[发明专利]垂直流生物滴滤-水平流多介质土壤渗滤污水处理系统

说明书

技术领域

本发明属于生活污水分散式处理领域，具体涉及到一种硝化、反硝化两相分段的污水处理系统。

背景技术

集中式污水处理中，在处理水部分回用的情况下，污水在城市管网中至少进行了三次输送，这种处理方式伴随着巨大的能量消耗，尤其对于居住比较分散的中小城市(镇)、广大农村及偏远地区而言，并不是一种经济适用的污水处理方式。目前国内外科学家都积极倡导污水分散式处理思想，即就地处理、就地回用，实现水平衡和水循环。污水的分散式处理理念已经越来越受到人们的重视。

作为一种比较理想的分散式污水处理系统——多介质土壤渗滤系统(multi soil layering treatment,MSL)是日本学者在20世纪90年代首次提出的。该系统将土壤渗滤系统分为混合模块层(soil mixture blocks,SMB)、渗滤层(permeable layers,PL)，其土壤模块呈砖块式交错堆叠，SMB层和PL层轮流交替排列，其内能形成多个好氧、厌氧环境促进污染物去除。系统中，进水通过毛细管作用能均匀渗滤到系统的PL层及SMB层，相对于传统土地处理系统，不仅可保持较大的水力负荷，还明显改善了的堵塞问题，处理效果明显。

已有的研究表明：在长期运行的情况下，MSL系统能持续保持对生活污水中BOD₅和总磷的高效去除。然而总氮(total nitrogen,TN)的去除则明显受到进水水质、通风情况及温度等的影响。尤其在有人工通风的情况下，TN去除率有较大下降，这主要是由于系统中硝酸盐氮的反硝化过程在好氧条件下受到抑制。另外，有学者提出由于系统水力停留时间不足，也会影响系统硝化、反硝化反应，降低TN的去除率。由此可见，改善系统条件以促进反硝化反应是提高土壤渗滤系统TN去除率的关键。

发明内容

针对传统MSL系统存在的问题，本专利发明人开发出一种新型的硝化、反硝化两相分段式污水处理系统——垂直流生物滴滤-水平流多介质土壤渗滤(MSL)污水处理系统，目的在于通过改善污水处理系统的反应条件以提高系统的处理效果，尤其是对TN的去除效果。首先，富含COD、氨氮的生活污水经过前段-垂直流生物滴滤系统，其中主要填充的是天然沸石，利用天然沸石的阳离子交换作用富集污水中的氨氮，并驯化出大量硝化菌群完成氨氮的高效硝化，同时保证该段出水COD不至于过低。从脱氮方面考虑，此段主要侧重于好氧硝化作用，由于系统采用间歇进水，有助于前段系统的复氧。随后，污水经过后段-水平流多介质土壤渗滤系统(MSL)，其中主要由混合模块层(SMB)、渗滤层(PL)组成，利用前段出水剩余COD及MSL系统混合模块中的天然有机物质作为反硝化碳源,完成COD和硝态氮的同步去除。从脱氮方面考虑，此段主要侧重于厌氧反硝化作用，由于后段系统采用水平流出水，延长水力停留时间；整个MSL系统处于淹没状态，改善了系统内厌氧环境，有利于后段系统的反硝化作用。本发明建造和运行成本低，能高效处理生活污水，尤其在总氮的去除效果上有所突破，适用于散户型和村镇小型生活污水的净化处理以及偏远地区污水的净化处理。

为达到上述技术效果，本发明具体技术方案如下：

垂直流生物滴滤-水平流多介质土壤渗滤(MSL)污水处理系统，包括前段-垂直流生物滴滤系统和位于前段-垂直流生物滴滤系统下方的后段-水平流多介质土壤渗滤系统(MSL)。所述前段-垂直流生物滴滤系统，包括大粒径天然沸石填料层、铺设在大粒径天然沸石填料层顶部的布水砾石层、铺设在大粒径天然沸石填料层底部的排水砾石层以及设置在排水砾石层下方的排水假底。所述后段-水平流多介质土壤渗滤系统(MSL)，包括后段进水池、进水布水格栅、进水布水砾石层、小粒径天然沸石渗滤层(PL)、土壤模块层(SMB)、密封土壤层、出水布水砾石层、出水布水格栅、后段出水池、后段出水池出水口。前段-垂直流生物滴滤系统与后段-水平流多介质土壤渗滤系统的进水池之间，垂直间隔为30～50cm。

作为优选，所述前段-垂直流生物滴滤系统中填充天然沸石，沸石粒径为3～5mm，有效处理长度为30～50cm，在去除COD的同时，主要发生氨氮吸附和硝化作用；

作为优选，所述前段排水假底到后段进水池的垂直距离为30～50cm,排水假底开孔率为20％～50％；

作为优选，所述后段水平流MSL系统采用水平流模式；

作为优选，所述后段水平流MSL系统采用淹没出水，整个MSL处于淹没状态；