一种一体化多功能湿地处理系统技术方案

本实用新型专利技术属于污水处理领域，具体公开了一体化多功能湿地处理系统，包括用于输入待处理污水的进水管(1)、依次用于对待处理污水进行处理的预处理区(2)、集泥区(3)、好氧反应区(4)、异养反硝化区(6)、硫自养反硝化区(7)、过渡处理区(8)、TiO2负载陶粒消毒区(9)，用于输出处理水的出水管(10)，曝气管(5)用于向好氧反应区(4)和异养反硝化区(6)曝气。本实用新型专利技术通过对处理系统内关键组件的连接关系、各部件内在结构等进行改进，综合硫自养技术与波形潜流人工湿地技术，形成一体化消毒工艺，能够为污水处理提供一种成本较低、运行管理容易，集预处理+净化+脱氮+消毒+自动防堵塞于一体的处理系统。

【技术实现步骤摘要】
一种一体化多功能湿地处理系统
本技术属于污水处理领域(即，人工湿地污水处理领域)，更具体地，涉及一种一体化多功能湿地处理系统，该系统是集“预处理+净化+脱氮+消毒+自动防堵塞”于一体化的湿地处理系统，尤其适用于小型户使用。
技术介绍
湿地处理装置具有基建投资小、污染去除效果好、布置灵活和运行维护管理方便等优点，尤其适用于偏远农村污水治理。然而已有研究表明(U.SEPA)其在脱氮方面效果并不是很成功。传统生物脱氮系统主要利用异养反硝化菌群来实现生物脱氮，因此传统硝化反硝化脱氮系统就需要消耗一定量的碳源，而对于国内污水而言，其特性在于COD含量较小，属于低碳氮比污水。碳源不足成为制约脱氮效率提高的因素。若要维持脱氮效率，需要外加碳源。这样势必增加成本。而硫自养反硝化系统指的就是利用自养反硝化菌群中硫自养反硝化菌群(ThiobacillusdenitrificansandThiomicrospiradenitrificans)以CO2和HCO3-等无机碳作为碳源，将硫或硫的化合物氧化为硫酸盐的同时将硝酸盐还原为氮气的生物脱氮系统。目前，硫自养技术广泛应用于人工湿地中，但是仍然存在出水硫酸根超标及占地面积大、无消毒处理等问题，因此该技术仅投入使用于污染水体净化，在生活污水处理应用并较少。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术的目的在于提供一体化多功能湿地处理系统，其中通过对其关键功能区域的连接关系、各功能区的内在结构等进行改进，综合硫自养技术与波形潜流人工湿地技术，并对系统相应运行方式等进行改进，形成一体化消毒工艺，与现有技术相比能够为生活污水处理提供一种成本较低、运行管理容易、“预处理+净化+脱氮+消毒+自动防堵塞”一体化的处理系统；本技术还通过对传统人工湿地填料的类型、级配及对应运行方式等进行优选改进，可以在污水处理后期，利用硫自养反硝化反应保证去除效率同时降低处理成本，进一步实现“预处理+净化+脱氮+消毒+自动防堵塞”一体化处理，为小户型生活污水处理提供了一种高效经济的处理系统。为实现上述目的，按照本技术，提供了一种一体化多功能湿地处理系统，其特征在于，包括进水管(1)、预处理区(2)、集泥区(3)、好氧反应区(4)、曝气管(5)、异养反硝化区(6)、硫自养反硝化区(7)、过渡处理区(8)、TiO2负载陶粒消毒区(9)、以及出水管(10)；所述进水管(1)用于向该一体化多功能湿地处理系统中通入待处理的污水，该待处理的污水随后依次流经所述预处理区(2)、所述集泥区(3)、所述好氧反应区(4)、所述异养反硝化区(6)、所述硫自养反硝化区(7)、所述过渡处理区(8)、以及所述TiO2负载陶粒消毒区(9)进行污水处理得到处理水，所述出水管(10)则用于将该处理水排出该一体化多功能湿地处理系统；所述曝气管(5)用于向所述好氧反应区(4)和所述异养反硝化区(6)曝气。作为本技术的进一步优选，该一体化多功能湿地处理系统整体由PVC板制成，内部由一块底部封闭的隔板和两块底部非封闭的隔板分成四个区域，所述底部封闭的隔板位于两块底部非封闭的隔板之间，这四个区域中任意相邻的两个区域的水流方向相反；所述底部封闭的隔板其顶部高度均低于所述底部非封闭的隔板的顶部高度，以便于待处理污水以溢流方式流经该一体化多功能湿地处理系统。作为本技术的进一步优选，记所述四个区域分别为第一区域、第二区域、第三区域以及第四区域，所述待处理的污水依次流经这四个区域；所述预处理区(2)位于所述第一区域内；所述集泥区(3)覆盖底部非封闭隔板的非封闭底部，同时位于所述第一区域和所述第二区域内；所述好氧反应区(4)位于所述第二区域内；所述异养反硝化区(6)覆盖底部非封闭隔板的非封闭底部，同时位于所述第三区域和所述第四区域内；所述硫自养反硝化区(7)、所述过渡处理区(8)和所述TiO2负载陶粒消毒区(9)均位于所述第四区域内。作为本技术的进一步优选，所述第二区域还用于直接通入清洁水，利用该清洁水的重力，实现反向冲洗，清洗所述好氧反应区(4)和所述集泥区(3)。作为本技术的进一步优选，所述预处理区(2)包括网格格栅篮(2.1)和悬挂设置于该网格格栅篮(2.1)的正下方的接触填料(2.2)，所述网格格栅篮(2.1)的底部开设有小孔，该网格格栅篮(2.1)位于所述进水管(1)的出水口的正下方。作为本技术的进一步优选，所述集泥区(3)设置有锥形沉泥斗，用于收集污泥和污物，该锥形沉泥斗的锥形面与竖直方向的夹角为55°～60°；该集泥区(3)还设置有排泥管(3.1)和带孔隔板(3.2)，所述排泥管(3.1)用于排出所述锥形沉泥斗收集的污泥和污物，所述带孔隔板(3.2)则用于分离所述集泥区(3)和所述好氧反应区(4)，阻止该好氧反应区(4)中的工作物质迁移到所述集泥区(3)，并阻止待处理污水中粒径大小超过该带孔隔板(3.2)孔径的杂质通过该带孔隔板(3.2)。作为本技术的进一步优选，所述好氧反应区(4)中的填料包括粒径为30mm～50mm的碎石、以及粒径为1～2mm的石英砂，级配粒径由下而上减小，该好氧反应区(4)的填料上附着有好氧微生物，用于利用待处理污水中的溶解氧氧化分解以及氨化硝化，去除待处理污水中的有机物；所述异养反硝化区(6)通过曝气量控制该区域溶解氧含量，该异养反硝化区(6)中的填料包括粒径为30mm～50mm的碎石、以及粒径为1～2mm的石英砂，竖直方向上的级配粒径由下而上减小，这些填料上附着有异养细菌，所述异养细菌用于利用待处理污水中的有机碳源完成脱氮过程。作为本技术的进一步优选，所述硫自养反硝化区(7)中硫磺与石灰石采用体积比1:1填充，所述硫磺的颗粒粒径为2～3mm，所述石灰石的粒径20～50mm，该硫自养反硝化区(7)的位置位于待处理污水在该一体化多功能湿地处理系统内的流经总长度的70％处之后，该硫自养反硝化区(7)中的填料附着有硫自养菌，该硫自养菌用于利用前方待处理污水流经区域反应产生的硝酸根以及待处理污水中溶解的二氧化碳及碳酸根进行反硝化反应，实现氮的去除；同时该硫自养反硝化区(7)还用于对待处理污水进行除磷作用。作为本技术的进一步优选，所述过渡处理区(8)用于去除待处理污水中的硫酸根；所述TiO2负载陶粒消毒区(9)用于在太阳光光照下发生光催化反应，以进一步地氧化分解待处理污水中有机物，并且实现消毒和除藻。作为本技术的进一步优选，所述进水管(1)和所述出水管(10)均为PVC管，它们的公称直径为20mm～60mm；所述曝气管(5)采用穿孔曝气管，向下交错45度开孔，孔径为2～3mm，该曝气管(5)为PVC管。通过本专利所构思的以上技术方案，设置好氧反应区、异养反硝化区、硫自养反硝化区、过渡处理区、TiO2负载陶粒消毒区作为主要反应区，并对这些功能区域的内在结构相应进行控制，对应形成了一种管理方便，脱氨效率高，运行成本低的新型基于硫自养技术的人工湿地处理系统，本专利适用于小户型生活污水净化和消毒及自动防堵塞一体化处理，为废水回用提供了一条新思路。该一体化多功能湿地处理系统中，预处理区为系统前段，水流方向呈下向流，经过网格格栅篮截留漂浮物及水中石块，之后通过接触填料，去本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体化多功能湿地处理系统，其特征在于，包括进水管(1)、预处理区(2)、集泥区(3)、好氧反应区(4)、曝气管(5)、异养反硝化区(6)、硫自养反硝化区(7)、过渡处理区(8)、TiO2负载陶粒消毒区(9)、以及出水管(10)；所述进水管(1)用于向该一体化多功能湿地处理系统中通入待处理的污水，该待处理的污水随后依次流经所述预处理区(2)、所述集泥区(3)、所述好氧反应区(4)、所述异养反硝化区(6)、所述硫自养反硝化区(7)、所述过渡处理区(8)、以及所述TiO2负载陶粒消毒区(9)进行污水处理得到处理水，所述出水管(10)则用于将该处理水排出该一体化多功能湿地处理系统；所述曝气管(5)用于向所述好氧反应区(4)和所述异养反硝化区(6)曝气。

【技术特征摘要】
1.一种一体化多功能湿地处理系统，其特征在于，包括进水管(1)、预处理区(2)、集泥区(3)、好氧反应区(4)、曝气管(5)、异养反硝化区(6)、硫自养反硝化区(7)、过渡处理区(8)、TiO2负载陶粒消毒区(9)、以及出水管(10)；所述进水管(1)用于向该一体化多功能湿地处理系统中通入待处理的污水，该待处理的污水随后依次流经所述预处理区(2)、所述集泥区(3)、所述好氧反应区(4)、所述异养反硝化区(6)、所述硫自养反硝化区(7)、所述过渡处理区(8)、以及所述TiO2负载陶粒消毒区(9)进行污水处理得到处理水，所述出水管(10)则用于将该处理水排出该一体化多功能湿地处理系统；所述曝气管(5)用于向所述好氧反应区(4)和所述异养反硝化区(6)曝气。2.如权利要求1所述一体化多功能湿地处理系统，其特征在于，该一体化多功能湿地处理系统整体由PVC板制成，内部由一块底部封闭的隔板和两块底部非封闭的隔板分成四个区域，所述底部封闭的隔板位于两块底部非封闭的隔板之间，这四个区域中任意相邻的两个区域的水流方向相反；所述底部封闭的隔板其顶部高度均低于所述底部非封闭的隔板的顶部高度，以便于待处理污水以溢流方式流经该一体化多功能湿地处理系统。3.如权利要求2所述一体化多功能湿地处理系统，其特征在于，记所述四个区域分别为第一区域、第二区域、第三区域以及第四区域，所述待处理的污水依次流经这四个区域；所述预处理区(2)位于所述第一区域内；所述集泥区(3)覆盖底部非封闭隔板的非封闭底部，同时位于所述第一区域和所述第二区域内；所述好氧反应区(4)位于所述第二区域内；所述异养反硝化区(6)覆盖底部非封闭隔板的非封闭底部，同时位于所述第三区域和所述第四区域内；所述硫自养反硝化区(7)、所述过渡处理区(8)和所述TiO2负载陶粒消毒区(9)均位于所述第四区域内。4.如权利要求3所述一体化多功能湿地处理系统，其特征在于，所述第二区域还用于直接通入清洁水，利用该清洁水的重力，实现反向冲洗，清洗所述好氧反应区(4)和所述集泥区(3)。5.如权利要求1所述一体化多功能湿地处理系统，其特征在于，所述预处理区(2)包括网格格栅篮(2.1)和悬挂设置于该网格格栅篮(2.1)的正下方的接触填料(2.2)，所述网格格栅篮(2.1)的底部开设有小孔，该网格格栅篮(2.1)位于所述进水管(1)的出水口的正下方。6.如权利要求1所述一体化...

【专利技术属性】
技术研发人员：任拥政，刘慧敏，何启帆，王江坤，聂慧，林犇，汤毅，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42