[發明專利]垂直流生物滴濾-水平流多介質土壤滲濾污水處理系統

無效

• 申請號: 201410322638.7
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN104058556A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 楊春平;張毅;羅偉;曾光明;劉紅玉;程燕;何慧軍;仇璐;鐘袁元
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于生活污水分散式處理領域，具體涉及到一種硝化、反硝化兩相分段的污水處理系統。

背景技術

集中式污水處理中，在處理水部分回用的情況下，污水在城市管網中至少進行了三次輸送，這種處理方式伴隨著巨大的能量消耗，尤其對于居住比較分散的中小城市(鎮)、廣大農村及偏遠地區而言，并不是一種經濟適用的污水處理方式。目前國內外科學家都積極倡導污水分散式處理思想，即就地處理、就地回用，實現水平衡和水循環。污水的分散式處理理念已經越來越受到人們的重視。

作為一種比較理想的分散式污水處理系統——多介質土壤滲濾系統(multi soil layering treatment,MSL)是日本學者在20世紀90年代首次提出的。該系統將土壤滲濾系統分為混合模塊層(soil mixture blocks,SMB)、滲濾層(permeable layers,PL)，其土壤模塊呈磚塊式交錯堆疊，SMB層和PL層輪流交替排列，其內能形成多個好氧、厭氧環境促進污染物去除。系統中，進水通過毛細管作用能均勻滲濾到系統的PL層及SMB層，相對于傳統土地處理系統，不僅可保持較大的水力負荷，還明顯改善了的堵塞問題，處理效果明顯。

已有的研究表明：在長期運行的情況下，MSL系統能持續保持對生活污水中BOD₅和總磷的高效去除。然而總氮(total nitrogen,TN)的去除則明顯受到進水水質、通風情況及溫度等的影響。尤其在有人工通風的情況下，TN去除率有較大下降，這主要是由于系統中硝酸鹽氮的反硝化過程在好氧條件下受到抑制。另外，有學者提出由于系統水力停留時間不足，也會影響系統硝化、反硝化反應，降低TN的去除率。由此可見，改善系統條件以促進反硝化反應是提高土壤滲濾系統TN去除率的關鍵。

發明內容

針對傳統MSL系統存在的問題，本專利發明人開發出一種新型的硝化、反硝化兩相分段式污水處理系統——垂直流生物滴濾-水平流多介質土壤滲濾(MSL)污水處理系統，目的在于通過改善污水處理系統的反應條件以提高系統的處理效果，尤其是對TN的去除效果。首先，富含COD、氨氮的生活污水經過前段-垂直流生物滴濾系統，其中主要填充的是天然沸石，利用天然沸石的陽離子交換作用富集污水中的氨氮，并馴化出大量硝化菌群完成氨氮的高效硝化，同時保證該段出水COD不至于過低。從脫氮方面考慮，此段主要側重于好氧硝化作用，由于系統采用間歇進水，有助于前段系統的復氧。隨后，污水經過后段-水平流多介質土壤滲濾系統(MSL)，其中主要由混合模塊層(SMB)、滲濾層(PL)組成，利用前段出水剩余COD及MSL系統混合模塊中的天然有機物質作為反硝化碳源,完成COD和硝態氮的同步去除。從脫氮方面考慮，此段主要側重于厭氧反硝化作用，由于后段系統采用水平流出水，延長水力停留時間；整個MSL系統處于淹沒狀態，改善了系統內厭氧環境，有利于后段系統的反硝化作用。本發明建造和運行成本低，能高效處理生活污水，尤其在總氮的去除效果上有所突破，適用于散戶型和村鎮小型生活污水的凈化處理以及偏遠地區污水的凈化處理。

為達到上述技術效果，本發明具體技術方案如下：

垂直流生物滴濾-水平流多介質土壤滲濾(MSL)污水處理系統，包括前段-垂直流生物滴濾系統和位于前段-垂直流生物滴濾系統下方的后段-水平流多介質土壤滲濾系統(MSL)。所述前段-垂直流生物滴濾系統，包括大粒徑天然沸石填料層、鋪設在大粒徑天然沸石填料層頂部的布水礫石層、鋪設在大粒徑天然沸石填料層底部的排水礫石層以及設置在排水礫石層下方的排水假底。所述后段-水平流多介質土壤滲濾系統(MSL)，包括后段進水池、進水布水格柵、進水布水礫石層、小粒徑天然沸石滲濾層(PL)、土壤模塊層(SMB)、密封土壤層、出水布水礫石層、出水布水格柵、后段出水池、后段出水池出水口。前段-垂直流生物滴濾系統與后段-水平流多介質土壤滲濾系統的進水池之間，垂直間隔為30～50cm。

作為優選，所述前段-垂直流生物滴濾系統中填充天然沸石，沸石粒徑為3～5mm，有效處理長度為30～50cm，在去除COD的同時，主要發生氨氮吸附和硝化作用；

作為優選，所述前段排水假底到后段進水池的垂直距離為30～50cm,排水假底開孔率為20％～50％；

作為優選，所述后段水平流MSL系統采用水平流模式；

作為優選，所述后段水平流MSL系統采用淹沒出水，整個MSL處于淹沒狀態；