专利名称：生态组合塘的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种生态组合塘。
背景技术：
随着我国水污染的加剧，水环境污染治理成为环保重点项目之一，生化水处理工艺是废水治理重要的手段，目前通过生化法同时去除废水中COD和氮磷，需要多个生化单元相组合，如A/0、A2O法等，均是通过厌氧、缺氧、好氧池的串联实现的，这样不仅增加了工艺流程的复杂程度，而且占地面积大，需要设备繁多，运行成本高，处理效果甚至达不到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准。同时在工艺处理过 程中产生大量的剩余污泥，如处理不当会对周围环境造成二次污染。目前污泥脱水和稳定处理工艺费用较高，异味大，大大的增加了污水处理厂的运行成本并影响污水厂空气质量。因此，开发一种运行操作简便，运行成本低，处理效果好，污泥产生量少的工艺或设备是十分必要的。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种内部有漂浮生化处理单元、在深度方向分为多个氧浓度梯度、污泥产生量少、出水水质良好可达一级A标准的生态组合塘。本实用新型所采取的技术方案一种生态组合塘，其包括塘体、将所述塘体分为若干折流区的折流隔断、将所述折流区分为若干处理区的处理区隔断、漂浮在所述处理区内水体中的生化处理单元、进水管路系统以及曝气管路系统；所述生化处理单元包括主体框架、固定在所述主体框架中下部的曝气装置、分别设置在所述曝气装置上部和下部的填料层、包裹在所述主体框架四周的围帘以及设置在所述主体框架上方的浮力板，所述曝气装置通过所述曝气管路系统与风机相连通。所述折流隔断和处理区隔断为表面涂有防水层的织物，底部固定在塘底，折流隔断的高度高于水面，交替在所述折流隔断两端设置出水孔使水流形成折流，处理区隔断的高度为从塘底至所述生化处理单元底部。所述塘体包括塘底、塘坡以及变坡段，塘体采用HDPE膜进行防渗处理，所述变坡段底部设置有挡墙，变坡段上种植植物护坡。所述进水管路系统设置在所述HDPE膜下层，包括配水池、配水管以及分别通过所述配水管和所述配水池连通的配水点，进水方式为梯度进水，随着配水点离出水口距离的增加增大配水量。所述生化处理单元为长方体或正方体，其体积为25 100m3，相邻的生化处理单元之间的距离为I. 5^3米，其填料为纤维填料。所述浮力板表面设置有用来种植植物的草坪垫。所述曝气管路系统包括与岸上的风机连接的主管和支管，所述主管设置在所述生化处理单元的填料层和浮力板之间，所述支管从主管向下设置，固定在所述生化处理单元的主体框架的中下部，所述曝气装置为旋流曝气装置，设置在支管上。本实用新型的原理本实用新型生态组合塘处理进水COD为450mg/L左右，废水首先通过格栅去除其中大的漂浮物，然后通过配水池配水从配水管进入塘体，废水通过组合塘底部的配水点进行分配，进入到组合塘，塘体内负荷均衡。在自然水体净化和人工曝气的作用下，去除废水中的COD和氮，生态组合塘有足够的停留时间，污泥进行了充分消化，塘底污泥几乎不含有机污泥，污泥产生量低。如图I所示，本实用新型生态组合塘从池塘底部往上分别为厌氧区、兼氧区、好氧区、兼氧区和复氧区，相当于A2O工艺再纵向串联AO工艺进行水处理，对废水COD和氮去除率很高。废水中有机物(BOD5表示)的去除过程为在厌氧区有机物被厌氧微生物分解为小分子有机物，经过兼氧和好氧区，有机物质最终在兼氧和好氧微生物的作用下生成二氧化碳和水，由于生态组合塘内好氧区以上有兼氧区和复氧区对废水进行进一步加强处理，生态组合塘出水可达《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。废水中氨氮分两部分，一部分氨氮是原进水中携带，另一部分是由生态组合塘内微生物进行氨化作用产生的，氨氮的去除是通过缺氧和好氧区完成，首先氨氮在好氧区发生硝化反应生成硝酸盐和亚硝酸盐，在曝气装置形成气流的作用下，生化处理单元周围形 成循环水流，实现了硝酸盐和亚硝酸盐从好氧区到兼氧区的回流，从而使硝酸盐和亚硝酸盐在兼氧区发生反硝化，硝态氮最终变为氮气。由于本实用新型采用一种可产生强烈旋流的曝气设备，使含硝酸盐和亚硝酸盐废水循环充分，回流比远远大于传统混合液回流，因此废水中氮去除率极高,氨氮去除率可达99. 5%以上，总氮去除率约75%。此外，生态组合塘的生化处理单元内装有填料，因此组合塘除了具有活性污泥法对污染物的吸附、降解等作用外，还有生物膜对废水中污染物的处理过程，生物膜法对冲击负荷抗击能力强，为浮游后生动物提供栖息地，增加了组合塘生态链的丰富程度，促进了生态体系的稳定发展。本实用新型生态组合塘有以下优点I.水力停留时间长，污泥消化充分，高度稳定化、无机化，污泥产生量少。2.同时塘体内设有填料，具有活性污泥法和膜法处理两种功能，无须污泥回流，抗冲击符合能力强、处理效果好的特点。3.去除异味，深度曝气水深度较大，通过上层水封作用，降低了塘底厌氧污泥产生的异味。4.可利用废弃的池塘和低洼地作为生态组合塘，减少建设费用和建设周期，组合塘主要设备为生化处理单元，生产简单，无其它大型机械设备，设备投资费用低。6.生态组合塘采用梯度配水，根据配水点离出水口远近采用不同的配水量，离出水口较远的位置进水量最大，使污染物在处理区域的水力停留时间相同，每个配水管在其配水区域内实现污染物合理分配。7.通过浮力板的浮力实现生化单元上浮，不存在传统生化单元填料的固定问题，安装和检修方便。8.浮力板上表面设置的草坪垫可种植绿色植物，形成生物浮岛，不仅进一步加强了废水氮的去除，而且有效防止了浮力板外包的防水织物的老化，同时美化了生态组合塘及其周围环境，形成一道景观。9.不需要污泥、混合液回流操作，不需要污泥处理，运行操作简单，污水处理厂定员少，对操作者要求较低。10.不需要污泥处理，运行成本低。11.纵向结合氧气浓度变化，实现了 A2O与AO多个工艺过程串联，纵向A2O与AO串联，脱氮效率高，末端投加药剂除磷效果明显。
图I为本实用新型生态组合塘中生态组合单元的生态原理图；图2为本实用新型折流隔断和处理区隔断设置的示意图；图3为本实用新型生化处理单元及曝气管路安装示意图；图4为填料层结构示意图；图5为进水管路不意图；图6为塘体结构示意图。在附图中1塘体、1-1塘底、1-2塘坡、1-3变坡段、1-4挡墙、1-5 HDPE膜、2处理区隔断、3生化处理单元、3-1主体框架、3-2填料层、3-21上填料架、3-22下填料架、3-23填料束、3-24配重块、3-3曝气装置、3_4浮力板、3_6围帘、3_7草坪垫、4折流隔断、5-1配水点、5-2配水池、5-3配水管、6-1主管、6-2支管。在图I中A代表复氧区，B代表兼氧区，C代表好氧区，D代表厌氧区。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型包括塘体I、将所述塘体I分为若干折流区的折流隔断4、将所述折流区分为若干处理区的处理区隔断2、漂浮在所述处理区内水体中的生化处理单元3、进水管路系统以及曝气管路系统。塘体I利用天然低洼地带或废弃塘建造，包括塘底1-1、塘坡1-2和变坡段1-3，塘深6-9米，其塘底1-1和塘坡1-2均采用HDPE膜进行防渗处理，塘底1_1 土壤铲平碾压密实，从下往上依次铺垫细砂平整层、HDPE膜防渗层和保护层，保护层为500mm厚压实覆土。塘坡1-2首先铲平，然后依次铺垫细砂平整层和HDPE膜防渗层，其上不再覆土，坡体防渗膜与塘体防渗膜一起铺设，两者之间焊接为一体。塘坡的坡度为1:2. 5，塘坡1-2上方设置有变坡段1-3，所述变坡段底部设置有挡墙1-4，如图6所示，可阻挡沿塘坡而下的杂物进入塘体。变坡段的坡度为1:1，经防渗处理后，在HDPE膜防渗层上覆种植土，然后铺粒径为30-40mm的鹅卵石并种植植物，防止日照等对HDPE膜的损害，同时美化环境防止水土流失。生态组合塘分为若干个大的折流区，折流区采用折流隔断4将其断开，通过折流隔断4两端交替设置的过水孔实现折流，水流方向如图2中箭头所示，有效的防止生态组合塘的短流现象。折流隔断4通过在其上边缘捆绑浮力板实现上浮。在每个折流区根据配水点数量均匀的分为若干个处理区，每个处理区包括多组生化处理单元，处理区之间设置有处理区隔断2，其高度为塘底至生化处理单元的底部，使处理区不完全断开，水流可通过生化处理单元部分互通，既保证了处理区上部水流的流通，又有效防止了各处理区之间的相互影响。在塘体水流方向末端的处理区内设置加药管，对生态组合塘出水进行除磷处理。如图3所示，所述生化处理单元3包括主体框架3-1、固定在所述主体框架3-1的1/5-1/4高度处的曝气装置3-3、分别均匀设置在所述曝气装置3-3上部和下部的填料层3-2、包裹在所述主体框架3-1四周的围帘3-6以及设置在所述主体框架3-1上方的浮力板3-4，所述曝气装置3-3通过曝气管路与设置在岸上的风机相连通。如图4所示，所述填料层3-2在所述主体框架3-1中的固定方式为将填料束3_23上下端分别固定在上填料架3-21和下填料架3-22上，上填料架固定在主体框架3-1下填料架3-22上设置配重块3-24，将填料束拉伸，防止填料束随水漂浮移动。所述生化处理单元3为长方体或正方体，其体积为25 100m3，相邻的生化处理单元之间的距离为I. 5 3米，其填料为纤维填料。生化处理单元为生态组合塘最小的单元和核心部分，每个组合单元有其独自的混合液回流循环，借助于该种特殊结构和设计理念实现COD和氮的去除。生化处理单元中主体框架用于填料层、曝气管及曝气设备等的固定，生化处理单元中的填料有利于形成生物膜加强对活性污泥法处理作用，填料底部配以配重块，拉伸填料并防止填料随水漂浮；生化处理单元上的浮力板使生化处理单元漂浮。主体框架外周用围帘进行包裹，围帘选择耐腐蚀性和防水性好，不易老化的外层涂有防水层的粗厚织物，如帆布，借助曝气器旋流效果和围帘形成单元内上下水流循环，实现混合液回流。·如图3和图6所示，所述曝气管路系统包括与设置在岸上的风机连通的主管6-1和支管6-2，所述主管6-1固定设置在所述生化处理单元3的主体框架3-1和浮力板3-4之间，将生化处理单元3串联起来，与风机连接的主管为钢管，经过变坡段，从变坡段底部至最边缘的生化处理单元3的主管6-1 (即AB段)为橡胶软管，可有效缓冲水流的冲力，避免器材受损；所述支管6-2从主管6-1向下设置，固定在所述生化处理单元3的主体框架3-1的中下部，即其高度的1/5-1/4处，所述曝气装置3-3为旋流曝气装置，设置在支管6-2上，与之连通。所述主管6-1的AB段上捆绑浮力板使整个曝气管路上浮，并用固定在塘底的尼龙绳将AB段拉入水面以下，使组合塘的水面上更加整洁美观。所述进水管路系统设置在塘体I的HDPE膜下层，包括配水池5-2以及分别通过管路和所述配水池5-2连通的配水点5-1，如图5所示，进水方式为梯度进水，随着配水点离出水口距离的增加增大配水量。由于离塘体出水口较近的区域水力停留时间短，通过配水阀门上实行梯度配水，保证生态组合塘水力停留时间一致。所述浮力板3-4外表面设置有草坪垫3-7，浮力板通过水的浮力使生化处理单元在生态组合塘内呈漂浮状态，浮力板采用帆布等材质进行包装，其上表面捆绑草坪垫，可在水面生长生物浮岛，浮岛的绿色植物不仅进一步加强了废水氮的去除，而且有效防止了浮力板上的外包材料的老化，同时美化了生态组合塘环境。本实用新型所涉及的深度曝气生态组合塘，利用天然低洼地带或废弃塘建造生态组合塘，组合塘深6-9米，生态组合塘由若干个生化处理单元组成，生化处理单元沿水深度方向上形成厌氧、缺氧、好氧区等，通过污泥吸附、生物降解等多种作用进行废水处理，底部污泥在厌氧环境充分消化，污泥产生量极少，清理周期可达20年。处理实例某污水处理厂的生态组合塘，处理规模7万吨/天，容积为50万方，分成五个折流区，由于塘体形状不规则，每个折流区分成4-6个处理区。系统正常运行，出水水质达《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，具体数据如表I所示表I进出水水质表(单位mg/L)
权利要求1.一种生态组合塘，其特征在于其包括塘体(I )、将所述塘体(I)分为若干折流区的折流隔断(4)、将所述折流区分为若干处理区的处理区隔断(2)、漂浮在所述处理区内水体中的生化处理单元(3)、进水管路系统以及曝气管路系统；所述生化处理单元(3)包括主体框架(3-1)、固定在所述主体框架(3-1)中下部的曝气装置(3-3)、分别设置在所述曝气装置(3-3)上部和下部的填料层(3-2)、包裹在所述主体框架(3-1)四周的围帘(3-6)以及设置在所述主体框架(3-1)上方的浮力板(3-4)，所述曝气装置(3-3)通过所述曝气管路系统与风机相连通。
2.根据权利要求I所述的生态组合塘，其特征在于所述折流隔断(4)和处理区隔断(2)为表面涂有防水层的织物，底部固定在塘底，折流隔断(4)的高度高于水面，交替在所述折流隔断(4)两端设置出水孔使水流形成折流，处理区隔断(2)的高度为从塘底至所述生化处理单元(3)底部。
3.根据权利要求I所述的生态组合塘，其特征在于所述塘体(I)包括塘底(1-1)、塘坡(1-2)以及变坡段(1-3)，塘体采用HDPE膜(1-5)进行防渗处理，所述变坡段(1-3)底部设置有挡墙(1-4)，变坡段(1-3)上种植植物护坡。
4.根据权利要求3所述的生态组合塘，其特征在于所述进水管路系统设置在所述HDPE膜(1-5 )下层，包括配水池(5-2 )、配水管(5-3 )以及分别通过所述配水管(5-3 )和所述配水池(5-2 )连通的配水点(5-1),进水方式为梯度进水，随着配水点离出水口距离的增加增大配水量。
5.根据权利要求I所述的生态组合塘，其特征在于所述生化处理单元(3)为长方体或正方体，其体积为25 100m3，相邻的生化处理单元之间的距离为I. 5^3米，其填料为纤维填料。
6.根据权利要求I所述的生态组合塘，其特征在于所述浮力板(3-4)表面设置有用来种植植物的草坪垫(3-7)。
7.根据权利要求I所述的生态组合塘，其特征在于所述曝气管路系统包括与岸上的风机连接的主管(6-1)和支管(6-2 )，所述主管(6-1)设置在所述生化处理单元(3 )的填料层(3-2)和浮力板(3-4)之间，所述支管(6-2)从主管(6-1)向下设置，固定在所述生化处理单元(3 )的主体框架(3-1)的中下部，所述曝气装置(3-3 )为旋流曝气装置，设置在支管(6-2 )上。
专利摘要本实用新型涉及一种生态组合塘，其包括塘体、将所述塘体分为若干折流区的折流隔断、将所述折流区分为若干处理区的处理区隔断、漂浮在所述处理区内水体中的生化处理单元、进水管路系统以及曝气管路系统；所述生化处理单元包括主体框架、固定在所述主体框架中下部的曝气装置、分别设置在所述曝气装置上部和下部的填料层、包裹在所述主体框架四周的围帘以及设置在所述主体框架上方的浮力板，所述曝气装置通过所述曝气管路系统与风机相连通。本实用新型生态组合塘氨氮去除效率极高，水力停留时间长，结合塘内组合单元的旋流设计，脱氮效率高，污泥高度稳定化无机化，污泥产生量仅为传统的30%左右，清理周期可达20年，运行成本低。
文档编号C02F3/30GK202576089SQ201220017889
公开日2012年12月5日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者栗勇田, 吕滨 申请人:北京中环嘉诚环境工程有限公司