一种活性污泥-生物滤床-景观生态污水处理方法与系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种活性污泥-生物滤床-景观生态污水处理方法，以及一种活性污泥-生物滤床-景观生态污水处理系统。本发明针对废水处理过程中存在景观效果差、异味严重、污泥产生量大等问题，结合水处理工艺中活性污泥、生物滤床和景观湿地等工艺，开发了一种利用活性污泥-生物滤床-景观生态污水处理方法和系统；本发明的方法和系统用于处理生活污水、有机废水和地表污染水体等，具有结构简单、运行成本低、氨氮和COD去除率高、通过“植物配选、景观砌筑”等途径，实现景观生态与污水处理技术的有机结合和优势互补。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及污水处理领域，更具体地说，涉及一种活性污泥-生物滤床-景观生态 污水处理方法，以及一种活性污泥-生物滤床-景观生态污水处理系统。 一种活性污泥-生物滤床-景观生态污水处理方法与系统
【背景技术】
[0002] 国内大部分污水处理工程在设计与建设过程中主要考虑的因素是技术与经济，往 往忽视与环境的和谐统一。随着科技的发展，社会的进步，人民生活水平的提高，人们审美 层次越来越高，更加注重人与环境的和谐，在推崇绿色地球、绿色家园的今天，如何在环保 领域中将工程景观化生态化有机融入绿色家园，共建和谐家园具有划时代的意义。
[0003] 现有技术的废水处理过程中存在景观效果差、异味严重、污泥产生量大等问题，随 着生态环境观念的提出，景观生态处理系统作为一种兼具污水处理和景观功能的技术而引 起关注。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高效而且景观效果好的活性污 泥-生物滤床-景观生态污水处理方法，并提供一种活性污泥-生物滤床-景观生态污水 处理系统。
[0005] 本发明的技术方案如下：
[0006] 一种活性污泥-生物滤床-景观生态污水处理方法，待处理水进入到曝气的活性 污泥池，历经活性污泥中微生物的生物净化，再经过陶粒生物滤料层过滤，陶粒生物滤料层 表面的微生物膜对水中的污染物进一步净化；
[0007] 在陶粒生物滤料层中种植景观植物，通过植物根系固定微生物，并通过植物利用 的方式利用和去除待处理水中的氮磷污染物，得到净化水；
[0008] 净化水、水生动物、景观植物、生物膜、活性污泥池成为景观生态系统的组成部分。
[0009] 一种活性污泥-生物滤床-景观生态污水处理系统，包括活性污泥池、陶粒生物滤 料层、景观植物、水生动物，进水管伸入活性污泥池，待处理水从进水管流入活性污泥池，曝 气管伸至活性污泥池底部，曝气管与大气相通，活性污泥池通过曝气管进行曝气；陶粒生物 滤料层通过内嵌套悬空设置在活性污泥池内，陶粒生物滤料层表面覆有生物膜，并将景观 植物的根系固定在陶粒生物滤料层内；内嵌套上部设置有集水堰，净化水从内嵌套流入集 水堰，然后进行出水。
[0010] 作为优选，内嵌套的底面设置有承托板，陶粒生物滤料层设置在承托板上；承托板 上开设有若干个通孔。
[0011] 作为优选，陶粒生物滤料层包括不同粒度的矿物陶粒或贝壳陶粒的一种或两种混 合。
[0012] 作为优选，陶粒生物滤料层中，粒径为6-15mm的陶粒填充高度为3-5cm，粒径为 3_6mm的陶粒填充高度为10_20cm。
[0013] 作为优选，景观植物包括挺水植物、浮水植物或沉水植物，水生动物主要有鱼类、 软体动物或两栖动物。
[0014] 作为优选，内嵌套与集水堰相通的出水口为三角堰。
[0015] 作为优选，曝气管的末端设置有多个曝气头。
[0016] 本发明的有益效果如下：
[0017] 本发明针对废水处理过程中存在景观效果差、异味严重、污泥产生量大等问题，开 发了一种利用活性污泥、生物滤床和景观湿地等工艺结合，开发活性污泥-生物滤床-景观 生态污水处理方法和系统；本发明的方法和系统用于处理生活污水、有机废水和地表污染 水体等，具有结构简单、运行成本低、氨氮和C0D去除率高、通过"植物配选、景观砌筑"等途 径，实现景观生态与污水处理技术的有机结合和优势互补。
[0018] 本发明所述的装置以普通陶粒、贝壳陶粒等作为主要原料，在活性污泥池内设计 生物滤床，并在滤床内实现微生物固定化、景观植物根系固定，曝气分散充氧等功能，并设 计的景观生态污水处理系统，通过"植物配选、景观砌筑"等手段，研发与自然环境、人文环 境相适应的、具有高美学标准的休闲园林式污水处理工艺。在获得高标准水质的同时避免 了自然处理系统占地面积大、滞留期长、异味大等弊端。
[0019] 选用混合床陶粒和贝壳生物陶粒，其表面有利于世代周期长的硝化菌的负载，并 形成缺氧环境，有利于反硝化反应的进行，有利于污水处理中的脱氮过程，陶粒经过级配 后，有利于固定无土挺水植物、浮水植物的根系、过滤后的水体有利于水生动物生长。将污 水处理与人工湿地结合起来，并创造一个高效的污水处理过程，包含了净化、过滤、吸收、硝 化和反硝化、厌氧和好氧分解过程，并集成安装在一个反应槽（内嵌套）内，保证在长期运 行过程中，反应槽内有利于硝化菌的稳定生长代谢，本发明所述的系统特别适用于生活污 水、分散式农村污水、受污染地表水体的处理，具有结构简单，制造及运行成本低、硝化活性 强氨氮去除率高、管理方便、社会效益好等优点。并通过植物的景观设计和配置，实现景观 生态与污水处理的和谐统一。
[0020] 本发明所述的方法与系统对生活污水的处理具有较高的氨氮及C0D去除效率，在 陶粒生物滤料层中，存在一定的缺氧区，能够为后续的硝化反应阶段提供缺氧环境，贝壳生 物陶粒还可提供充足的碱度，使出水维持在稳定的pH值范围，而且本身具有的全混流和推 流式反应器结合的优点，活性污泥区为全混流反应器，陶粒生物滤料层为推流反应器，实现 两种高效反应器的有机结合。同时在陶粒生物滤料层中，陶粒生物滤料层和集水堰之间存 在一定的清水区，有利于观赏鱼类的生长，并实现观赏价值。通过活性污泥区和陶粒生物滤 料层的共同作用，氧气利用率大幅度提高，大大提高了好氧的硝化效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 图1是本发明所述的系统的示意图；
[0022] 图2是实施例的进水和出水浊度变化图；
[0023] 图3是实施例的进水和出水pH图；
[0024] 图4是实施例的进出水氨氮浓度变化图；
[0025] 图5是实施例的进出水C0D浓度变化图；
[0026] 图中：1是外嵌套，2是内嵌套，3是进水管，4是曝气管，5是曝气头，6是陶粒生物 滤料层，7是集水堰，8是景观植物，9是水生动物。
【具体实施方式】
[0027] 以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。
[0028] 活性污泥-生物滤床-景观生态污水处理系统包括活性污泥池、陶粒生物滤料层、 景观植物、水生动物，进水管伸入活性污泥池，待处理水从进水管流入活性污泥池，曝气管 伸至活性污泥池底部，曝气管的末端设置有多个曝气头，曝气管与大气相通，活性污泥池通 过曝气管进行曝气；陶粒生物滤料层通过内嵌套悬空设置在活性污泥池内，内嵌套的底面 设置有承托板，陶粒生物滤料层设置在承托板上；承托板上开设有若干个通孔，孔眼当量直 径约为0. 6-lcm，内嵌套与集水堰相通的出水口采用三角堰进行均匀出水。陶粒生物滤料层 表面覆有生物膜，并将景观植物的根系固定在陶粒生物滤料层内；内嵌套上部设置有集水 堰，净化水从内嵌套流入集水堰，然后进行出水。
[0029] 本发明创意性地采用不同粒度的矿物陶粒（即传统的普通陶粒，包括水处理用陶 粒）或贝壳陶粒的一种或两种混合作为生物膜的载体，并用于固定景观植物的根系系统， 实现多功能的统一。陶粒生物滤料层包括大型陶粒（粒径6_15mm)填充高度3-5cm，中等颗 粒陶粒（粒径3_6mm)填充高度10_20cm。
[0030] 本发明中景观生态系统的构建，景观植物主要有风车草、香蒲、金钱藻、海寿等挺 水植物、浮水植物和沉水植物,水生动物主要有锦鲤、金鱼、蜗牛等。
[0031] 本发明所述的一种活性污泥-生物滤床-景观生态污水处理方法的流程为：待处 理水由蠕动泵提升进入到曝气活性污泥池，历经活性污泥中微生物的一系列生物净化，再 经过陶粒生物滤料层过滤，陶粒生物滤料层表面的微生物膜对水中的污染物进一步净化， 陶粒生物滤料层中种植景观植物，通过植物根系固定高效微生物，并通过植物利用实现水 体中的氮磷污染物的利用和去除，净化水作为观赏鱼类的景观水体，形成了鱼类、植物、生 物膜、活性污泥的多样化生态系统，该装置在净化水体的同时，提供了景观生态系统。
[0032] 实施例
[0033] 如图1所示，本发明由外嵌套1 (用于设置活性污泥池）（面积40cmX40cm，高度 40cm)和内嵌套2 (面积35cmX 35cm，底部相对标高25cm)两部分构成。
[0034] 外嵌套1设有进水管3、曝气管4。进水管3的出口设置在活性污泥池内部，曝气 管4放置于活性污泥池底部，曝气管4通过风管外接鼓风机，曝气管4的末端设置有多个曝 气头5。
[0035] 内嵌套2中，承托板设于内嵌套2底部，承托板上设有若干通孔（面积lcmX 1cm)， 内嵌套2的内壁设有集水堰7 (相对于承托板，堰高25cm)。
[0036] 本发明将活性污泥、生物滤层、景观植物8、观赏鱼类有机结合，融为一体。外嵌套 1的底部为活性污泥区，这是污水中有机物C0D和B0D的主要去除区域，在这部分中生长了 大量的游离微生物，对有机物和部分含氮污染物实现高效去除。在陶粒生物滤料层6部分， 选用了普通陶粒和贝壳陶粒混合床作为生物膜的载体，其具有粗糙的表面而具有作为生物 膜载体的可能性，且经试验证实粗糙的陶粒表面非常适合硝化细菌和反硝化细菌的生长。 [0037] 景观生态-贝壳陶粒污水处理方法的过程为：待处理水由水泵提升进入到曝气 池,历经活性污泥中微生物的一系列生物净化，再经过陶粒生物滤料层6过滤，陶粒生物滤 料层6表面的微生物膜对水中的污染物进一步净化，净化后水体作为观赏鱼类的景观水 体，形成了水生动物9 (如鱼类）、景观植物8、生物膜、活性污泥的多样化生态系统，该装置 在净化水体的同时，提供了景观生态系统。
[0038] 图2、图3和图4分别为反应装置对进水氨氮浓度和C0D浓度去除效果比较图。组 合工艺对氨氮的平均去除率为94. 94% ;对C0D的平均去除率为92. 72%。
[0039] 上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定。只要是依据本发 明的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本发明的权利要求的范围内。
【权利要求】
1. 一种活性污泥-生物滤床-景观生态污水处理方法，其特征在于， 待处理水进入到曝气的活性污泥池，历经活性污泥中微生物的生物净化，再经过陶粒 生物滤料层过滤，陶粒生物滤料层表面的微生物膜对水中的污染物进一步净化； 在陶粒生物滤料层中种植景观植物，通过植物根系固定微生物，并通过植物利用的方 式利用和去除待处理水中的氮磷污染物，得到净化水； 净化水、水生动物、景观植物、生物膜、活性污泥池成为景观生态系统的组成部分。
2. -种活性污泥-生物滤床-景观生态污水处理系统，其特征在于，包括活性污泥池、 陶粒生物滤料层、景观植物、水生动物，进水管伸入活性污泥池，待处理水从进水管流入活 性污泥池，曝气管伸至活性污泥池底部，曝气管与大气相通，活性污泥池通过曝气管进行曝 气；陶粒生物滤料层通过内嵌套悬空设置在活性污泥池内，陶粒生物滤料层表面覆有生物 膜，并将景观植物的根系固定在陶粒生物滤料层内；内嵌套上部设置有集水堰，净化水从内 嵌套流入集水堰，然后进行出水。
3. 根据权利要求2所述的活性污泥-生物滤床-景观生态污水处理系统，其特征在于， 内嵌套的底面设置有承托板，陶粒生物滤料层设置在承托板上；承托板上开设有若干个通 孔。
4. 根据权利要求3所述的活性污泥-生物滤床-景观生态污水处理系统，其特征在于， 陶粒生物滤料层包括不同粒度的矿物陶粒或贝壳陶粒的一种或两种混合。
5. 根据权利要求3所述的活性污泥-生物滤床-景观生态污水处理系统，其特征在于， 陶粒生物滤料层中，粒径为6-15mm的陶粒填充高度为3-5cm，粒径为3-6mm的陶粒填充高度 为 10_20cm。
6. 根据权利要求2所述的活性污泥-生物滤床-景观生态污水处理系统，其特征在于， 景观植物包括水生植物或沉水植物，水生动物主要有鱼类、软体动物或两栖动物。
7. 根据权利要求2所述的活性污泥-生物滤床-景观生态污水处理系统，其特征在于， 内嵌套与集水堰相通的出水口为三角堰。
8. 根据权利要求2所述的活性污泥-生物滤床-景观生态污水处理系统，其特征在于， 曝气管的末端设置有多个曝气头。
【文档编号】C02F3/32GK104098175SQ201410333385
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】洪俊明, 孙荣, 张大威, 王迪, 张琛, 张帅, 施丽雅, 胡苗苗, 李玉 申请人:华侨大学