一种高效脱氮除磷生态渗滤污水处理技术方法及装置与流程

1.本发明涉及渗滤污水处理技术领域，具体为一种高效脱氮除磷生态渗滤污水处理技术方法及装置。


背景技术：

2.氮磷污染是导致水体富营养化的重要原因，脱氮除磷是水污染防治的核心问题，渗滤系统可以通过生态复合填料的吸附、截留以及微生物作用去除水中有机污染物、悬浮物和氮磷，生物脱氮是渗滤系统去除污染水体中氮的有效方法，氮的生物去除包括硝化和反硝化过程，反硝化需要充足的有机碳源才能进行完全，但是许多污染的水体或城市污水进水浓度低，严重影响微生物的反硝化过程，导致氮的脱除效率较低，生态渗滤系统是一种适用于分散式污水处理的生态工程技术，污水在生物填料-微生物的共同作用下，通过物理吸附、化学沉淀、微生物降解等过程得到净化，生态渗滤技术具有基建和运行费用低，几乎不需维护的优点，且整个系统可埋在地下，无蚊蝇臭味，不影响地面的使用功能，土层的保温作用使得系统在冬季也能稳定运行。
3.但常规生物法脱氮影响因素较多，并且生物法需外加碳源，增加成本且易形成二次污染，现有的渗滤技术对进水的分配，氧气的供应，脱氮除磷环境温度的控制都不能进行精准控制，不能有效实现厌氧和缺氧的环境，同时由于滤料对磷的吸附有一定的饱和度，到一定的时间周期，出水的总磷就会出现不稳定，致使出水的氮磷不稳定，研发高效经济的脱氮除磷的技术方法，特别是高效、低碳、生态的脱氮除磷技术方法，以达到有效减少污染水源中氮磷污染物含量的效果非常的必要，故而提出一种高效脱氮除磷生态渗滤污水处理技术方法及装置来解决上述问题。


技术实现要素：

4.（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种高效脱氮除磷生态渗滤污水处理技术方法及装置，具备有效去除氮磷污染物等优点，解决了氮磷污染物去除效果不佳的问题。
5.（二）技术方案为实现上述有效去除氮磷污染物目的，本发明提供如下技术方案：一种高效脱氮除磷生态渗滤污水处理装置，包括格栅池，所述格栅池的一端连通有调节池，所述调节池的一端连通有沉淀池，所述沉淀池的一端连通有厌氧池，所述厌氧池的一端连通有中间分配池，所述中间分配池的一端连通有生态过滤系统，所述生态过滤系统的一端连通有生态渗滤系统；所述生态过滤系统由第一过滤室和第二过滤室组成，所述第一过滤室的一端连通有一端与中间分配池连通的进水管，所述第一过滤室的内部固定安装有第一过滤室污泥管，所述第二过滤室的内部固定安装有第二过滤室污泥管，所述第二过滤室的内部固定安装有一端分别与第一过滤室污泥管和第二过滤室污泥管连通的底部污泥管，所述第二过滤
室的一端固定安装有出水管；所述生态渗滤系统由导流-排水层、第二粗滤层、精滤层、散水-反硝化层、亚细滤层、通风-排气层、第一细滤层、第一粗滤层、布水层和覆土层组成，所述出水管的一端与导流-排水层连通，所述布水层的内部铺设有布水-散水管网系统，所述第一细滤层的内部铺设有引水-布水管网系统，所述通风-排气层的内部铺设有通风-排气管网系统。
6.优选的，所述第一过滤室由四层生物填料组成，四层所述生物填料是由砾石、火山岩、陶粒、沸石、石灰石等按照级配比组合而成。
7.优选的，所述第一过滤室外壳为圆柱形，所述第二过滤室可为圆柱形或者方形，所述中间分配池的内部设有潜水泵，所述潜水泵出水端与进水管的另一端连通。
8.优选的，所述覆土层可为种植土、粗碎石、景观鹅卵石或绿地，所述布水管网系统由布水管和检查管组成，支管平行铺设，根据不同的污水量其管径为50~110mm不等，管间距为50~100cm，均匀的将进水分布在整个生物填料。
9.优选的，所述引水-布水管网系统由引水管、布水管以及检查管组成，管径为50~75mm，管间距为100~200cm，通风-排气管网系统由通风管、检查管、导气管组成，管径为50~75mm，间距为100~300cm。
10.优选的，所述导流-排水层的内部铺设有导流管、排水管及检查管，管径为110~160cm，导流-排水层的内部铺设粒径为3-10cm鹅卵石、碎石或石灰石等，相应的高度为30-5cm进行布置。
11.一种高效脱氮除磷生态渗滤污水处理技术方法，包括以下步骤：1）由生物过滤系统装置和生态渗滤系统耦合组合而成，可相连可分离，生物过滤系统装置包括第一过滤室，第二过滤室，生物滤料等组成，该装置前端与预处理系统的潜水泵出水端相连接，后端与生态渗滤系统进水端相连接；通过合理构造生物填料滤层，加强生物膜的附着载体，丰富微生物群落；此外通过布水管网的合理搭配以及缺氧区、好氧区的构造，将进水部分引入反硝化反应的缺氧区，保证微生物的发生反硝化作用的碳源，在生物过滤系统装置部分通过生物填料，有效的吸附污水中的ss和总磷，减轻生态渗滤系统的处理负荷，生物填料包括石英砂、页岩陶粒、火山岩、沸石、非晶体二氧化硅陶粒、纤维填料等一种到几种不等；在不同的层级填充不同的生物填料，增强对污水的过滤作用；生物过滤系统装置表层种植水生植物；在生态渗滤系统部分，通过构造不同层级的过滤层、管网层，形成良好的厌氧层、缺氧层和好氧层，通过硝化-反硝化的作用，并结合精确的温度控制、通风的控制，深度的去除污水中的污染物；利用内部管网连接作用，将进水有效的分配，好氧区与缺氧区的分配比3~4:1，经好氧区硝化作用后的污水与分配进缺氧区的原污水相混合，为反硝化作用提供碳源，有效的去除总氮，进水方式为间歇式，进气方式为间歇式；2）作为第二过滤室，进水直接通过第二过滤室连接进入第一过滤室，连接进入第一过滤室的管网开孔，进水管管口在生物填料第一层；圆柱底端为封闭，连接外排污泥管；圆柱的直径为160~300mm，底部污泥管直径为50~75mm，第一过滤室底部向上20~30cm钻孔，孔径为50~75mm，然后连接50~75mm管作为布水管网，布水管网需开孔，孔径8~10mm；第一过滤室四层不同的滤料，包括最上面层的砾石，粒径为20~40cm，厚度为20~40cm；其次为瓜米石，粒径为10~20mm，厚度为20~30cm；其次为页岩陶粒和火山岩，厚度为30~50cm；最底层为石灰石，粒径为20~50mm，厚度为50~60cm，布水管网延伸至第二过滤室，行水方式为由下往
上，由下至上铺垫石灰石、砾石、火山岩、陶粒、沸石、纤维填料等，其中石灰石铺设为坡度为45度的斜面，斜面铺设无膜土工布，然后用砾石铺在土工布上面，在斜面底部铺设底部污泥管接出后与第一过滤室污泥管相连接，以备排泥和冲洗；3）连接生态过滤系统出水连接，连接处用阀门控制，进水方式为间歇式，给排水方式为上行下出式；经过生态过滤系统处理后的污水，经两路管按照4:1~3:1的比例进入生态渗滤系统；将生态渗滤系统的覆土层、布水层、第一粗滤层、第一细滤层、通风-排气层轨迹于上渗区，亚细滤层、散水-反硝化层、精滤层、第二粗滤层，导流-排水层归集于下渗区，上渗区与下渗区之间的双层散水布水，按照4:1~3:1的比例进行散水布水，在好氧、缺氧、厌氧的环境下，辅助微生物菌种，高效的去除cod、氨氮、总氮、ss等有机污染物，布水管网连接至管网散水-反硝化层，为进水量的1/4~1/5，通过开关进行控制，为微生物反硝化作用提供碳源；第一粗滤层铺设导流管网，并通至生态渗滤池外，连接导流-排水层污泥检查管；通风-排气层进风方式为风机鼓风，进风方式为间歇式，与进水周期相匹配，并铺设通风-排气管网系统；散水-反硝化层铺设散水管网且与进水相连接，导气管与通风-排气等相连接，同时设置检查排气管至覆土层，便于气体的交换，导流-排水层铺设出水管网以及污泥检查管，其中布水管、通风-排气管网系统、散水管、出水管两侧以及底部需开孔，保证均匀散水、通排风。
12.优选的，所述布水层、散水-反硝化层铺设布水、散水管网，其为优质pvc管，管径为50-110mm，布水管两侧和底部需开孔，按照相应每个孔的布水面积进行孔的数量确定，其由主管和支管组成，根据实际进行布置，进行散水和引导作用，各平行布水管之间的间距为50-100cm，亚细滤层铺设生物填料厚度为10~15cm、散水-反硝化层铺设生物填料厚度为15~20cm、精滤层铺设生物填料厚度为25~30cm。
13.优选的，所述通风-排气管、导流-排水管、检查管为50-110mmpvc管，由主管和支管组成，通风管布有通风孔，位于管的两侧和底部，平行管之间的间距为75-200cm，检查管直通生态渗滤系统顶部，利于滤层中空气的交换。
14.（三）有益效果与现有技术相比，本发明提供了一种高效脱氮除磷生态渗滤污水处理技术方法及装置，具备以下有益效果：1、该高效脱氮除磷生态渗滤污水处理技术方法及装置，在原有预处理系统的基础上，增加生态过滤装置，强化了前期对磷的去除，同时可对生态过滤装置的滤料进行更换和冲洗，减轻后续生态渗滤系统的处理负荷，将生态渗滤系统优化为上渗区和下渗区，有效的构造兼氧区、缺氧区和好氧区，强化对氮的去除。
15.2、该高效脱氮除磷生态渗滤污水处理技术方法及装置，通过有效的进水分配，将进水有效的引流进不同的构建的蜂窝状的滤料结构中，增强了系统的抗冲击能力，增加了系统的布水面积，而且使污染物负荷在各层的分配比例由系统自行调节，通过防止渗滤系统内部的堵塞。
16.3、该高效脱氮除磷生态渗滤污水处理技术方法及装置，通过智能化的供氧和保暖，保证系统的高效运行和出水的稳定，同时是整套技术系统和装置更加的低碳、节能，降低后期的运行管理成本。
附图说明
17.图1为本发明提出的一种高效脱氮除磷生态渗滤污水处理技术方法及装置整体示意图；图2为本发明提出的一种高效脱氮除磷生态渗滤污水处理技术方法及装置生态过滤系统示意图；图3为本发明提出的一种高效脱氮除磷生态渗滤污水处理技术方法及装置生态渗滤系统示意图。
18.图中：1格栅池、2调节池、3沉淀池、4厌氧池、5中间分配池、6生态过滤系统、7生态渗滤系统、101进水管、102第一过滤室、103第二过滤室、104第一过滤室污泥管、105第二过滤室污泥管、106底部污泥管、107出水管、19导流-排水层、18第二粗滤层、17精滤层、16散水-反硝化层、15亚细滤层、14通风-排气层、13第一细滤层、12第一粗滤层、11布水层、10覆土层、30布水-散水管网系统、31引水-布水管网系统、32通风-排气管网系统。
具体实施方式
19.下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.如图1所示，污水经过化粪池的生活污水，经过格栅池1，调节池2、沉淀池3、厌氧池4预处理后，通过污水中间分配池5用水泵间歇性将水泵入6生态过滤系统6，经过滤后污水按照4:1~3:1的比例分成两股地进入生态渗滤系统7。
21.如图2所示，生态过滤系统6，中间分配池5的污水经过潜水泵由进水管101第一过滤室102，外壳为圆柱形，经过第一过滤室102的四层生物填料的过滤，生物填料是由砾石、火山岩、陶粒、沸石、石灰石等按照级配比组合而成的，然后经由底部以上20~30cm的布水管网，流入第二过滤室103，第二过滤室103可为圆柱形或者方形，第二过滤室103内部填充填料，下部需用滤料铺设坡面，坡面角度45
°
，铺设土工布，再次对进水进行过滤，同时将产生的污泥引入底部，第一过滤室污泥管104、第二过滤室污泥管105底部污泥管106，并安装阀门，直接流出用污泥袋装袋或者泵抽出后装袋，溢出水进入厌氧池4，进行处理，最后水由出水管107流入生态渗滤系统7，出水管107安装四通，并配相应的阀门，该生态过滤装置可单独使用，用于尾水脱氮除磷；可在前端进行使用，对进水进行初步的脱氮除磷处理，降低后续处理系统的负荷。
22.如图3所示，生态渗滤系统7自下而上为导流-排水层19、第二粗滤层18、精滤层17、散水-反硝化层16、亚细滤层15、通风-排气层14、第一细滤层13、第一粗滤层12、布水层11、覆土层10；覆土层10可为种植土、粗碎石、景观鹅卵石或绿地，进水经过布水层11中铺设的布水-散水管网系统30，布水管网系统30由布水管和检查管组成，支管平行铺设，根据不同的污水量其管径为50~110mm不等，管间距为50~100cm，均匀的将进水分布在整个生物填料层；在第一细滤层13中铺设引水-布水管网系统31，引水布水管网系统由引水管、布水管以及检查管组成，管径为50~75mm，管间距为100~200cm；通风-排气层14铺设有通风-排气管网系统32，通风-排气管网系统32由通风管、检查管、导气管组成，管径为50~75mm，间距为100~
300cm；导流-排水层19铺设导流管、排水管及检查管，管径为110~160cm，导流-排水层19铺设粒径为3-10cm鹅卵石、碎石或石灰石等，相应的高度为30-5cm进行布置，排水-滗水系统、排水系统为开孔的pvc管，管径为50-110mm；经过生物过滤装置的污水，进入生态渗滤系统7布水管网30，然后经由布水管网均匀的布水，由上至下经过第一粗滤层12、第一细滤层13以及通风-排气层14，同时按照分配比例的进水进入散水-反硝化层16，与布水管网下渗的水经过亚细滤层15的来水相混合，然后一起下渗滤值第精滤层17、第一粗滤层12和导流-排水层19，然后经由排水管20排出系统。
23.系统的运行模式为间歇周期性进水，一天进水8-12次，布水层11和散水-反硝化层20按4:1~3:1的比例布水，在进水结束后的30~40分钟内，第一粗滤层12、第一细滤层13、亚细滤层15滤料将污水中的污染物吸附并处于落干期，此时风机启动，将新鲜空气通过通风-排气管32均匀的进入通风-排气层14，然后分别横向和向上层、下层生物填料中转移，同时将生物填料中微生物产生的氮气、二氧化碳等废气从检查管以及导气管中排出，完成周期性的进水、供氧，在散水-反硝化层安装温度和溶解氧的探头，根据温度变化和溶解氧的变化，有效的调节风量以及温度，使其符合微生物生长的条件，让系统运行更加的高效和节能。
24.本发明的工作原理是：经强化的预处理系统处理后的均质均量的生活污水通过潜污泵将污水泵入生态过滤装置，经过生态过滤装置的第一、第二过滤室的过滤，通过陶粒、石灰石、沸石的吸附和去除作用，将污水中的总磷和含氮有机物初步去除，然后进入布水管网进入生态渗滤系统，根据布水管网的散水，污水在重力作用下渗滤第一粗滤层12；同时布水管系统两边的管孔均匀的将管中的生活污水引导向侧面流动，穿透布水层11的生活污水，其中的污染有机物主要被布水层11、第一粗滤层12、第一细滤层13吸附拦截，在碎石以及生物滤料上面形成生物膜，加强对污染物的吸附；形成以硅藻精土和河沙为微生物载体的超级菌群膜，通过微生物的吸附氧化分解；通过风机对系统进行供风，经过通风-排气管网，在上渗区主要为好氧环境，将有机氮进行硝化作用，转化为硝态氮和亚硝态氮，经转换后的硝态氮和亚硝态氮随着污水进入下渗区亚细滤层15、散水-反硝化层、精滤层，原水与含有硝态氮和亚硝态氮的污水相混合，经过好氧区的污水进入缺氧区，在碳源充足的情况下，进行反硝化作用，同时用过相应的检查管，将污水中的总氮去除；同时生物填料上的生物膜形成以膜内为好氧、厌氧、缺氧的处理内环境；同时外部形成好氧，缺氧的环境，加强污水污染物的吸附、吸收和分解，使其更加高效的达到脱氮的功能，同时前端的生态过滤装置强化了总磷的吸附，在经过生态渗滤系统的处理，使整个系统装置达到脱氮除磷的作用。
25.生态渗滤系统采用与前端的生态过滤装置相连接，同为间歇性配水，每天进水5-10次，这种周期间歇性布水模式可以使污水分配更均匀，增加上渗滤区的截留处理时间，在下一下周期之前，该处于好氧环境，使滤料中截留吸附的有机物在好氧细菌的作用下分解，恢复滤料的蜂窝结构和渗透性，同时滤料大的比表面积增加污水处理的停留时间，使其污染物分解更加彻底，同时还可以储存部分营养物质，如若出现断水情况，在重新启动后，能更快的使微生物正常运行生长，并且使被吸附的氨根和氨氮在硝化细菌的作用下被氧化成硝酸根，在布水的合理分配下，在散水-反硝化层、精滤层处于缺氧环境，加上充足的碳源，加强了反硝化作用的进行，有效的达到脱氮的效果。
26.在上渗区和下渗区，安装精准的温度和溶解氧的监测，根据温度和溶解氧的变化，有效的启动对生态渗滤系统的供氧和保温，保证系统菌群的高效协同，保证系统出水的稳定，同时达到低碳节能降耗的效果。
27.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。