥干化的目的，渗滤液则通过湿地植物、微生物和基质的共同作用而净化。
[0035]芦苇人工湿地接纳反应池5出水，湿地采用下行流方式进出水，进水由具有均匀出水孔分布的布水管13在湿地上层基质中布水。芦苇人工湿地通过湿地植物、微生物和基质的共同作用达到对多孔混凝土 6反应池5出水和黄菖蒲湿地出水的净化。
[0036]黄菖蒲和芦苇人工湿地采用相同的湿地基质，一级湿地池的湿地基质顶部到二级湿地池的湿地基质顶部距离为15cm;芦苇人工湿地基质最上层高度低于黄菖蒲人工湿地最上层基质高度15cm，便于沉淀污泥干化。
[0037]黄菖蒲和芦苇人工湿地的出水由鹅卵石层19收集，并通过与芦苇人工湿地底部相通的出水井15排出系统。
[0038]连通管11、连接管16及布水管13均为PVC管。
[0039]用于处理Fenton氧化污泥的系统来处理Fenton氧化污泥的过程为:
[0040]Fenton氧化污泥进入污泥池2，污泥池2内的污泥上清液通过污泥上清液出管3进入反应池5，污泥上清液在反应池5内停留8-10小时；污泥上清液经多孔混凝土 6中和后，经反应池出水管7进入二级湿地12，经二级湿地12净化后，进入出水井15达标排放；
[0041 ] 污泥池2内的沉淀污泥通过出泥管4流到一级湿地8，在一级湿地8进行污泥干化，渗滤液净化后经排水井1流入二级湿地12，再经二级湿地12进入出水井15达标排放。
[0042]用于处理Fenton氧化污泥的系统，采用多孔混凝土6联合人工湿地，利用太阳能及重力能，通过生态的方法达到处理Fenton氧化污泥的目的。其中，反应池5起到中和Fenton氧化污泥上清液的酸度并部分去除有机物、TN和TP等污染物的作用。一级湿地8对Fenton氧化污泥的沉淀污泥进行脱水干化，并起到去除污泥渗滤液有机物、TN和TP等污染物的作用。一级湿地8和反应池5的出水再经二级湿地12深度处理，其酸度、重金属、有机物、N和P等营养物至均可有效去除。同时，本系统投资少，不添加药剂，能耗少，因此维护和运行费用低。多孔混凝土 6联合人工湿地系统有效解决了 Fenton氧化污泥的后处置问题，对于Fenton预处理污泥的广泛应用提供了保障，同时也为污泥的处理提供了新思路，具有广阔的市场前景。
[0043]本系统充分利用了多孔混凝土对酸性污泥上清液的中和、吸附和降解作用，人工湿地则对Fenton沉淀污泥进一步脱水及稳定化处理，综合可以达到对Fenton氧化污泥的良好处理效果。多孔混凝土投资少，日常运行及维护费用均较低;实用新型人经过无数次试验验证，pH为3.0-3.7的酸性水，经多孔混凝土处理12h，出水pH维持在8-9之间，同时对废水的浊度、COD和TP的平均去除率可分别达71.1%、74.4%和87.3%。经人工湿地处理的污泥含水率可低至40%，TN、TP、C0D及VS的去除率平均可分别达到66.5%、70.65%、79.2%和48.2%,污泥体积消减率可达到95.0 %。同时，人工湿地具有投资、运行成本低，可以小型化和分散化建设等优点。本实用新型是一种生态处理方法，具有良好的环境、经济和社会效益。
[0044]显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于处理Fenton氧化污泥的系统，其特征在于:包括底端倾斜于水平面的用于盛放Fenton氧化污泥的污泥池，所述污泥池的一侧设有底端低于所述污泥池底端的反应池;所述反应池内设有多孔混凝土;所述反应池底端和所述污泥池上所设污泥上清液出管相连接;所述反应池下方依次设有一级湿地及二级湿地;所述污泥池底端设有伸入所述一级湿地顶端的出泥管;所述反应池上部设有伸入所述二级湿地的反应池出水管;所述一级湿地一侧设有和所述一级湿地底端所设排水口连通的排水井，所述排水井上设有和所述二级湿地一侧底端连通的连通管，所述二级湿地的另一侧设有和所述二级湿地底端所设连接管连通的出水井，所述出水井上设有出水口。2.如权利要求1所述的用于处理Fenton氧化污泥的系统，其特征在于:所述一级湿地包括一级湿地池，所述二级湿地包括二级湿地池;所述一级湿地池上部为空置层，所述一级湿地池及二级湿地池下部均为湿地基质；所述一级湿地池的湿地基质上设有鲜活的黄菖蒲层;所述二级湿地池的湿地基质上设有鲜活的芦苇层。3.如权利要求2所述的用于处理Fenton氧化污泥的系统，其特征在于:所述湿地基质从上到下依次为沙层、砾石层和鹅卵石层;所述反应池出水管伸入所述二级湿地的沙层内，所述二级湿地内设有和反应池出水管连通的布水管，所述布水管上设有均匀分布的出水孔。4.如权利要求2所述的用于处理Fenton氧化污泥的系统，其特征在于:所述一级湿地池的湿地基质顶部到所述二级湿地池的湿地基质顶部距离为15cm。5.如权利要求3所述的用于处理Fenton氧化污泥的系统，其特征在于:所述沙层的厚度为15011，沙子粒径为5-10_;所述烁石层的厚度为30011，烁石粒径为25-40_;所述鹳卵石层的厚度为15cm，鹅卵石粒径为50-100mmo6.如权利要求1-5中任一项所述的用于处理Fenton氧化污泥的系统，其特征在于:所述多孔混凝土为规则多边形体，所述多孔混凝土等间隙排列在所述反应池内。7.如权利要求6所述的用于处理Fenton氧化污泥的系统，其特征在于:所述多孔混凝土的孔隙率为20-31%，抗压强度为3-510^。8.如权利要求1-5任一项所述的用于处理Fenton氧化污泥的系统，其特征在于:所述污泥池侧部及底部均设有防渗层，所述污泥池的顶部设有雨棚;所述污泥池一侧顶部设有进泥管，所述污泥上清液出管连接在所述污泥池的另一侧距离底端1/3位置;所述污泥上清液出管内设有滤网。9.如权利要求1-5任一项所述的用于处理Fenton氧化污泥的系统，其特征在于:所述反应池侧部及底部均设有防渗层，所述反应池顶部设有移动盖板。10.如权利要求1-5任一项所述的用于处理Fenton氧化污泥的系统，其特征在于:所述污泥池底端和水平面夹角为3度。
【文档编号】C02F11/12GK205603435SQ201620185236
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】徐大勇, 操沛沛, 洪亚军, 裘秀群
【申请人】安徽工程大学