一种强化反硝化的生物催化填料地下渗滤系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于分散式污水处理领域，公开了一种强化反硝化的生物催化填料地下渗 滤系统。由好氧系统、厌氧系统、进水系统、出水系统W及微曝气系统组成。上部为好氧系 统，自上而下依次为碱石层、初滤层、复合±层a、沸石层。下部厌氧系统为复合水力流态，按 照水流方向分成=个模块，分别为生物催化填料、复合±层6、碱石层。本发明通过相对独立 的厌氧系统和生物催化填料强化了反硝化阶段，提高了系统对总氮的去除能力，不需外加 碳源和分层进水，具有结构简单，处理能力强，不易堵塞，建设运行成本低，无蚊蛹臭味等优 点。 技术背景
[0002] 我国城镇污水集中处理技术趋于成熟，污水处理率可达80%W上，该有赖于费用 高昂的排水管网建设。而位于较偏远的城镇郊区、农村、风景旅游区、高速公路服务区等排 水管网覆盖不到的地区，其生活污水的排放成为水环境污染的重要因素。污水处理厂常用 的生物处理技术如aVo、氧化沟等工艺，往往投资大、耗能高，需专人维护管理，不适用于小 规模、分散式的污水处理。
[0003] 地下渗滤系统是一种适用于分散式污水处理的生态工程技术，污水在±壤-微生 物的共同作用下，通过物理吸附、化学沉淀、微生物降解等过程得到净化。地下渗滤技术具 有基建和运行费用低，几乎不需维护的优点，且整个系统埋在地下，无蚊蛹臭味，不影响地 面的使用功能，±层的保温作用使得系统在冬季也能稳定运行。但是由于传统的地下渗滤 技术多采用和砂为主的填料层，存在处理负荷低、TN去除率低、易堵塞的问题。
[0004][0005] 总之，目前虽然地下渗滤技术尽管采取强制曝气和分阶段进水等措施提高了系统 的处理负荷，但对总氮去除效率依然难W提高，主要因为反硝化作用受到抑制，大概有W下 几个方面的原因；（1)碳源不足；（2)缺乏厌氧环境；（3)反硝化菌数量不足。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是地下渗滤技术对总氮去除率难W提高，本发明通过对 填料进行改进，研发出一种生物催化填料，填料不仅含有大量反硝化菌群，并且能不断释放 反硝化所需碳源，同时还能催化反硝化反应的进行，提高处理负荷，防堵塞，降低能耗。本发 明通过对地下渗滤系统的改进，使好氧系统和厌氧系统相对独立，保证了反硝化所需的厌 氧环境。
[0007] 本发明的技术方案是：一种强化反硝化的生物催化填料地下渗滤系统，所述生物 催化填料地下渗滤系统由好氧系统、厌氧系统、进水系统、出水系统W及微曝气系统组成， 生物催化填料地下渗滤系统的上部为好氧系统，下部为厌氧系统，好氧系统上设有覆盖层， 好氧系统自上而下依次为碱石层a、初滤层、复合±层a、沸石层，厌氧系统自进水端至排水 端水平方向依次为生物催化填料层、复合±层b、碱石层b，进水系统由均匀设置在碱石层a 的穿孔管组成，出水系统设在碱石层b的上部，微曝气系统12设在沸石层中。
[000引所述好氧系统和厌氧系统通过不透水层分隔开，使好氧系统与厌氧系统相对独 立，保证反硝化所需的厌氧环境。
[0009] 所述碱石层a由粒径为5-20mm碱石组成，碱石层a的厚度为10-15畑1，所述进水系 统由均匀布设在碱石层穿孔管；所述初滤层由粒径为0. 5-2mm粗砂组成，初滤层的厚度为 l〇-15cm。
[0010] 所述复合±层a由炉渣和原位±按体积比1:1混合而成，复合±层a的厚度为 30-50cm〇
[0011] 所述沸石层由粒径为5-15mm的沸石组成。
[0012] 所述厌氧系统在竖直方向上的厚度为20-40畑1，厌氧系统中水平方向的宽度，生物 催化填料层的宽度为0. 5-5m、复合±层b的宽度为0. 5-5m、碱石层b的宽度为0. 2-0. 5m。
[0013] 所述生物催化填料层由活性污泥、鸡粪、枯杆或稻壳、炉渣、铁屑与原位±混合制 成，体积分数为：活性污泥1-3%、人畜粪便1-3%、稻壳1-10%、炉渣20-40%、铁屑0. 5-3%、余 量为原位±。
[0014] 所述生物催化填料层中的水流流入复合±层b，复合±层b中水流流入碱石层b。
[0015] 所述生物催化填料地下渗滤系统干湿交替运行，干湿比为6:1-2:1，每天进水3-6 次，每次进水0. 5-比后，启动微曝气系统0. 5-化。
[0016] 所述生物催化填料地下渗滤系统的厚度为20-40畑1。
[0017] 本发明的有益效果是： (1) 本发明开发了一种新型的生物催化填料，集微生物菌剂、缓释碳源、催化反硝化、除 磯等多种功能为一体，大大强化了系统的脱氮除磯能力； (2) 本发明设置了不透水层，使好氧系统与厌氧系统相对独立。可避免好氧系统微曝气 时，破坏反硝化所需的厌氧环境，从而保证了系统对总氮优良的去除效果； (3) 本发明采用复合水力流态设计，延长了污水与填料的接触时间，减小了地下渗滤系 统的深度，结构更简单，施工更方便； (4) 本发明采用微曝气系统，用最小的能耗最大限度地提高了系统的处理负荷，防止了 填料堵塞； (5) 本发明采用沸石作为承托层，既可W吸附污水中的氨氮，并且沸石粗趟多孔的表面 又可W对来自曝气管的空气进行多次切割，起到均匀布气，提高传质效率的作用； (6) 采用自动控制系统，运行管理简单，无需专人维护。
[001引取郑州某小区生活污水，水质如下：
【主权项】
1. 一种强化反硝化的生物催化填料地下渗滤系统，其特征在于：所述生物催化填料地 下渗滤系统由好氧系统、厌氧系统、进水系统、出水系统以及微曝气系统组成，生物催化填 料地下渗滤系统的上部为好氧系统，下部为厌氧系统，好氧系统上设有覆盖层，好氧系统自 上而下依次为砾石层a、初滤层、复合土层a、沸石层，厌氧系统自进水端至排水端水平方向 依次为生物催化填料层、复合土层b、砾石层b，进水系统由均匀设置在砾石层a的穿孔管组 成，出水系统设在砾石层b的上部，微曝气系统12设在沸石层中。
2. 根据权利要求1所述的强化反硝化的生物催化填料地下渗滤系统，其特征在于：所 述好氧系统和厌氧系统通过不透水层分隔开。
3. 根据权利要求1所述的强化反硝化的生物催化填料地下渗滤系统，其特征在于：所 述石乐石层a由粒径为5-20mm烁石组成，烁石层a的厚度为l〇-15cm，所述进水系统由均勾布 设在砾石层穿孔管；所述初滤层由粒径为〇. 5-2_粗砂组成，初滤层的厚度为10-15cm。
4. 根据权利要求1所述的强化反硝化的生物催化填料地下渗滤系统，其特征在于：所 述复合土层a由炉澄和原位土按体积比1:1混合而成，复合土层a的厚度为30-50cm。
5. 根据权利要求1所述的强化反硝化的生物催化填料地下渗滤系统，其特征在于：所 述沸石层由粒径为5-15mm的沸石组成。
6. 根据权利要求1所述的强化反硝化的生物催化填料地下渗滤系统，其特征在于：所 述厌氧系统在竖直方向上的厚度为20-40cm，厌氧系统中水平方向的宽度，生物催化填料层 的宽度为〇. 5-5m、复合土层b的宽度为0. 5-5m、烁石层b的宽度为0. 2-0. 5m。
7. 根据权利要求1所述的强化反硝化的生物催化填料地下渗滤系统，其特征在于：所 述生物催化填料层由活性污泥、鸡粪、秸杆或稻壳、炉渣、铁肩与原位土混合制成，体积分数 为：活性污泥1-3%、人畜粪便1-3%、稻壳1-10%、炉渣20-40%、铁肩0. 5-3%、余量为原位土。
8. 根据权利要求1所述的强化反硝化的生物催化填料地下渗滤系统，其特征在于：所 述生物催化填料层中的水流流入复合土层b，复合土层b中水流流入砾石层b。
9. 根据权利要求1所述的强化反硝化的生物催化填料地下渗滤系统，其特征在于：所 述生物催化填料地下渗滤系统干湿交替运行，干湿比为6:1-2:1，每天进水3-6次，每次进 水0. 5-lh后，启动微曝气系统0. 5-2h。
10. 根据权利要求1所述的强化反硝化的生物催化填料地下渗滤系统，其特征在于：所 述生物催化填料地下渗滤系统的厚度为20-40cm。
【专利摘要】本发明公开了一种强化反硝化的生物催化填料地下渗滤系统，所述生物催化填料地下渗滤系统由好氧系统、厌氧系统、进水系统、出水系统以及微曝气系统组成，生物催化填料地下渗滤系统的上部为好氧系统，下部为厌氧系统，好氧系统上设有覆盖层，好氧系统自上而下依次为砾石层a、初滤层、复合土层a、沸石层。本发明开发了一种新型的生物催化填料，集微生物菌剂、缓释碳源、催化反硝化、除磷等多种功能为一体，大大强化了系统的脱氮除磷能力；本发明设置了不透水层，使好氧系统与厌氧系统相对独立。可避免好氧系统微曝气时，破坏反硝化所需的厌氧环境，从而保证了系统对总氮优良的去除效果。
【IPC分类】C02F3-30
【公开号】CN104828946
【申请号】CN201510258381
【发明人】王敏, 陈忠平, 陆晓琴, 乐金朝
【申请人】郑州大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月20日