一种人工快渗污水处理系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种人工快渗污水处理系统，它由复氧系统和出水收集系统构成，复氧系统从下往上依次由底板、承托层、复氧层下部填料、复氧层、复氧层上部填料和竖向通气管组成，竖向通气管上端与大气相通，下端与复氧层连通，复氧系统通过排水收集管与出水收集系统相连，排水收集管上设有若干进水孔，排水收集管水平布置于复氧层下部填料底部。本系统除利用人工快渗技术的设备简单、操作管理方便、能耗低、费用少等传统优点外，充分利用自然通风和淹没出流原理，合理构建“通风复氧层－水下厌氧层”，从而加强硝化－反硝化作用，复氧效果好，提高生物脱氮效果；并通过多组人工快渗单元并联运行，达到连续进出水的目的。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于市政与环保工程领域，具体涉及一种改良型人工快渗污水处理系 统，本系统特别适用于好氧-厌氧无能耗低成本的污水处理或微污染水体修复。
技术介绍
人工快渗处理系统作为一种污水土地处理技术，其突出特点是设备简单，操作管 理方便，能耗低，费用仅为常规二级生物处理的1/2 1/10，而且净化效果较好，可作为传 统生物处理的替代工艺。传统的人工快渗处理系统自诞生以来，一直存在许多不足之处①氨氮去除效果 欠佳该系统去除氨氮的主要机理是通过好氧硝化-缺氧反硝化作用，由于土壤中去除氨 氮是一个较为复杂的过程，并且供氧量有限，很难协调好氧与厌氧环境之间的相互转换，因 此该系统对氨氮的去除率较低，且出水氨氮较难达标。②水力负荷低人工快渗系统对污染 物的去除效果十分有限，一般而言为达到较好的处理效果，应保持较低的水力负荷，这就限 制了该工艺的广泛应用。③系统间歇式运行人工快渗通过控制水力负荷周期和湿干比来 调节系统的处理效果，湿干比的运行方式虽然可以防止由于有机物生长和悬浮物沉积所造 成的土壤表层孔隙过度堵塞，并能对系统进行一定复氧，使系统内部潜层剖面上交替形成 氧化还原环境，有利于有机污染物的降解去除；但为获得最佳脱氮效果，则需要足够长的干 化时间，从而造成整个系统不能连续运行，只能间歇式处理污水。针对该系统的上述不足，公开号为CN201161953的中国专利在好氧层与厌氧层之 间构建多孔填料复氧层，氧气通过竖向通风管道连接水平多孔通气管进入复氧层内部，从 而加强好氧硝化作用。但该专利存在以下几点缺陷①以水平通气管为主体的复氧层具有 较低的氧气传质效率，管道的服务面积又十分有限，复氧效果欠佳；②复氧层结构的构建虽 然提高了填料中的氧含量，但这也削弱了缺氧反硝化作用，导致反硝化效果不理想；③该系 统未采用湿干比的运行方式，有机物生长和悬浮物沉积容易引起土壤表层孔隙堵塞，从而 降低系统的渗透性能，造成污水处理效果不佳。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本技术的目的是提供一种复氧效果好、低成 本、提高氨氮去除效果、连续处理进水的人工快渗污水处理系统。实现本技术目的的技术方案为—种人工快渗污水处理系统，它由复氧系统和出水收集系统构成，所述复氧系统 从下往上依次由底板、承托层、复氧层下部填料、复氧层、复氧层上部填料和竖向通气管组 成，竖向通气管上端与大气相通，下端与复氧层连通，复氧系统通过排水收集管与出水收集 系统相连，排水收集管上设有若干进水孔，排水收集管水平布置于复氧层下部填料底部。所述竖向通气管表面按螺旋方式分布有小孔，小孔直径Φ 5 10mm，竖向通气管 布置密度为0. 5 1根/m2，顶端高于复氧层上部填料表面0. 35 0. 50m。所述复氧层由水平的渗排水塑料片材构成并在水平方向上布满整个人工快渗系 统，构成复氧层的塑料片材呈立体网状结构，复氧层四周包裹渗水土工布。复氧层层高为100 150mm ；复氧层上部填料高度为0. 5 0. 8m ；复氧层下部填料 高度为0. 7 1. Om0所述出水收集系统按出水顺序依次由出水井、出水堰和出水孔组成，出水堰位于 出水井上端，所述排水收集管出水端穿过复氧系统壁后与出水井连通。出水井高0.7 1. Om,出水堰由高度可调的金属挡板构成，出水堰高度为0. 5 0. 9m。本系统除利用人工快渗技术的设备简单、操作管理方便、能耗低、费用少等传统优 点外，充分利用自然通风和淹没出流原理，合理构建“通风复氧层-水下厌氧层”，从而加强 硝化-反硝化作用，提高生物脱氮效果；并通过多组人工快渗单元并联运行，达到连续进出 水的目的。相比现有技术，本技术具有以下优点(1)该改进系统具有无能耗、复氧效果好的优点。以竖向通风管和渗排水塑料片材 构建复氧系统，将塑料片材填充在人工快渗系统的整个水平断面上，利用塑料片材间广泛 分布的空隙显著提高氧气的传质效率、扩大复氧面积，具有传统通风管无法比拟的复氧效^ ο(2)投资少、管理运行方便。该系统的附加投资仅限于竖向通风管和渗排水塑料片 材，其价格较为低廉，满足国内绝大多数地区的实际财力要求，值得广泛推广运用。该系统 在运行过程中也无需较高的管理水平，具有较为稳定的运行状态，是一项管理运行方便的 技术。(3)合理构建好氧_厌氧环境，提高去污效果。本改进系统采用高度可调的堰板 控制出水水位，水位线以下填料区为淹水段处于厌氧环境，即通过出水堰板高度调节厌氧 区范围，解决了传统人工快渗系统采用底部出流造成厌氧区较窄、反硝化效果欠佳的问题。 此外，通过合理调节厌氧区范围，构建“通风复氧层_水下厌氧层”的组合环境，从而加强硝 化-反硝化作用，提高氨氮去除效果，去除污染物效果达到最优。(4)连续处理进水。以该改进系统为单位，通过构建多组处理单元，对连续进水采 用分单元配水、分单元闲置的周期运行方式，能对连续进水进行非间断处理，避免了传统人 工快渗系统因干化时间而进行间歇处理进水的弊端，扩大了该系统的运用范围。附图说明图1-本技术结构示意图；图2-图1的A-A剖面图；图3-图1的出水堰大样图。其中，1-布水管，2-竖向通气管，3-复氧层上部填料，4-复氧层，5-复氧层下部填 料，6-承托层，7-底板，8-排水收集管，9-穿墙口，10-出水井，11-出水堰，12-出水口。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步说明。本技术人工快渗污水处理系统由无能耗复氧系统及出水水位可调的出水收 集系统构成，见图1和图2。所述复氧系统从下往上依次由底板7、承托层6、复氧层下部填料5、复氧层4、复氧层上部填料3和竖向通气管2组成，竖向通气管2上端与大气相通，下端与复氧层4连通。 污水通过布水管1进入复氧系统，复氧系统再通过排水收集管8与出水收集系统相连(事 实上，排水收集管为出水收集系统的组成部分)，排水收集管8上设有若干进水孔，排水收 集管8水平布置于复氧层下部填料5底部，其具体结构参见图1。复氧层4由立体网状结构渗排水塑料片材、渗水土工布构成。立体网状结构渗排 水塑料片材采用具有耐腐蚀性、防渗、透气的聚乙烯复合材料制成，层高为100 150mm，该 层在水平方向上布满整个人工快渗系统，形成“过滤_排水_透气”体系；片材层四周包裹 渗水土工布，以防止周围填料进入片材层内引起堵塞。竖向通气管2采用DN50 DN150 UPVC管进行通风复氧，其表面按螺旋方式均布 有密集的Φ5 IOmm小孔，以达到充分复氧的效果，通气管采用密度为0. 5 1根/m2的 方式均勻配置，通气管顶端高于复氧层上部填料表面0. 35 0. 50m。空气沿竖向通气管进 入塑料片层，通过塑料片层中错落有致的空隙进入紧邻复氧层上下部分的填料。复氧层上部填料3高度控制在0. 5 0. 8m,由于可通过表面和复氧层同时对上 部填料层复氧，强化了复氧效果，可使其处于良好的好氧状态。复氧层下部填料5高度为0.7 1. 0m，通过淹没出流强化了系统内部形成良好的厌氧环境。参见图3，所述出水收集系统按出水顺序依次由排水收集管8、出水井10、出水堰 11、出水孔12组成，出水堰11位于出水井10上端。所述排水收集管8采用穿孔管形式，出 水端穿复氧系统壁上的穿墙口 9后与出水井1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人工快渗污水处理系统，它由复氧系统和出水收集系统构成，其特征在于：所述复氧系统从下往上依次由底板（７）、承托层（６）、复氧层下部填料（５）、复氧层（４）、复氧层上部填料（３）和竖向通气管（２）组成，竖向通气管（３）上端与大气相通，下端与复氧层（４）连通，复氧系统通过排水收集管（８）与出水收集系统相连，排水收集管上设有若干进水孔，排水收集管（８）水平布置于复氧层下部填料（５）底部。

【技术特征摘要】
一种人工快渗污水处理系统，它由复氧系统和出水收集系统构成，其特征在于所述复氧系统从下往上依次由底板(7)、承托层(6)、复氧层下部填料(5)、复氧层(4)、复氧层上部填料(3)和竖向通气管(2)组成，竖向通气管(3)上端与大气相通，下端与复氧层(4)连通，复氧系统通过排水收集管(8)与出水收集系统相连，排水收集管上设有若干进水孔，排水收集管(8)水平布置于复氧层下部填料(5)底部。2.根据权利要求1所述的人工快渗污水处理系统，其特征在于所述竖向通气管(2) 表面按螺旋方式分布有小孔，小孔直径Φ5 10mm，竖向通气管布置密度为0. 5 1根/m2， 顶端高于复氧层上部填料表面0. 35 0. 50m。3.根据权利要求1或2所述的人工快渗污水处理系统，其特征在于所述复氧层(4)由 水平的渗排水塑料片材构成并在水平...

【专利技术属性】
技术研发人员：方芳，李哲，王胜，陈猷鹏，王春燕，郭劲松，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：实用新型
国别省市：85[中国|重庆]