两段式人工快速渗滤系统及其污水处理方法与流程

本发明涉及污水处理领域，具体为两段式人工快速渗滤系统及其污水处理方法。

背景技术：

针对小城镇生活污水和受污染地表水的污水处理技术，人工快速渗滤系统(Constructed Rapid Infiltration system，简称CRI系统)是中国地质大学钟佐燊教授在快渗系统(RI)基础上建立的一种新的污水生态处理方法。它由格栅池、预沉池、快渗池和出水系统等组成。快渗池中填充一定高度的人工滤料，采用干湿交替的运转方式进行污水处理，水力负荷周期较短，即频繁淹水频繁落干，水力负荷为。介质内干湿交替的独特环境使得微生物菌十分丰富，且兼备好氧、厌氧、兼氧的作用，废水处理效果优秀，CODcr、氨氮、SS和LAS的去除率均在85％以上，但CRT系统对总氮(TN)的去除率较低，仅10-30％，不能达标排放，限制了CRI的进一步推广。

CRI系统的运行原理大致可表示为：①污水下渗，渗透介质吸附、截留污染物；②水面下落，空气重新进入介质空隙，系统复氧，在好氧环境下氧化污染物，转化为可溶物；污水又一次下渗，可溶氧化物被冲走，并完成新一轮吸附与截留，如此不断循环。流程如图1所示。

CRI系统去除TN效果较差的原因：系统中氨氮的吸附主要集中在滤池介质上层，并转化为NO₃^——N，这一层有机物较多，碳源也较丰富，但长期处于好氧状态，反而不利于反硝化细菌的生长，氨氮的去除率很高，而总氮去除率很低。

提高污水总氮去除率是CRI系统发展与应用的必然需求。

目前国内外强化CRI系统脱氮作用的措施主要是在保持其较好硝化作用的同时，增强反硝化作用。主要手段有:在CRI系统中采取添加特殊填料、改进组合方式、添加碳源、设饱水层增加厌氧段、优化C/N比和湿干比等手段，以期增强反硝化提高脱氮效果。主要是从改善反硝化菌生存条件、增强其微生物活性等方面提高CRI系统硝化脱氮的性能。但也增加的系统的复杂性、大大提高了工艺控制难度和能耗，且部分脱氮工艺效果不理想。

针对CRI系统中氨氮去除率较高，而TN去除率较低的问题，许多学者专家进行了CRI系统改进实验，比如：在CRI系统中后置反硝化阶段添加缓释碳源(赵福祥等)；采用循环砂滤，添加二外碳源(CHristopherson·S.H)；选择适当的分段进水位置及进水比例提高CRI系统对氮的去除率等。

除添加额外碳源之外，分段进水或串联对总氮的去除效果都不甚明显，且曾大了操作难度以及资金投入，至今仍没有得到广泛推广的方式方法。

技术实现要素：

针对传统CRI系统氨氮去除率很高，总氮去除率很低的问题，本发明了一种基于前置反硝化型A/O两段式人工快速渗滤系统，利用原废水中的碳源加强系统A段反硝化作用达到提高CRI总氮去除率的目的。

具体的技术方案为：

基于前置反硝化型A/O两段式人工快速渗滤系统，包括A段渗滤系统和O段渗滤系统；A段渗滤系统的进水口与污水池连接，出水口与储水池连接；O段渗滤系统的进水口分别与储水池、消化液储水池连接，出水口与消化液储水池连接；O段渗滤系统还有排水口；消化液储水池的出水口与污水池连接。

所述的A段渗滤系统和O段渗滤系统，分别包括外管，外管底部密封，外管内底部分别有承托层，承托层上方为渗滤层；所述的承托层由鹅暖石组成；A段渗滤系统的渗滤层，按照质量比，由95％的河沙与5％的沸石砂组成；O段渗滤系统的渗滤层，按照质量比，由90％的河沙、5％的沸石砂和5％的大理石砂均匀混合而成。

基于前置反硝化型A/O两段式人工快速渗滤系统的运行方法：

A段渗滤系统：硝化液储水池中的硝化液回流到污水池中与原废水以体积3:4混合均匀，通过蠕动泵以每6小时进水35cm³/cm²的速度进入A段渗滤系统中，进行反硝化反应，同时将A段渗滤系统的出水口抬高到渗滤层，以保证缺氧环境；

O段渗滤系统：一天投配4次废水，每6h投配一次，每次布水35min，水力负荷为1.4m/d；每次布水2h后，将硝化液储水池中的硝化液投入O段渗滤系统中，每次布水5min；每次布水时，首先打开出水口20min；然后关闭出水口，打开排水口；2h后，投配硝化液时，关闭排水口，打开出水口。

本发明提供的基于前置反硝化型A/O两段式人工快速渗滤系统及其污水处理方法，降低成本，通过利用原废水的碳源达到强化反硝化效果的目的，总氮去除率大大提高，利用本发明方法，总氮去除率可从30％左右提高到75％左右。

附图说明

图1是CRI系统去氨氮流程图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图2所示，基于前置反硝化型A/O两段式人工快速渗滤系统，包括A段渗滤系统2和O段渗滤系统4；A段渗滤系统2的进水口与污水池1连接，出水口与储水池3连接；O段渗滤系统4的进水口分别与储水池3、消化液储水池5连接，出水口与消化液储水池5连接；O段渗滤系统4还有排水口41；消化液储水池5的出水口与污水池1连接。

所述的A段渗滤系统2和O段渗滤系统4，分别包括外管，外管底部密封，外管内底部分别有承托层，承托层上方为渗滤层；所述的承托层由鹅暖石组成；A段渗滤系统2的渗滤层，按照质量比，由95％的河沙与5％的沸石砂组成；O段渗滤系统4的渗滤层，按照质量比，由90％的河沙、5％的沸石砂和5％的大理石砂均匀混合而成。

基于前置反硝化型A/O两段式人工快速渗滤系统的污水处理方法：

为了预防滤池中滤料出现板结现象，系统每运行2天对系统的滤料进行翻动。

A段渗滤系统2：硝化液储水池5中的硝化液回流回污水池1中与原废水3:4混合均匀,即回流比为3:4，通过蠕动泵以每6小时进水35cm³/cm²滤透率的速度进入A段渗滤系统2中，每次进入A段渗滤系统2的原废水由20cm³/cm²的硝化液和15cm³/cm²均匀混合而成，进行反硝化，同时将A段渗滤系统2的出水口抬高到渗滤层以上，以保证缺氧环境。

O段渗滤系统4：一天投配4次废水，每6h投配一次，每次布水35min，水力负荷为1.4m/d。每次布水2h后，将硝化液储水池5中的硝化液投入O段渗滤系统4中，每次布水5min。O段渗滤系统4有两个出水口，每次布水时，首先打开出水口，出水口与硝化液储水池5连接，20min。然后关闭出水口，打开排水口41。2h后，投配硝化液时，关闭排水口41，打开出水口。硝化液约15cm³/cm2，处理后废水约20cm³/cm²。出水口、排水口41开关及污水投配时间都由时控开关自动控制。

整个工艺流程见图3所示，回流硝化液与原废水混合进入A段渗滤系统2，A段渗滤系统2内的反硝化细菌利用原废水中的碳源将回流硝化液中的硝态氮反硝化为N₂，接着废水进入O段渗滤系统4，原废水中的氨氮被吸附，同时将O段渗滤系统4上一次落干期间转化的硝态氮淋洗出来，由于硝态氮在水中的溶解度大，所以最先进入O段渗滤系统4的15cm³/cm²左右的废水就将其绝大部分硝态氮淋洗出来储存在硝化液储水池5内再回流回A段渗滤系统2，为其提供足够的硝态氮。剩下通过O段渗滤系统4的废水就排出系统。同时，每次布水2h后，硝化液储水池5中的硝化液投入O段渗滤系统4中，每次布水5min。目的在于加强O段渗滤系统4空气流通，加强其复氧效果，增强其硝化细菌及其他好氧微生物活性。