专利名称：无臭味曝气氧化塘污水处理方法
技术领域：
本发明属于环保技术领域，为一种污水处理方法，尤其涉及一种 无臭味曝气氧化塘污水处理方法。背景介绍氧化塘污水处理技术是一种利用天然净化能力对污水进行处理的技术，其净化过程与自然水体的自净过程相似。氧化塘兴起于20 世纪初，相对于其它的污水处理技术，其最大优势在于建设费用和运 行成本很低。受全球能源危机的影响，近三四十年，能耗较低且运行 稳定的氧化塘技术得到较快发展。曝气氧化塘(Aeration Pond)作 为氧化塘的一种类型，是介于活性污泥法中的延时曝气法与氧化塘之 间的一种工艺。其主要特点在于采取人工补给方式供氧，塘内全部 处于好氧状态，没有污泥回流系统，占地面积相对较小。对于单纯的曝气氧化塘，实际运行过程中存在的问题包括(1) 氧化塘运行过程中臭味严重；(2)初期除磷处理效果较好，但随着曝 气氧化塘的长期运行，由于排泥次数较少，污泥的最大摄磷量有限， 难以进一步对磷进行去除，影响污泥的吸磷效果。有研究表明，生物除磷是依靠在好氧环境下摄取的磷比厌氧环境 下释放的磷多，并排放一定量的污泥来确保磷的去除，而氧化塘内污 泥的排泥周期很长，不利于磷的排放。因此，曝气氧化塘目前存在磷 的处理效果不理想、运行时易产生臭味等问题，其根本原因在于磷存 在于污泥中不能被排出。现有的对曝气氧化塘的设计主要集中在曝气装置上。如专利号ZL03114267.2,其公开了一种曝气氧化沟，由水中推进器和微孔曝气 机构组成，微孔曝气机构由鼓风机、微孔曝气头和连接管构成，该机 构采用了推迸和微孔曝气的结构，适用于水较深的曝气氧化沟。为了提高污水的净化效果，可以增加前置厌氧处理，采用沉淀污 泥回流到厌氧池中释磷，又在曝气池中过量吸磷的原理进行除磷。专 利号ZL200410015578. 0发明名称"间歇曝气接触氧化法处理生活污 水"公开了一种交替模式的处理工艺，90%污水先进入厌氧池、10 %污水进入间歇曝气氧化池，厌氧池的污水与从间歇曝气氧化池来的 部分污泥产生厌氧反应，经厌氧池的污水再进入曝气氧化池。这种工 艺较单纯的曝气氧化池处理工艺复杂，须添加新的管道和泵的配套设 备方可实现，不利于推广应用。而专利申请号200710056492.6公开了一种反冲洗、曝气型潜流 湿地水体净化设备，属于土地处理法，土地处理法主要是利用基质等 较大的比表面积来进行微生物挂膜、着床，从而进行污水处理。在处 理池内填满基质，并种植有水生植物，污水通入基质中进行布水，底 部设有曝气设备，植物根系和填充基质作为微生物的附着载体，从进 水管进入的污水流经填充基质进行净化。发明内容本发明所要解决的技术问题在于提供一种无臭味曝气氧化塘污 水处理方法(High-efficiency and Nonodor Aeration Pond，腿P)，不增加特殊的机械设备或处理工艺，可在长排泥周期下提高曝气氧化 塘的除磷能力。本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是 一种无臭味曝气氧化塘污水处理方法，为活性污泥处理法，塘内设有曝气装置，其中， 所述的曝气氧化塘内设有悬浮或漂浮的介质，介质上种有植物，植物 至少覆盖曝气氧化塘的一部分表面，曝气氧化塘内设有基质，基质悬 挂在介质下方和/或沉于塘低，其中，所述的基质为高炉渣、煤灰渣、 含碱金属氧化物的矿物中的一种或其组合。具体污水处理步骤包括 污水由进水管进入曝气氧化塘，经搅拌均匀分布，通过活性污泥进行 污水净化，植物吸收同化氮和磷，基质吸收磷，植物位于水下的根系 及基质形成生物膜附着的载体，进行污水净化，最后经沉淀达到泥、 水分离，上清液由排水管排出。所述的介质为有孔/或缝的竹板、有孔/或缝的木板、泡沫材料、 有孔/或缝的塑料、有孔/或缝的橡胶中的一种或其组合。对介质的选 择要求其能够在塘上形成漂浮或悬浮的浮岛，主要采用轻质材料，并 方便种植植物，但不限于上述材料。更可以采用各种废弃材质作为本 发明的介质，符合污水处理行业中对环保要求的设计理念。在曝气氧化塘的水面种植浮岛植物，可以起到美化环境的作用。 所述的植物为水葫芦、水花生、水浮莲、菖蒲、梭鱼草、水葱、水芹、 菱等一种或几种组合，且不限于上述植物。其中，所述植物的种植密度为10 25kg/m2。植物的种植面积根 据曝气氧化塘的不同大小而定，其种植密度不宜过密或过疏，前者影 响了植物的生长，后者则降低了处理效果，另外，植物需定期打捞或 收割，如夏季应每月一次。所含的碱金属氧化物包括Ca0和/或Mg0。所述的基质粒径为5 15mm。其中，基质需定期进行更换，更换 周期一般为1 3年。所述的曝气装置为沉水式曝气机，运行时间为4 8小时/天，曝气方式为间歇式曝气，为曝气0.5小时、静止沉淀1.0 1.5小时，曝气氧化塘的总水力停留时间不大于4天。曝气氧化塘的有效水深为2 4m，以5日作为测定BOD的标准时 间，其五日生化需氧量(B0D5)表面负荷为0. 1 3. Og /(m2 d)。曝气氧化塘的池型可以为长方形、圆形或其它不规则形状，其内 壁铺设有防渗膜，以防止渗漏。植物和基质的驯化时间为0. 5 1. 5个月，驯化稳定后活性污泥 浓度为1100 1800mg/L，排泥周期为3 12个月。在启动阶段植物 处于驯化阶段且根系生物膜量不够大，驯化一段时间后负荷逐渐加 大，污染物去除率相对稳定后增加到设计负荷。本发明的原理是釆取连续进水、间隙进水方式运行，污水处理的基本过程为污 水由进水管进入曝气氧化塘内，通过曝气装置的搅拌作用使污水与塘 内的活性污泥均匀混合；采用曝气装置具有供氧和混合固液气三相的双重作用。其中，本发明污水处理方法的主要作用机理包括1、 在曝气氧化塘内，有机物经微生物作用被氧化，同时污水中的氨氮经微生物硝化反硝化作用，达到脱氮的效果；2、 在介质上种植的植物能够吸收同化营养物质氮和磷，其位于水面 下的根系可以成为生物膜附着的载体，同时植物覆盖至少一部分曝气 氧化塘的表面，可以减少氧化塘运行过程中臭气的排放，净化改善周 围空气环境；3、 介质下部悬挂或沉于塘底的基质能有效吸收磷元素，悬挂的基质 亦可作为生物膜的载体，增加氧化塘内附着的生物膜量；4、 利用本发明的碱性基质吸收磷元素，反过来可以增长活性污泥的 排泥周期，不会影响污水除磷效果。本发明的污水处理方法与现有技术的区别在于首先，本发明的处理方法是采用活性污泥处理机理，利用活性污 泥中的微生物来氧化、硝化，从而脱氨氮、除磷。而一般的土地、湿 地处理法是利用基质的多孔表面积来着床微生物，即便采用曝气，也 只是为了增加溶解氧的含量，机理完全不同。其次，本发明采用了不同的基质。在一般的土地处理法中，主要 采用碎石、陶粒等具有多孔结构的基质，利用它们较大的比表面积， 尽可能为微生物提供附着载体，形成生物挂膜。而本发明的基质主要 是回收利用工业废料废渣，具有相当的环保价值，当然也可以为其他 含有碱金属氧化物的矿物，碱金属氧化物的含量可以相当高。而对于 -一般土地处理法，如果基质为碱金属氧化物，在进行污水处理时会形 成强碱性，尽管碱性对于除磷有较好的效果，却会使降低化学需氧量 COD的能力大大削弱，甚至于起不到作用，无法实现污水处理。而本 发明就完全没有类似问题，因为高炉渣、煤灰渣等废料的用量在水塘 形式的污泥处理中的占有量不大，因此即便采用含碱金属氧化物量极 高的基质也不会对污水处理造成影响。另外，本发明利用了最基本的曝气氧化塘设备，无需对其添加任 何其他特殊的机械设备或处理工艺，只是在塘上设置种有植物的介 质，在介质下方悬挂基质，制成-一个个简易的浮岛，非常适合在各种 原有的污水处理池中进行推广使用。本发明的有益效果是-1、 在曝气氧化塘上设有介质，形成浮岛，在介质上种植植物，植物 及其根系能附着一定量的生物膜，有效提高曝气氧化塘的总磷和氨氮 的去除能力，吸收氧化塘运行过程中的臭味，改善周围空气质量；2、 在介质下部悬挂或塘低设置碱金属氧化物基质，利用其表面积可以增加附着的生物膜量，还可有效提高曝气氧化塘的除磷能力；3、 在本发明无臭味曝气氧化塘污水处理运行过程中能够高效去除有 机物、氨氮和总磷等污染物，且利用了原有的曝气氧化塘，无需其他 机械设备或处理工艺的投入，建造方便，成本低廉，操作管理十分 简单；4、 采用浮岛形式在污水处理池水面上种植植物，还可以美化环境；5、 本发明的介质可以采用废弃材质制成，而基质也可为工业废渣， 完全符合本发明所在领域的环保理念。
图1为本发明的俯视结构示意图 图2为本发明的剖视结构示意图 附图中标号说明 l一进水管 2 —排水管4一介质 5 —植物7 —防渗膜I一土层 II一砖层m—污水区 iv—污泥区。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明。请参阅图i为本发明的俯视结构示意图，图2为本发明的剖视结 构示意图所示， 一种无臭味曝气氧化塘污水处理方法，为活性污泥处 理法，曝气氧化塘的下部为砖层n结构，上部为土层i结构，塘内底 部区域为含有活性污泥的污泥区iv，上部为污水区in，塘内底部的污3 —曝气装置 6 —基质泥区IV设有曝气装置3，为沉水式曝气机。曝气氧化塘的有效水深为2 4m，其内壁设有防渗膜7。所述的曝气氧化塘内设有漂浮的介质4，该介质4为废弃的塑料 板材，介质4上种有植物5，植物5为水葫^，种植密度为10 25kg/m2， 介质4下部悬挂有基质6,塘低亦沉有基质6，基质6采用粒径为5 15mm的高炉渣。种植有植物5的介质4的覆盖面积大约为曝气氧化 塘面积的1/2。植物5和基质6的驯化时间为1个月左右，驯化稳定后活性污泥 浓度为1500mg/L左右，排泥周期为3 12个月。污水经进水管1直接排入污泥区IV，采用间隙进出水运行，通过 曝气装置3的搅拌作用使污水与塘内的污泥均匀混合，进行净化。所 述的曝气装置3的运行时间为4 8小时/天，曝气方式为间歇式曝气， 为曝气0.5小时、静止沉淀1.0 1,5小时，曝气氧化塘的总水停留 时间不大于4天，BODs表面负荷为O. 1 3. Og/(m、d)。污水中的有 机物经微生物作用被氧化，同时污水中的氨氮经微生物硝化反硝化 作用，达到脱氮的效果。在介质4上种植的植物5能够吸收同化营养物质氮和磷，其位于 水面下的根系可以成为生物膜附着的载体，同时植物5覆盖一部分曝 气氧化塘的表面，可以减少氧化塘运行过程中臭气的排放，净化改善 周围空气环境。在介质4下部悬挂和沉于塘底的基质6能有效吸收磷素，悬挂的 基质6亦可作为生物膜的载体，增加氧化塘内附着的生物膜量；植物 吸收同化氮和磷，基质吸收磷，植物位于水下的根系及基质形成生物 膜附着的载体，进行污水净化。最后经沉淀达到泥水分离，上清液由与污水区m联通的排水管2排出。利用本发明的无臭味曝气氧化塘污水处理方法对农村生活污水进行处理，其化学需氧量C0D为124 353mg/L，平均值为259 mg/L; 氨氮(NH/-N)为21.9 43. 5mg/L，平均值为35. 0mg/L;总氮(TN) 为35. 4 47. 6mg/L，平均值39. Omg/L;总磷(TP)为2. 26 7. 67mg/L， 平均值为4. 98mg/L;污泥浓度(MLSS)为1181 1685mg/L，平均值 为1434mg/L。HNAP悬浮介质表面种植水葫芦，下部悬挂基质，基质采用粒径 为5 15mm的高炉渣。如图2所示，进水管位于前端居中，排水口位 于尾端居中。采用间歇进出水运行，在进水水力负荷为0. 2m7 d 条件下，通过该处理，出水中化学需氧量COD平均为52 mg/L，氨氮 平均为7.5mg/L，总磷平均为0.83mg/L，总氮平均为16. 5mg/L，达 到GB18918-2002中一级B放标准。
权利要求
1、一种无臭味曝气氧化塘污水处理方法，为活性污泥处理法，塘内设有曝气装置，其特征在于所述的曝气氧化塘内设有悬浮或漂浮的介质，介质上种有植物，植物至少覆盖曝气氧化塘的一部分表面，曝气氧化塘内设有基质，基质悬挂在介质下方和/或沉于塘低，其中，所述的基质为高炉渣、煤灰渣、含碱金属氧化物的矿物中的一种或其组合。
2、 根据权利要求1所述的无臭味曝气氧化塘污水处理方法，其特征在于所述的介质为有孔/或缝的竹板、有孔/或缝的木板、泡沫材料、 有孔/或缝的塑料、有孔/或缝的橡胶中的一种或其组合。
3、 根据权利要求1或2所述的无臭味曝气氧化塘污水处理方法，其特征在于在所述介质上种植的植物为水葫芦、水花生、水浮莲、菖 蒲、梭鱼草、水葱、水芹、菱等一种或几种组合。
4、 根据权利要求3所述的无臭味曝气氧化塘污水处理方法，其特征 在于所述的植物的种植密度为10 25kg/m2。
5、 根据权利要求1所述的无臭味曝气氧化塘污水处理方法，其特征 在于所含的碱金属氧化物包括CaO和/或MgO。
6、 根据权利要求1或5所述的无臭味曝气氧化塘污水处理方法，其 特征在于所述基质的粒径为5 15mm。
7、 根据权利要求1所述的无臭味曝气氧化塘污水处理方法，其特征 在于..所述的曝气装置为沉水式曝气机，运行时间为4 8小时/天， 曝气方式为间歇式曝气，为曝气0. 5小时、静止沉淀1. 0 1. 5小时， 曝气氧化塘的总水力停留时间不大于4天。
8、 根据权利要求1所述的无臭味曝气氧化塘污水处理方法，其特征 在于曝气氧化塘的有效水深为2 4m， BOD.,表面负荷为0. 1 3.0g/(m、d)。
9、 根据权利要求1所述的无臭味曝气氧化塘污水处理方法，其特征 在于植物和基质的驯化时间为0.5 1.5个月，驯化稳定后活性污 泥浓度为1100 1800mg/L，排泥周期为3 12个月。
10、 根据权利要求9所述的无臭味曝气氧化塘污水处理方法，其特征 在于污水由进水管进入曝气氧化塘，经搅拌均匀分布，通过活性污 泥进行污水净化，通过植物、基质进行吸收同化，植物位于水下的根 系及基质形成生物膜附着的载体，进行污水净化，最后经沉淀达到泥 水分离，上清液由排水管排出。
全文摘要
一种无臭味曝气氧化塘污水处理方法，为活性污泥处理法，塘内设有曝气装置，其中，所述的曝气氧化塘内设有悬浮或漂浮的介质，介质上种有植物，植物至少覆盖曝气氧化塘的一部分表面，曝气氧化塘内设有基质，基质悬挂在介质下方和/或沉于塘低，其中，所述的基质为高炉渣、煤灰渣、含碱金属氧化物的矿物中的一种或其组合。优点是曝气氧化塘上设有介质形成浮岛，其上种植物附着生物膜，提高总磷和氨氮的去除能力，吸收氧化塘运行过程中的臭味，设置基质，提高曝气氧化塘的除磷能力，无需其他机械设备或处理工艺的投入，建造方便，成本低廉，操作管理十分简单，美化环境，介质可以采用废弃材质制成，基质为工业废渣，符合环保理念。
文档编号C02F3/32GK101234816SQ200810033720
公开日2008年8月6日 申请日期2008年2月20日 优先权日2008年2月20日
发明者叶建锋, 姚淑君, 李怀正 申请人:李怀正;叶建锋;姚淑君