[發(fā)明專利]蚯蚓強(qiáng)化人工濕地處理生活污水的方法與裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710025355.6
• 申請日: 2007-07-25
• 公開（公告）號: CN101121570A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅大放;張春榮;陳肖飛;黃娟;賈靜;付險(xiǎn)峰
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué);江蘇京滬高速公路有限公司;南通潤華環(huán)保科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F3/12;C02F3/32
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 陸志斌

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，特別涉及一種蚯蚓強(qiáng)化人工濕地處理生活污水的方法與裝置。

二、背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)：人工濕地作為一種污水生態(tài)處理技術(shù)，具有運(yùn)行費(fèi)用低、維護(hù)管理簡單、對周邊影響小、可分散化、小型化建設(shè)的優(yōu)點(diǎn)，尤其適合城郊低密度社區(qū)和農(nóng)村的污水就地處理。但該技術(shù)在處理污水時(shí)仍具有溶解氧濃度低、易壅水、氨氮去除效果不佳、磷去除率隨運(yùn)行時(shí)間延長而下降的局限性，成為影響其發(fā)揮污水治理效益的技術(shù)瓶頸，人工濕地污水處理技術(shù)有待進(jìn)一步改進(jìn)提高。

20世紀(jì)70年代美國首次將蚯蚓應(yīng)用于處理有機(jī)廢棄物。蚯蚓處理技術(shù)因工藝簡單、費(fèi)用低廉，能獲得優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥和高蛋白飼料，不產(chǎn)生二次污染并能最大程度地實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化而越來越受到重視。然而，將蚯蚓處理技術(shù)與人工濕地污水處理工藝結(jié)合，進(jìn)一步提高污水的凈化效果，目前國內(nèi)外無報(bào)道。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對人工濕地技術(shù)存在的問題，提供一種蚯蚓強(qiáng)化人工濕地污水處理的方法與裝置，利用該方法，在本裝置中的濕地土壤層引入具有污水處理效果的蚯蚓，以改善現(xiàn)有人工濕地污水處理系統(tǒng)中的溶解氧分布狀況，克服其易堵塞、脫氮效果欠佳等缺點(diǎn)，提高有機(jī)物降解及除磷效果。處理后的污水能達(dá)標(biāo)排放和實(shí)現(xiàn)資源化利用的要求。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案為：

一種蚯蚓強(qiáng)化人工濕地處理生活污水的方法。污水處理工藝步驟為：污水中懸浮、漂浮物通過格柵去除；通過格柵流出的污水中的無機(jī)物和大分子有機(jī)物再通過曝氣過濾池脫除；流出曝氣過濾池的污水中的有機(jī)污染物和氮、磷等污染物再通過蚯蚓強(qiáng)化人工濕地處理裝置處理后出水。

一種蚯蚓強(qiáng)化人工濕地處理裝置，該裝置包括進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)和污水處理區(qū)，進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)之間為污水處理區(qū)，進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)設(shè)有多孔磚，實(shí)現(xiàn)均勻布水，污水處理區(qū)底層為防滲層，防滲層上設(shè)有礫石層，礫石層上設(shè)有土壤層，土壤層每平方米分布有蚯蚓100～200只。土壤層內(nèi)設(shè)有植物。蚯蚓為赤子愛勝蚓。污水處理區(qū)為潛流型，采用水平流或垂直流，水位控制在土壤層的下邊緣。水平流的坡度為1％，垂直流的坡度為2％。

本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果為：蚯蚓普遍存在于自然生態(tài)系統(tǒng)中，而人工濕地是針對污水處理而人為建造的生態(tài)系統(tǒng)，其大部分基質(zhì)常年處于污水淹沒狀態(tài)，污水中污染物濃度較高。本發(fā)明在人工濕地污水處理系統(tǒng)中引入蚯蚓，通過控制蚯蚓數(shù)量，調(diào)控濕地水位等運(yùn)行參數(shù)以創(chuàng)造良好的蚯蚓生存環(huán)境，形成蚯蚓與植物、微生物的共生系統(tǒng)，強(qiáng)化對各類污染物質(zhì)的去除效果。

(1)通過在人工濕地中引入具有一定污染物降解功能的蚯蚓，可以明顯提高污染物質(zhì)的降解效果。首先，通過蚯蚓吞噬作用，可清除土壤基質(zhì)中堵塞的孔道，加速有機(jī)物質(zhì)的分解，促進(jìn)植物根系的生長，有效防止或延緩濕地堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。其次，通過顆粒態(tài)蚓糞的強(qiáng)吸附能力，可吸附污水中帶正電荷的氨氮和懸浮物，同時(shí)具有較好的除臭脫色效果，其多孔結(jié)構(gòu)同時(shí)也為微生物提供了良好的附著界面，進(jìn)一步增加了基質(zhì)中的微生物數(shù)量，有利于各類污染物的微生物降解。此外，蚯蚓可以消除污水中的病原體，富集土壤中的重金屬，消耗有機(jī)物質(zhì)。

(2)已有人工濕地系統(tǒng)普遍處于嚴(yán)重缺氧及厭氧狀態(tài)，而污水中大部分含氮污染物需通過微生物硝化、反硝化作用降解去除，其中起硝化作用的硝化細(xì)菌屬好氧微生物。由于人工濕地的溶解氧濃度較低，嚴(yán)重抑制了氨氮的硝化反應(yīng)過程，使得溶解氧成為濕地脫氮效果欠佳的限制因素。在蚯蚓強(qiáng)化人工濕地系統(tǒng)中，蚯蚓可大大改善人工濕地土壤基質(zhì)的透氣性能，改善人工濕地基質(zhì)層的溶解氧分布狀況，促進(jìn)硝化細(xì)菌的硝化反應(yīng)順利進(jìn)行，有利于提高濕地脫氮效果。

(3)目前的研究認(rèn)為，基質(zhì)吸附是人工濕地的主要除磷方式，植物及微生物對磷的吸收轉(zhuǎn)化作用都非常小，這就導(dǎo)致在基質(zhì)吸附飽和后人工濕地除磷效果大大下降。在人工濕地中引入蚯蚓后，可以通過蚯蚓與植物、微生物的協(xié)同作用，加強(qiáng)植物對磷的吸收利用，增強(qiáng)除磷微生物的活性，提高得除磷效果，從而減輕了介質(zhì)吸附磷的負(fù)擔(dān)，延長了濕地填料的更換周期。

(4)本發(fā)明采用一種可以環(huán)保功能蚯蚓——赤子愛勝蚓(主要包括：①中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所選育的北京條紋蚓、②日本北海道引進(jìn)的北星2號、③重慶市第一師范學(xué)校選育的重慶赤子愛勝蚓、④重慶市第一師范學(xué)校選育的眉山赤子愛勝蚓)。這類蚯蚓俗稱紅蚯蚓，喜歡吞食各種牲畜糞，傾肥性強(qiáng)，可以生存于腐熟的肥料堆或紙漿污泥中，適合于人工養(yǎng)殖。在人工濕地肥性較強(qiáng)的土壤層中可以大量生存，且同時(shí)具有上文所提及的改善氧環(huán)境和提高污染物降解效果的功能。