强化反硝化的生物催化填料地下渗滤系统技术方案

本实用新型专利技术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。本实用新型专利技术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；本实用新型专利技术设置了不透水层，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。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于分散式污水处理领域，具体涉及到一种强化反硝化的生物催化填 料地下渗滤系统。 技术背景 我国城镇污水集中处理技术趋于成熟，污水处理率可达80%以上，这有赖于费用 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A2/0、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。 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，污水在土壤-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，无蚊蝇臭味，不影响地 面的使用功能，土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 技术多采用以土和砂为主的填料层，存在处理负荷低、TN去除率低、易堵塞的问题。 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以提高，主要因为反硝化作用受到抑制，大概有以下 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。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是地下渗滤技术对总氮去除率难以提高，本实用新 型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。本技术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。 本技术的技术方案是：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。 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。 所述烁石层a由粒径为5_20mm烁石组成，烁石层a的厚度为10_15cm，所述进水系 统由均匀布设在砾石层穿孔管；所述初滤层由粒径为0. 5-2_粗砂组成，初滤层的厚度为 10_15cm〇 所述复合土层a由炉渣和原位土按体积比1:1混合而成，复合土层a的厚度为 30-50cm〇 所述沸石层由粒径为5-15mm的沸石组成。 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。 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。 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。 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，每次进水〇. 5-lh后，启动微曝气系统0. 5_2h。 所述生物催化填料地下渗滤系统的厚度为20-40cm。 本技术的有益效果是： (1)本技术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； (2)本技术设置了不透水层，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)本技术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)本技术采用微曝气系统，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)本技术采用沸石作为承托层，既可以吸附污水中的氨氮，并且沸石粗糙 多孔的表面又可以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。 取郑州某小区生活污水，水质如下： 出水优于《城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002》一级A类排放标准。【附图说明】图1是本技术一种强化反硝化的生物催化填料地下渗滤系统的结构示意图。【具体实施方式】 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10、出 水系统11以及微曝气系统12组成，好氧系统和厌氧系统通过不透水层9分隔开。上部为 好氧系统，填料自上而下依次为烁石层a2、初滤层3、复合土层a4、沸石层5,下部为厌氧 系统，按照水流方向分成三个模块，填料自进水端至排水端水平方向依次为生物催化填料 层6、复合土层b7、砾石层b8,好氧系统之上为覆盖层1，覆盖层为原位土壤层或水泥硬化 层，地面可作为绿化、公园或其他用途，防止重物碾压即可。地下渗滤系统两侧及底部进行 防渗处理。进水系统由均匀设置在砾石层a的穿孔管组成 原污水经过格栅进入调节沉淀池，去除大颗粒的悬浮污染物，然后通过潜污栗定 时抽送污水进入生物催化填料强化反硝化的地下渗滤系统。 原污水首先进入好氧系统，通过设在砾石层a中的穿孔布水管进行均匀布水，经 过砾石层a的散水作用再次均匀分布，向下由初滤层截留污水中的悬浮颗粒物，经过复合 土层a，在好氧微生物作用下，进行有机物的吸附降解，有机氮在氨化作用下变成氨氮，和污 水中的氨氮一起在好氧硝化作用下变成硝态氮/亚硝态氮，在沸石层还可以对未处理氨氮 进行进一步的吸附硝化。然后污水向下进入厌氧系统反硝化区，在生物催化填料作用下，富 含硝态氮的污水在此进行反硝化，并且同步除磷，进一步完成对有机物的降解，再通过复合 土层b进行精细过滤，最后由烁石层b中的穿孔集水管排出，出水优于GB18918-2002 -级 A类排放标准。 该系统干湿交替运行，干湿比为6:1至2: 1，每天进水3-6次，每次进水0. 5-lh后， 启动微曝气系统〇. 5-2h，通过小功率的鼓风机输送空气至沸石层中的穿孔曝气管，对系统 进行微供氧。穿孔曝气管周围的多孔沸石及复合土层a可将空气切割成小气泡，增大了气、 水、固之间的传质效率，使微生物充分利用氧气降解污染物。微曝气系统不仅为微生物降解 污染物提供了充足的氧气，改善曝气管以上当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，微曝气系统设在沸石层中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，陈忠平，陆晓琴，乐金朝，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：新型
国别省市：河南;41