专利名称：一种村镇生活污水的处理方法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水的多级处理方法及其设备，特别是一种针对村镇生活污水的水处理方法及其设备。
背景技术：
“农家乐”是兴起于20世纪90年代中期的一种旅游方式，其符合城市居民的旅游消费需求，加速了城乡一体化进程。“农家乐”一股由当地农民自发投资，规模一股较小。而由旅游性质决定，其客源一股集中在节假日和3-4月份，而冬季为旅游淡季。随着“农家乐”这一旅游形式的蓬勃发展，其为村镇地区所带来的水污染的问题也日益严重。而由于“农家乐”一股规模较小，故缺少有效地污水处理设施，水污染问题一直得不到解决。甚至在许多地方，农家乐水污染问题已经严重影响了其周围的生态环境，进而造成旅游客源的减少，形成了一个恶性循环。由于“农家乐”所带来的水污染问题的特殊性，寻求采用投资省、处理 费用低、运行管理方便的污水处理方法已经成为解决“农家乐”问题的必由之路。当前，村镇生活污水的处理工艺一股仍然沿袭大城市的大型处理工艺，诸如A2O,CASS等等。但此类工艺由于工艺的复杂程度和维护成本相对村镇地区人员素质和经济水平来讲都较高，导致现有的村镇生活污水处理设施运行效率低下。且村镇生活污水水量和水质都具有明显的随时间和季节而波动的规律，不像城市里污水的水量和水质都相对稳定。因此，当前的大多数的处理工艺并不适用于村镇地区的污水处理。通过调研也发现，目前大多数的为处理村镇生活污水而构建的处理设施都处理停运或半停运的状态。公开号为CN201390685的中国专利申请公开了一种单元式膜与生物分解的农村污水处理站工艺。该工艺于地面内埋置污水沉淀室和再生水室的生物处理池，生物处理池外侧埋置与生物处理池顶平齐的内装入清水箱的地坑，箱内底部装膜生物反应器；在生物处理池和地坑顶有顶盖板，顶盖板上叠置内装风机、电控箱和抽水泵的电控操作室，抽水泵出口与供水管连接，其进口与膜生物反应器出口管连接，在清水箱上部内壁上装与膜生物反应器顶部出口管连接的备用抽水泵，备用抽水泵装有备用供水管。该工艺的工艺操作复杂，不利于维护。且该工艺大量使用电机，增加了处理水的成本，不符合当前“低碳”的要求。公开号为CN101164924的中国专利申请公开了一种农村污水处理装置及其应用，该装置由兼氧接触氧化系统、泥水分离装置和毛细管渗滤沟组合系统组成；兼氧接触氧化系统内置聚丙烯材料制成的球形填料，下设曝气管；毛细管渗滤系统的组成包括布水管、上层渗滤层和下层砂砾层。渗滤层用当地土壤和灰渣按体积比2 I配制而成，厚度为0.4 0. 6m ;砂砾层由粒径为0. 5 2mm的粗砂组成，厚度为0. 3 0. 4m ;渗滤层上铺设布水管，渗滤层和砂砾层之间设置可透水的无纺布。污水泵入兼氧接触氧化池预处理后泥水分离，再经毛细管渗滤沟组合系统的布水、吸附、渗滤、再分布和吸附后，滤出达到排放指标的水。该处理方法工艺复杂，维护不便，采用毛细管渗滤系统易堵塞，增加了维护成本，进而提高了水处理成本。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题提供一种村镇生活污水处理方法及其设备，本污水处理方法采用厌氧反应器与人工潜流湿地相结合的工艺方法去除污水中的污染物。本污水处理方法具有对生活污水中有机物的去除效果好、占地面积小、运行成本低、操作简便等优点。为实现本发明的目的，本发明提供一种村镇生活污水处理方法，包括以下顺序进行的步骤I)将村镇生活污水与絮凝剂混合；2)将含有絮凝体的污水进行厌氧降解反应，去除污水中的可生物降解的有机物；3)使厌氧处理的污水流经人工潜流湿地。其中，步骤I)中控制絮凝剂与污水的混合时间为0.5-lmin。 特别是，所述的絮凝剂为铁盐絮凝剂或铝盐絮凝剂。尤其是，所述铁盐絮凝剂的用量为每升原水中加入3. 92-39. 2mg(以Fe3+计)的铁盐絮凝剂，优选为24. 64-34. 72mg(以Fe3+计)；所述铝盐絮凝剂的用量为每升污水原水中加入2. 7-32. 4mg(以Al3+计)的铝盐絮凝剂，优选为6. 75-21. 6mg(以Al3+计)。特别是，所述铁盐絮凝剂选自聚合氯化铁、氯化铁、硫酸铁中的一种或多种，优选为聚合氯化铁；所述的铝盐絮凝剂选择聚合氯化铝、硫酸铝中的一种或多种，优选为聚合氯化招。尤其是，所述聚合氯化铁絮凝剂中Fe3+(以Fe2O3计)含量为10-15%;所述聚合氯化铝絮凝剂中Al3+(以Al2O3计)含量为5-20%。其中，步骤2)中所述含絮凝体的污水进行厌氧降解反应的时间为5-15小时。特别是，所述含絮凝体的污水与厌氧颗粒污泥混合，在厌氧反应器内进行所述的厌氧降解反应。其中，所述的厌氧颗粒污泥的污泥固体物质的总量(MLSS)为10_30g/L，粒度为0. 5-8mm，沉降速度为 30_200m/h。其中，步骤3)中污水在人工潜流湿地内的停留时间为I. 5-3. 5天。特别是，人工潜流湿地内种植挺水植物为芦苇、黄花鸢尾、香蒲、水葱、水菖蒲。特别是，所述挺水植物的种植密度为3-15株/m2。尤其是，所述挺水植物芦苇、黄花鸢尾、香蒲、水葱、水菖蒲的种植比例为3-5 2-2.5 I. 5-2 1.5-2 1-2。特别是，人工潜流湿地中的填料由卵石、大粒径火山岩、小粒径火山岩、陶粒和自来水厂污泥组成，其排列次序由下到上依次为卵石、大粒径火山岩、小粒径火山岩、陶粒、自来水厂污泥。其中，所述卵石的粒径为30-150mm ;所述大粒径火山岩的粒径为30_50mm ;所述小粒径火山岩的粒径为10-300mm ;所述陶粒的粒径为10_15mm。特别是，所述卵石的高度为150-250mm ;所述大粒径火山岩的高度为150_250mm ；所述小粒径火山岩的高度为250-500mm ;所述陶粒的高度为150_250mm ;所述自来水厂污泥的高度为200_300mm。尤其是，所述自来水厂污泥的污泥固体物质的总量(MLSS)为10000-15000mg/L、污泥沉降比(SV) >95%、？6含量为30-658/1^、41含量为50-10(^/1^、？含量为0· 1-0. 18g/
kg ο其中，步骤3)中所述的除氮处理包括氨氮的硝化与反硝化脱氮处理、植物对氮的吸收处理。
本发明另一方面提供一种村镇生活污水处理设备，包括通过管路顺序连接的对污水依次进行预处理、厌氧处理和人工湿地处理的装置预处理装置，包括混合罐，用于生活污水的原水与絮凝剂的混合，形成微絮凝体；厌氧处理装置，具有由隔板将厌氧反应器分成至少2个厌氧反应分室，其中，污水在厌氧消化污泥的作用下进行厌氧生物降解处理；人工湿地处理装置，由填料和种植在填料中的挺水植物组成，对污水进行悬浮颗粒的截留处理、除磷、除氮处理。其中，在所述的混合罐之前还包括通过管路顺序连接的原水水箱、原水泵，以及通过管路将絮凝剂加入原水中的储存絮凝剂的絮凝剂罐。特别是，所述原水水箱用于存放村镇生活污水；所述原水泵用于将生活污水泵送到厌氧反应器中，为污水处理提供动カ。其中，所述的厌氧反应装置选择厌氧折流反应器(ABR)、上流式厌氧污泥床(UASB)、内循环厌氧反应器(IC)或膨胀颗粒污泥床(EGSB)中的ー种，优选为厌氧折流反应器。特别是，厌氧反应器内装填有多孔悬浮填料和厌氧颗粒污泥，其中，多孔悬浮填料占厌氧反应器容积的5-40% ;厌氧颗粒污泥占厌氧反应器容积的30-50%。其中，所述多孔悬浮填料的孔隙率为95-98%，比表面积为50 800m2/m3，粒径大小为3-15cm ;所述的厌氧颗粒污泥的污泥固体物质的总量(MLSS)为10_30g/L，粒度为O. 5-8mm，沉降速度为 30_200m/h。其中，人工潜流湿地中所述填料由卵石、大粒径火山岩、小粒径火山岩、陶粒和自来水厂污泥组成，其排列次序由下到上依次为卵石、大粒径火山岩、小粒径火山岩、陶粒、自来水厂污泥。特别是,所述卵石的粒径为30-150mm ;所述大粒径火山岩的粒径为30_50mm ;所述小粒径火山岩的粒径为10-300mm ;所述陶粒的粒径为10_15mm。特别是，所述卵石的高度为150-250mm ;所述大粒径火山岩的高度为150_250mm ；所述小粒径火山岩的高度为250-500mm ;所述陶粒的高度为150_250mm ;所述自来水厂污泥的高度为200-300mm。其中，所述自来水厂污泥的污泥固体物质的总量(MLSS)为10000-15000mg/L、污泥沉降比(SV) > 95%、Fe 含量为 30-65g/kg、Al 含量为 50_100g/kg、P 含量为 O. 1-0. 18g/
kg ο其中，所述人工潜流湿地中种植挺水植物为芦苇、黄花鸢尾、香蒲、水葱、水菖蒲。特别是，所述挺水植物的种植密度为3-15株/m2。其中，所述挺水植物芦苇、黄花鸢尾、香蒲、水葱、水菖蒲的种植比例为3-5 2-2.5 1.5-2 1-2 1_2，即芦苇、黄花鸢尾、香蒲、水葱、水菖蒲的种植植株的数量比为 3-5 2-2.5 I. 5-2 1-2 1-2，优选为 5 : 2 : I. 5 : 2 : 2。
特别是，所述挺水植物按照水流的方向依次种植为芦苇、黄花鸢尾、水菖蒲、水葱和香蒲。本发明的污水处理方法和处理设备具有如下优点I、本发明的污水处理方法采用添加有悬浮填料的厌氧折流反应器和人工潜流湿地联合エ艺处理村镇生活污水，处理设备的结构简単、运行稳定、生产处理生活污水的效率高、处理效果好，显著提高了污水中悬浮颗粒物、有机物的去除效果，有机物的去除效率达到80-95%，且不用另外构筑沉淀池，节约了成本。2、本发明的污水处理设备的厌氧反应器中添加的多孔悬浮填料悬浮于厌氧反应器各个格室中上部，能够在反应器启动阶段为厌氧消化污泥中的厌氧微生物的生长提供载体，显著的降低了厌氧颗粒污泥的形成时间(45-60d)，増大厌氧颗粒污泥的粒径(3-6mm)，缩短厌氧反应器的启动时间(53-70d)，而ー股厌氧反应器颗粒污泥形成需要80-130d，反应器启动需要100-170d，同时还能阻止絮状厌氧污泥的流失，提高了反应器的处理效率。 3、本发明的悬浮于厌氧反应器各个格室中上部的多孔悬浮填料，能够有效地截留污水中的悬浮物，能够处理高浓度悬浮物的污水，有效地降低出水浊度。4、本发明的污水在进入厌氧折流反应器前，向污水中加入含Fe3+或Al3+的无机聚合絮凝剂，絮凝剂与污水中的有机物以及颗粒发生絮凝而形成微絮体，微絮体在厌氧折流反应器中可以作为厌氧消化污泥中的微生物固定化的载体，进行强化生物造粒，除了能提高了厌氧污泥颗粒的形成速度，缩短了厌氧反应器内厌氧颗粒污泥的形成时间之外，还具有増大厌氧颗粒污泥的粒径的作用，使厌氧颗粒污泥粒径达到3-6mm，増加了污泥颗粒内微生物含量，加快有机物的降解，提高了污水处理效率；提升了污泥的沉降性能，而且形成的厌氧颗粒污泥性质较稳定，能够承受有机负荷的波动和冲击，抵抗污水中有毒物质的冲击，提高了厌氧反应器承受水力负荷和污染物负荷的能力，增强反应器运行稳定性。5、本发明的厌氧颗粒污泥的生物活性能够保持时间长，达到2年以上，厌氧反应器搁置一段时间后重新运行，能够快速恢复处理效果。6、本发明的人工潜流湿地中挺水植物的栽种方式独特，种植比例、布局合理，比采用随机栽种的原则在潜流湿地上栽种挺水植物的污水处理效率高，提高了设备的运行稳定性；潜流湿地启动时间短，较其它潜流湿地系统缩短10% -30%，使设备能够迅速投入运行，提高了污水处理设备的处理效率。7、本发明的生活污水处理的方法，エ艺操作简单，处理后的出水质量稳定，处理效果显著，污水处理效率高，处理后的出水可以达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002 ;城市污水再利用景观环境用水水质标准GB/T 18921-2002。8、本发明的水处理设备结构紧凑、占地面积小、运行成本低、操作简便，缩短了污水处理时间，提高了污水处理效率。
图I是本发明的水处理工艺流程及设备连接示意图。附图标记说明I.原水箱；2.原水泵；3.絮凝剂罐；4.混合罐；5.流量计；6.厌氧折流反应器；7.悬浮填料；8.排气管；9.潜流湿地；10.挺水植物；11.填料；12.隔板；13.折流板；14.挡板。
具体实施例方式下面參照附图I详细说明本发明水处理设备。如图I所示，本发明的水处理设备包括通过管路顺序连接的原水箱I、混合罐4、厌氧折流反应器6、潜流湿地9。原水箱I和混合罐4之间还通过管路顺序连接有进水泵2 ；以及通过管路连接的絮凝剂罐3。其中，原水箱I储存待处理的生活污水；絮凝剂罐3用于向生活污水中加入絮凝剂。絮凝罐3内的絮凝剂为无机聚合絮凝剂，无机聚合絮凝剂选择聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合硫酸铁(PFS)中的ー种或多种。 原水箱中的生活污水由原水泵2泵入到混合罐4中，来自絮凝剂罐3中的絮凝剂经过管道投加到污水中，生活污水和絮凝剂在混合罐4中混合均匀，形成含有微小絮凝体的污水，混合时间为O. 5-lmin。混合后的含有絮凝体的污水通过管道流入厌氧折流反应器6中，作为厌氧处理过程中微生物生长的载体，与厌氧消化污泥作用生成大粒径的厌氧颗粒污泥，进行厌氧生物降解处理，去除污水中的可生物降解有机物。本发明中采用厌氧折流反应器进行厌氧反应，除了厌氧折流反应器之外，还有UASB, 1C、EGSB等厌氧处理单元也适用于本发明。混合罐4和厌氧折流反应器6之间通过管路顺序连接有流量计5，控制和测量污水的流量。如图I所示，厌氧折流反应器6中设置多块隔板12，将厌氧折流反应器6分隔成多个厌氧反应分室，隔板12均固定于厌氧折流反应器6的底部，并与厌氧折流反应器6的顶部存在一定间距，使各反应室相联通，并且使进入厌氧折流反应器6内的废水依次流入各个厌氧反应分室。厌氧反应分室内由折流板13将反应分室分成两个分区，即下流区及上流区。折流板13的顶部与厌氧折流反应器6的顶部固定连接，折流板13的底端距离厌氧折流反应器6的高度为300-500mm，以便使污水从各个厌氧反应分室的下流区的下部流入上流区；厌氧折流反应器6的下流区与上流区的容积之比为I : 2-5;各折流板的底端沿水流方向设置ー个转角，防止水流进入上流区时产生冲击作用，起到缓冲水流和均匀布水的作用。其转角范围ー股为30° -60°，本发明折流板13的转角为45°。折流板13也可以选用末端没有转角直板。本发明中的厌氧折流反应器6中设置5块隔板12，将厌氧折流反应器6分隔成6个厌氧反应分室，即厌氧反应一室61、厌氧反应ニ室62、厌氧反应三室63、厌氧反应四室64、厌氧反应五室65和厌氧反应六室66。在厌氧反应ニ室62、厌氧反应三室63、厌氧反应四室64、厌氧反应五室65内分别设置I块折流板13，分别将厌氧反应ニ室62、厌氧反应三室63、厌氧反应四室64、厌氧反应五室65分别分隔为下流区62a、63a、64a、65a及上流区62b、63b、64b、65b,各折流板均自厌氧折流反应器6的顶部垂直向下延伸至距离厌氧折流反应器6底部300-500mm。在厌氧反应六室66内设置挡板14，将厌氧反应六室66分隔为下流区66c及缓冲区66d,挡板14自厌氧折流反应器6的顶部垂直向下延伸，高度为300-500mm,厌氧反应六室66的出水ロー侧的反应器壁与水平面呈一定角度倾斜，使出水中的污泥能够沉降下来，降低出水浊度。在厌氧反应ニ室62、厌氧反应三室63、厌氧反应四室64、厌氧反应五室65的上流区62b、63b、64b、65b和厌氧反应一室61内分别添加多孔悬浮填料7和厌氧消化污泥,姆个反应分室内添加的悬浮填料7的体积占各个分室体积的5% _40%，厌氧消化污泥占厌氧反应器容积的30-50%。厌氧反应一室至厌氧反应五室内悬浮填料的高度相同，悬浮填料与厌氧反应器的高度之比为5-40 100 ;多孔悬浮填料的孔隙率为95-98%，比表面积为50 800m2/m3，粒径大小为3_15cm。
本发明厌氧折流反应器6内添加的厌氧消化污泥取自城镇污水处理厂，所述厌氧消化污泥的污泥固体物质的总量(MLSS)为18-25g/Kg，污泥挥发性悬浮固体(MLVSS)为10-18g/Kg, SV(污泥沉降比)>95%，厌氧消化污泥在厌氧折流反应器6内经过强化造粒驯化后形成稳定的厌氧颗粒污泥，厌氧颗粒污泥的污泥固体物质的总量(MLSS)为10-30g/し粒度为O. 5-8mm，沉降速度为30_200m/h。本发明中使用的多孔悬浮填料购自北京春秋鼎盛环保科技有限公司，呈球形，由聚丙烯材料注塑成形，比表面积380-800m2/m3，孔隙率大于97%，比重O. 92，规格Φ 150mm，Φ 100mm, C>80mm。厌氧折流反应器6的顶部与排气管8相连通，排出厌氧处理过程中产生的气体。厌氧折流反应器6通过进水管与流量计5相连接，进水管设置在厌氧折流反应器6的下端；厌氧折流反应器6通过出水管与潜流湿地9相连接，出水管设置在厌氧折流反应器6的上端。从混合罐4中流出的含絮凝体的污水，经流量计5，从厌氧折流反应器6的底部流入厌氧反应一室61，然后依次流入厌氧反应ニ室62、厌氧反应三室63、厌氧反应四室64、厌氧反应五室65和厌氧反应六室66，由于废水中含有具有活性表面的絮凝体，絮体促进厌氧折流反应器6内的生物造粒过程，即厌氧折流反应器6内的厌氧消化污泥与污水中的絮凝体相互作用，形成平均粒径为3-6mm的厌氧颗粒污泥，去除了绝大部分的有机物。如图I所示潜流湿地9由填料11和挺水植物10组成,挺水植物10种植在填料11上，从而建立湿地生态系统。潜流湿地9的填料11包括从下到上依次填装的卵石、大粒径火山岩、小粒径火山岩、陶粒、自来水厂污泥，其中，卵石的粒径为30-150mm，填装高度为150-250mm ;大粒径火山岩的粒径为30_50mm，填装高度为150_250mm ;小粒径火山岩的粒径为10-300mm，填装高度为250-500mm ;陶粒的粒径为10_15mm，填装高度为150_250mm ；自来水厂污泥的填装高度为200-300mm，污泥的MLSS为10000-20000mg/L、SV > 95%, Fe含量为 30g/kg-65g/kg、Al 含量为 50g/kg_100g/kg、P 含量为 O. lg/kg-0. 18g/kg ;厌氧处理出水流入潜流湿地9，在流经填料11的过程中，水中的悬浮颗粒被截留,水中的磷被填料11和挺水植物所吸收，污染物和营养物质被填料11中的污泥吸收或分解。在填料11上种植挺水植物10，挺水植物10的种植密度为3-15株/m2，其中，挺水植物10为芦苇、黄花鸢尾、香蒲、水葱及水菖蒲，其相应的种植比例为3-5 2-2.5 1.5-2 1-2 1_2，厌氧处理出水中的总氮被挺水植物10所消化，完成污水中总氮的消化过程。实施例I生活污水选用北京某农村集中收集的生活污水，其中污水的COD(化学需氧量)为400-500mg じ1，浊度为90-120NTU,总氮(TN)浓度为100_130mg ·じ1，总磷(TP)浓度为5-10mg ·じ1，氨氮(NH:-N)浓度为65_78mg ·じ1，水量为3. 0-4. 5m3/d，污水处理过程中的运行温度为25-35°C;絮凝剂为无机聚合氯化铝，絮凝剂中含有5%的Al3+(以Al2O3计)。生活污水的COD的平均值为450mg ·じ1、浊度的平均值为105 NTU、总氮浓度的平均值为115mg ·じ1、总磷浓度的平均值为7. 5mg ·じ1、氨氮浓度的平均值为71. 5mg ·じ1。I)原水与絮凝剂的混合储存于原水箱I中的生活污水在进水泵2的作用下，经管道流入混合罐4内，储存于絮凝剂罐3内的絮凝剂聚合氯化铝通过管道流加到进水管道中，经管道流入混合罐4内，生活污水与絮凝剂混合，进行絮凝处理，混合时间为O. 5-lmin，原水中的颗粒杂质、大分子 有机物与絮凝剂进行絮凝反应，形成絮凝体，其中，絮凝剂的投加量为O. 52mmol/L(以Al3+计)，即每升原水中加入絮凝剂中的铝离子重量为14. 04mg。本发明中的絮凝剂除了使用聚合氯化铝之外，其他絮凝剂均适用于本发明，如聚合氯化铁、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝等。2)厌氧降解处理首先从混合罐4内流出的污水，经流量计5后从厌氧折流反应器6的底部流入，进入厌氧反应一室61，污水在隔板12的作用下依次流入厌氧反应ニ室62、厌氧反应三室63、厌氧反应四室64、厌氧反应五室65，在折流板13的作用下在各个厌氧反应分室内上下折流前进，借助污水流动和厌氧生物降解处理产生的气体的上升作用，使厌氧反应室内的厌氧消化污泥上下运动，完成厌氧生物与废水中污染物充分混合，去除使污水中的可生物降解有机物，降低污水的COD值。接着，经过厌氧降解处理的污水溢流过厌氧反应五室65的隔板12，进入厌氧反应六室66内进行厌氧沉降处理,污水在挡板14的作用下流入厌氧反应六室66的下流区66c和缓冲区66d内，废水贮满厌氧反应六室66内后从上部进入潜流湿地9。储存于原水箱I中的生活污水在原水泵2的作用下，经控制阀门保证污水在厌氧折流反应器6内的水力停留时间(HRT)为8h，其中厌氧折流反应器内的水力停留时间是指待处理污水在反应器内的平均停留时间，也就是污水与生物反应器内微生物作用的平均反应时间。厌氧生物降解处理后检测污水的C0D、浊度、总氮、总磷以及氨氮浓度的平均值，检测结果见表I。采用(XD相机对厌氧反应器内厌氧污泥颗粒拍摄污泥照片，通过ImageProPlus5. O图像处理软件，通过统计计算得到污泥粒径，测试结果如表2所示。厌氧反应器的启动时间如表2所示。从向反应器中注水开始检测厌氧反应器出水的C0D、浊度、总氮、总磷以及氨氮浓度的值，直至反应器出水的各项检测指标基本不变，从向反应器中注水开始至反应器出水的各项检测指标基本不变为止的时间称为厌氧反应器启动时间；从向反应器中注水开始采用CCD相机观察和检查反应器内厌氧污泥的形态，直至观察到反应器内有颗粒状污泥形成为止，从向反应器注水至有颗粒污泥形成的时间称为厌氧颗粒污泥的形成时间。3)潜流湿地处理经过厌氧生物降解处理后的污水通过管道流入人工潜流湿地，进行过滤、除磷、氨氮硝化处理，其中，潜流湿地9的填料11包括从下到上依次填装的卵石、大粒径火山岩、小粒径火山岩、陶粒、自来水厂污泥，其中，卵石的粒径为30-150mm，填装高度为150mm ;大粒径火山岩的粒径为30-50mm，填装高度为250mm ;小粒径火山岩的粒径为10_300mm，填装高度为500mm ;陶粒的粒径为10_15mm，填装高度为150mm ;自来水厂污泥的填装高度为300mm，污泥的 MLSS 为 10000mg/L，SV > 95%,Fe 含量为 65g/kg、Al 含量为 50g/kg、P 含量为0. 18g/kg ;厌氧处理出水流入潜流湿地9，在流经填料11的过程中，水中的悬浮颗粒被截留，水中的磷被填料11和挺水植物所吸收，污染物和营养物质被填料11中的污泥吸收或分解，污水在潜流湿地中水力停留时间为2d。
在填料11上混合种植挺水植物10，挺水植物10的种植密度为15株/m2，其中，挺水植物10为芦苇、黄花鸢尾、香蒲、水葱及水菖蒲，其相应的种植数量比例为5:2:2:2: I. 5，挺水植物按照水流方向依次种植芦苇、黄花鸢尾、水菖蒲、水葱、香蒲。污水首先流经芦苇，在芦苇的作用下降低水中颗粒物浓度，能够吸收氮磷，接着依次流经黄花鸢尾，水菖蒲，水葱去除水中大部分的氮和部分磷；由于香蒲不耐氮，在水中含有高浓度氮的条件下生长不好，本发明中污水最后流经香蒲，吸收水中磷。水葱与香蒲对芦苇的生长有抑制作用尽量远离芦苇。潜流湿地处理后检测水流的C0D、浊度、总氮、总磷以及氨氮浓度的平均值，检测结果见表I。按照HJ/T 399-2007《水质化学需氧量的测定快速消解分光光度法》检测水中的化学需氧量(COD)；按照GB 13200-1991《水质浊度的测定》检测水的浊度；按照GBl 1894-89《水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》检测水中总氣(TN)；按照GB 11893-89《水质总磷的测定钥酸铵分光光度法》检测水中总磷(TP)；按照HJ 535-2009《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》检测水中氨氮(NH4+-N)。潜流湿地启动时间见表2，其中从向人工潜流湿地中注水开始检测潜流湿地出水的C0D、浊度、总氮、总磷以及氨氮浓度的值，直至潜流湿地出水的各项检测指标基本不变，从向潜流湿地中注水开始至湿地出水的各项检测指标基本不变为止的时间称为潜流湿地启动时间。实施例2生活污水选用北京某农村集中收集的生活污水，其中污水的COD (化学需氧量)为900-1200mg L' 浊度为 90-120NTU，总氮浓度为 100_130mg L' 总磷浓度为 5-1Omg I71，氨氮浓度为65-78mg L—1的生活污水，水量为3. 0-4. 5m3/d。除了絮凝剂为聚合氯化铝，絮凝剂中含有5%的Al3+(以Al2O3计)，絮凝剂的投加量为0. 80mmol/L(以Al3+计)，即每升进水中加入絮凝剂中的铝离子重量为21. 6mg ；污水在厌氧折流反应器6中的水力停留时间(HRT)为12h ;人工潜流湿地处理过程中，填料11中卵石的装填高度为250mm ;大粒径火山岩的装填高度为150mm ;小粒径火山岩的装填高度为250mm;陶粒的装填高度为250mm ;自来水厂污泥的装填高度为200mm;污泥的MLSS为20000mg/L、Fe含量为30g/kg、Al含量为100g/kg、P含量为0. lg/kg ;挺水植物10的种植密度为3株/m2 ;挺水植物芦苇、黄花鸢尾、香蒲、水葱及水菖蒲的种植比例为3 2. 5 1.5 1.5 I ;污水在潜流湿地中的水力停留时间为3. 5d外，其他与实施例I相同。原水、厌氧处理出水、潜流湿地处理出水的C0D、浊度、总氮、总磷以及氨氮浓度平均值检测结果见表I。厌氧反应器的启动时间、厌氧颗粒污泥粒径、潜流湿地启动时间如表2所示。实施例3
除了生活污水处理过程中的运行温度为10_20°C ;絮凝剂为聚合氯化铝，絮凝剂中含有15%的Al3+ (以Al2O3计)，絮凝剂的投加量为0. 25mmol/L (以Al3+计)，即每升进水中加入絮凝剂中的铝离子重量为6. 75mg ;污水在厌氧折流反应器6中的水力停留时间(HRT)为5h ;人工潜流湿地处理过程中，填料11中卵石的装填高度为200mm ;大粒径火山岩的装填高度为200mm ;小粒径火山岩的装填高度为375mm ;陶粒的装填高度为200mm ;自来水厂污泥的装填高度为250mm ;污泥的MLSS为15000mg/L ;挺水植物10的种植密度为9株/m2 ;挺水植物芦苇、黄花鸢尾、香蒲、水葱及水菖蒲的种植比例为4 :2:2:1: 2;污水在潜流湿地中的水力停留时间为I. 5d外，其他与实施例I相同。原水、厌氧处理出水、潜流湿地处理出水的C0D、浊度、总氮、总磷以及氨氮浓度平均值检测结果见表I。厌氧反应器的启动时间、厌氧颗粒污泥粒径、潜流湿地启动时间如表2所示。实施例4生活污水选用北京某农村集中收集的生活污水，其中污水的COD浓度为700-800mg I/1的生活污水，浊度为100-120NTU，总氮浓度为130_150mg I71，总磷浓度为10-20mg L—1，氨氮浓度为 72-90mg L'水量为 5. 0-7. OmVd0除了絮凝剂为无机聚合氯化铝，絮凝剂中含有20%的Al3+(以Al2O3计)，絮凝剂的投加量为0. 52mmol/L(以Al3+计)，即每升进水中加入絮凝剂中的铝离子重量为14. 04mg ；污水在厌氧折流反应器6中的水力停留时间(HRT)为15h ;在潜流湿地中的水力停留时间为3. 5d外，其他与实施例I相同。原水、厌氧处理出水、潜流湿地处理出水的C0D、浊度、总氮、总磷以及氨氮浓度平均值检测结果见表I。厌氧反应器的启动时间、厌氧颗粒污泥粒径、潜流湿地启动时间如表2所示。对照例I除了在进行厌氧反应处理之前不添加絮凝剂，其余与实施例I相同。对照例2除了在进行厌氧反应处理之前不添加絮凝剂，其余与实施例2相同。对照例3除了在进行厌氧反应处理之前不添加絮凝剂，其余与实施例3相同。
对照例4除了在进行厌氧反应处理之前不添加絮凝剂，其余与实施例4相同。表I本发明进水、出水的水质检测结果
权利要求
1.一种村镇生活污水处理方法，其特征是包括如下顺序进行的步骤 1)将村镇生活污水与絮凝剂混合； 2)将含有絮凝体的污水进行厌氧降解反应，去除污水中的可生物降解的有机物； 3)使厌氧处理的污水流经人工潜流湿地。
2.如权利要求I所述的处理方法，其特征是步骤I)中所述的絮凝剂为铁盐絮凝剂或铝盐絮凝剂。
3.如权利要求2所述的处理方法，其特征是所述的铁盐絮凝剂的用量为每升生活污水中加入3. 92-39. 2mg的铁盐絮凝剂；所述铝盐絮凝剂的用量为每升生活污水中加入2. 7-32. 4mg的铝盐絮凝剂。
4.如权利要求2或3所述的处理方法，其特征是所述的铁盐絮凝剂中Fe3+的含量为10-15% ;所述铝盐絮凝剂中Al3+的含量为5-20%。
5.如权利要求I或2所述的处理方法，其特征是步骤2)中污水在所述厌氧反应器内进行厌氧降解反应的时间为5-15小时。
6.如权利要求I或2所述的处理方法，其特征是步骤3)中污水在所述的人工潜流湿地内的停留时间为I. 5-3. 5天。
7.一种村镇生活污水处理设备，包括通过管路顺序连接的对污水依次进行预处理、厌氧处理和人工湿地处理的装置 预处理装置，包括混合罐(4)，用于生活污水的原水与絮凝剂的混合，形成絮凝体； 厌氧处理装置￠)，具有由隔板(12)将厌氧反应器分成至少2个厌氧反应分室，其中污水在厌氧污泥的作用下进行厌氧生物降解处理； 人工湿地处理装置(9)，由填料(11)和种植在填料中的挺水植物(10)组成，对污水进行悬浮颗粒的截留处理、除磷、除氮处理。
8.如权利要求7所述污水处理设备，其特征是所述人工潜流湿地(9)内的填料(11)由下到上依次为粒径为30-150mm的卵石、粒径为30_50mm的大粒径火山岩、粒径为10_300mm的小粒径火山岩、粒径为10-15mm的陶粒、给水厂污泥。
9.如权利要求7或8所述的污水处理设备，其特征是所述人工潜流湿地(9)中种植挺水植物(10))为芦苇、黄花鸢尾、香蒲、水葱、水菖蒲。
10.如权利要求9所述的污水处理设备，其特征是所述挺水植物芦苇、黄花鸢尾、香蒲、水葱、水富蒲的种植比例为3-5 : 2-2.5 : 1.5-2 : 1-2 : 1-2。
全文摘要
一种村镇生活污水的处理方法及其设备，该方法处理污水的各步骤为村镇生活污水依次通过强化生物造粒的分级多相厌氧单元，去除进水化学需氧量(Chemical OxygenDemand，COD)；强化除磷的潜流湿地单元通过填料与植物的复合，完成对磷的吸附与吸收、氨氮的硝化以及颗粒物的过滤截留。分级多相厌氧单元内的多孔填料配合强化生物造粒过程能加速颗粒污泥形成，提高该单元的处理负荷和耐冲击能力。潜流湿地中自来水厂污泥以及合理的植物配置可以强化氮、磷以及颗粒物的去除效果。实现该水处理方法的设备包括水泵、混合罐、流量计、分级多相厌氧处理单元、潜流湿地。该水处理方法对生活污水中有机物的去除效果好、占地面积相对较小、运行成本低、操作简便等优点。
文档编号C02F9/14GK102745855SQ20111009799
公开日2012年10月24日 申请日期2011年4月19日 优先权日2011年4月19日
发明者冯晶, 梁文艳, 王毅力, 豆小敏 申请人:北京林业大学