序批式吸附曝气滤池与垂直流人工湿地耦合装置及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种序批式吸附曝气滤池与垂直流人工湿地的耦合装置，具体涉及一种集物理吸附、生物膜法与垂直流人工湿地组合的污水深度处理的装置。本发明还涉及该装置在污水处理中的应用，即利用上述装置处理污水的方法。
【背景技术】
[0002]我国污水水量较大，资源回用率较低，目前采取的多为传统的活性污泥方法如氧化沟，A/o，A2/o等，这些方法能耗高，且产生二次污泥，不仅运行成本高、后续的管理维护成本也高，虽然出水水质指标能够满足我国现行的《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002的要求。但面对着城镇污水处理的出水指标越来越严格和污水处理节能技术日新月异的趋势，常规的处理方法已经难以满足上述要求。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新型的污水处理装置及其在污水处理中的应用，即利用该装置进行污水处理的方法。具体地，本发明提供一种序批式吸附曝气滤池与垂直流人工湿地的耦合装置，更具体地，其涉及一种集物理吸附、生物膜法与垂直流人工湿地组合的污水深度处理的装置，该装置可以去除污水中的污染物质，大幅降低处理过程中的能耗、成本，较好的完成资源再生的过程。
[0004]为实现上述目的，本发明的第一方面提供一种序批式吸附曝气滤池与垂直流人工湿地的親合装置，其包括:浓缩池、WAR(Wet Air Regenerat1n，湿式空气再生)反应器、换热器、PACT(Powdered Activated Carbon Treatment，粉末活性炭处理)池、氨氮曝气生物吸附滤池、污水回流池、深型磷吸附滤池和垂直流人工湿地;其中，所述浓缩池连接所述WAR反应器，所述WAR反应器连接所述换热器，所述换热器连接所述PACT池，所述PACT池分别连接所述浓缩池和所述氨氮曝气生物吸附滤池，所述氨氮曝气生物吸附滤池分别连接所述污水回流池和所述深型磷吸附滤池，所述深型磷吸附滤池连接所述垂直流人工湿地；
[0005]所述浓缩池用于使所述PACT池中产生的剩余污泥浓缩沉淀；
[0006]所述WAR反应器用于使浓缩沉淀的所述剩余污泥湿式氧化再生，并排放处理后的残渣；
[0007]所述换热器用于所述WAR反应器的进、出料换热，将活性碳附着的污泥氧化成无机物，将恢复了活性的活性碳再返回到所述PACT池中重新使用；
[0008]所述PACT池用于将污水中的有机污染物转化成二氧化碳和水，将氨氮转化成硝酸盐氮，并使重金属离子固化沉淀；
[0009]所述氨氮曝气生物吸附滤池用于吸附氨氮，将吸附了氨氮后的污水排入所述污水回流池，并将所吸附的氨氮氧化为硝酸盐氮，再使硝酸盐氮和污水中的有机污染物反硝化；
[0010]所述污水回流池用于贮存污水，并将污水返回到所述氨氮曝气生物吸附滤池；
[0011]所述深型磷吸附滤池用于除磷，并去除污水中残留的有机污染物；
[0012]所述垂直流人工湿地用于去除污水中残余的有机污染物、氮磷化合物和微生物。
[0013]优选地，所述PACT池的填料为活性炭和赤泥分子筛，填料的厚度优选为2-2.5m，PACT池的滤速优选为6-8m/h。
[0014]优选地，所述氨氮曝气生物吸附滤池的填料为人工沸石或天然沸石，所述人工沸石或天然沸石的粒径更优选为2-4_，填料的厚度优选为1.5-2.5m，氨氮曝气生物吸附滤池的滤速优选为4-8m/h，氨氮曝气生物吸附滤池优选采取间歇式曝气的方式。
[0015]优选地，所述深型磷吸附滤池的填料采用人工合成填料，较佳地选用改性粘土矿物，所述填料的厚度优选在4_5m，深型磷吸附滤池的滤速优选为2-4m/h。
[0016]优选地，所述垂直流人工湿地的填料选自石灰石、砾石和弗罗里硅藻土，所述填料的粒径优选10-15mm，所述填料的厚度为1.0-1.5m，水力负荷依据工程实际情况确定。
[0017]优选地，所述WAR反应器内的温度为226?246 °C，压力为6?I OMpa，停留时间为I?2h。
[0018]优选地，WAR反应器的炭泥浓度>9%，悬浮固体量不得低于9%，以提供WAR反应器稳定的污泥量。
[0019]优选地，所述PACT池、WAR反应器、换热器的外壁使用保温层保温，减少热量损失。
[0020]优选地，所述WAR反应器、换热器运行一段时间后，采用稀硝酸清洗内壁的结垢。[0021 ]优选地，所述PACT池的曝气装置采用纳米曝气机，进气为O2，通过纳米曝气强化局部空化作用产生。
[0022]本发明的第二方面提供上述序批式吸附曝气滤池与垂直流人工湿地的耦合装置在污水处理中的应用。
[0023]本发明的第三方面提供一种利用上述序批式吸附曝气滤池与垂直流人工湿地的耦合装置进行污水处理的方法，包括如下步骤:
[0024](I)将污水通入所述PACT池，将污水中有机污染物转化成二氧化碳和水，将氨氮转化成硝酸盐氮，并使重金属离子固化沉淀；
[0025](2)将经步骤(I)处理的污水从所述PACT池通入所述氨氮曝气生物吸附滤池以吸附氨氮，之后将污水排入所述污水回流池，并将所吸附的氨氮氧化为硝酸盐氮；
[0026](3)将污水从所述污水回流池返回到所述氨氮曝气生物吸附滤池，对硝酸盐氮和污水中的有机污染物进行反硝化；
[0027](4)将经步骤(3)处理的污水从所述氨氮曝气生物吸附滤池通入所述深型磷吸附滤池以除磷，并去除污水中的残留有机污染物；
[0028](5)将污水从所述深型磷吸附滤池通入所述垂直流人工湿地，以去除污水中的残余有机污染物、氮磷化合物和微生物。
[0029]为了能够源源不断地对污水进行最有效率的处理，使装置持续处于最佳工作状态，所述方法较佳地还包括对耦合装置进行自我修复的步骤，包括:
[0030](6)所述PACT池中产生的剩余污泥通入所述浓缩池进行浓缩沉淀；
[0031 ] (7)浓缩沉淀的所述剩余污泥通入所述WAR反应器进行湿式氧化再生；
[0032](8)湿式氧化再生的所述剩余污泥通入所述换热器，对所述WAR反应器的进、出料进行换热，将活性碳附着的污泥氧化成无机物，将恢复了活性的活性碳再返回到所述PACT池中重新使用，直接排放处理后的残渣。
[0033]本发明取得了以下积极进步效果:本发明突破了传统的活性污泥法的思路，克服了传统活性污泥法同时去COD及氨氮的瓶颈问题，采取了物理吸附、生物膜法和人工湿地相结合的技术路线，污水中的COD通过反硝化去除，污水中的NH3-N通过硝化去除，大幅度降低了能耗，出水水质稳定，能达到一级A，运行成本仅为传统活性污泥法的1/3，有极好的应用前景。
【附图说明】
[0034]图1是本发明的装置示意图。
[0035]【附图标记说明】
[0036]I 浓缩池2 WAR反应器
[0037]3 PACT池4氨氮曝气生物吸附滤池
[0038]5 污水回流池 6超越管
[0039]7 深型磷吸附滤池8垂直流人工湿地
[0040]10换热器
[0041]A、B 阀门
【具体实施方式】
[0042]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
[0043]实施例1
[0044]如图1所示，本发明的序批式吸附曝气滤池与垂直流人工湿地的耦合装置，其包括:浓缩池1、WAR反应器2、换热器10、PACT池3、氨氮曝气生物吸附滤池4、污水回流池5、深型磷吸附滤池7和垂直流人工湿地8;其中，所述浓缩池I连接所述WAR反应器2，所述WAR反应器2连接所述换热器10，所述换热器10连接所述PACT池3，所述PACT池3分别连接所述浓缩池I和所述氨氮曝气生物吸附滤池4，所述氨氮曝气生物吸附滤池4分别连接所述污水回流池5和所述深型磷吸附滤池7，所述深型磷吸附滤池7连接所述垂直流人工湿地8;
[0045]所述浓缩池I用于使所述PACT池3中产生的剩余污泥浓缩沉淀；
[0046]所述WAR反应器2用于使浓缩沉淀的所述剩余污泥湿式氧化再生，并排放处理后的残渣；
[0047]所述换热器10用于所述WAR反应器2的进、出料换热，将活性碳附着的污泥氧化成无机物，将恢复了活性的活性碳再返回到所述PACT池3中重新使用；
[0048]所述PACT池3用于将污水中的有机污染物转化成二氧化碳和水，将氨氮转化成硝酸盐氮，并使重金属离子固化沉淀；
[0049]所述氨氮曝气生物吸附滤池4用于吸附氨氮，将吸附了氨氮后的污水排入所述污水回流池5，并将所吸附的氨氮氧化为硝酸盐氮，再使硝酸盐氮和污水中的有机污染物反硝化；
[0050]所述污水回流池5用于贮存污水，并将污水返回到所述氨氮曝气生物吸附滤池4;
[0051]所述深型磷吸附滤池7用于除磷，并去除污水中残留的有机污染物；
[0052]所述垂直流人工湿地8用于去除污水中残余的有机污染物、氮磷化合物和微生物。
[0053]在本实施例中，所述氨氮曝气生物吸附滤池4与所述深型磷吸附滤池7以超越管6相连接，中间有可以开合的阀门A，所述氨氮曝气生物吸附滤池4与所述污水回流池5中间有可以开合的阀门B。
[0054]在本实施例中，所述PACT池3的填料为活性炭和赤泥分子筛，填料的厚度为2m，PACT池3的滤速为6m/h。
[0055]所述氨氮曝气生物吸附滤池4的填料为人工沸石，所述人工沸石的粒径为2mm，填料的厚度为1.5m，氨氮曝气生物吸附滤池4的滤速为4m/h，氨氮曝气生物吸附滤池4采取间歇式曝气的方式。
[0056]所述深型磷吸附滤池4的填料选用改性粘土矿物，所述填料的厚度在4m，深型磷吸附滤池的滤速为2m/h。
[0057]所述垂直流人工湿地8采用石灰石、砾石和弗罗里硅藻土作为填料，填料的粒径为1mm，所述填料的厚度为1.0m，水力负荷依据工程实际情况确定。
[0058]所述WAR反应器2内的温度为226°C，压力为6Mpa，停留时间为lh。
[0059]所述WAR反应器2的炭泥浓度>9%，悬浮固体量不得低于9%，以提供WAR反应器2稳定的污泥量。
[0060]所述PACT池3、WAR反应器2、换热器10的外壁使用保温层保温，减少热量损失。
[0061]所述WAR反应器2、换热器10运行一段时间后，采用稀硝酸清洗内壁的结垢。
[0062]所述PACT池3的曝气装置采用纳米曝气机，进气为02，通过纳米曝气强化局部空化作用产生。
[0063]实施例2
[0064]还请参考图1所示，本实施例提供一种序批式吸附曝气滤池与垂直流人工湿地的耦合装置，其包括:浓缩池1、WAR反应器2、换热器10、PACT池3、氨氮曝气生物吸附滤池4、污水回流池5、深型磷吸附滤池7和垂直流人工湿地8;其中，所述浓缩池I连接所述WAR反应