[发明专利]自清式微曝气竖向折流湿地污水处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及自清式微曝气竖向折流湿地污水处理装置及方法。

背景技术

人工湿地是根据天然湿地净化污水的原理，通过人工建造和监督控制来强化其净化能力的污水处理技术。它是由透水性的基质、植物、水体、好氧或厌氧微生物种群和动物共同组成的复合系统。污水在人工湿地中经过包括生物降解、过滤、沉淀和吸附等作用处理后，污水中的有机化合物、悬浮固体、一些含氮化合物、磷和病原菌都得到了极大的削减。

人工湿地处理技术是未来水质提标一大热门处理技术，其具有投资省、效率高、环境效益好等优点，非常适合中、小城镇的污水处理。传统的人工湿地包括表面流型、潜流型和垂直流型，但由于自身构造的限制，使得溶解氧浓度偏低，占地面积较大，填料易堵塞等。根据美国于2000年对多个运行中的人工湿地进行调查，发现有近50％的人工湿地系统在投入使用5年后出现了不同程度的堵塞。堵塞不仅会引起湿地过水能力的降低，从而导致大量污水壅积在湿地表面并阻隔氧气向基质层内扩散，降低湿地对污染物的去除效果，使出水水质达不到设计标准，此外堵塞还会缩短人工湿地的运行寿命。尤其是对垂直流人工湿地，其堵塞问题较为严重。对于强化曝气型人工湿地，其进水通常为高污染废水(其COD为400mg/L左右)，因此它的曝气量通常为气水比>3:1，有的甚至为10:1以上，而人工湿地不宜处理高污染废水，即使其加入了曝气系统，其基质堵塞问题依然存在。且在污水厂的运行中，曝气机的耗电费用占了很大部分，因此，如何在保证出水水质的情况下又能降低气水比，成为现今研究的热点。

在低溶解氧的条件下，随着近年来的短程硝化-反硝化理论的建立，为降低曝气量，减少污水厂的运行费用打下了坚实的理论基础。与传统脱氮工艺过程相比，短程硝化-反硝化具有氧需求量少、节约能耗、碳源有机物消耗量小、水力停留时间短、产泥量少等优点。已见公知的人工湿地如CN103864217A“一种多功能膜曝气人工湿地污水处理系统”、CN203128299U“新型曝气人工湿地污水处理系统”、CN202322496U“内部曝气型人工湿地污水处理系统”等主要是对人工湿地的曝气方式进行改进，管路复杂，其填料易堵塞，且功能单一。而在折流式人工湿地中，同时应用多级曝气、反冲洗自清和微曝气技术则未见报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是传统人工湿地溶解氧偏低，占地面积较大，填料易堵塞。

本发明目的实现的技术方案为自清式微曝气竖向折流湿地污水处理装置：由配水区、池体和集水区组成；

待处理污水经进水管流入配水区，再通过溢流的方式从配水区流入池体，经池体处理后的出水采用溢流的方式流入集水区；

所述池体为多级不同处理功能的竖向折流湿地串联而成，沿水流方向依次为厌氧湿地、碳氧化湿地和短程硝化-反硝化湿地，厌氧湿地为一个单元池，碳氧化湿地为一个单元池，短程硝化-反硝化湿地由若干单元池组成；厌氧湿地从底部到顶部依次设置有反冲洗管和填料层，碳氧化湿地和短程硝化-反硝化湿地从底部到顶部依次设置有反冲洗管、微曝气管、填料层和水生植物，采用分级微曝气方式，总的曝气量的气水比小于2︰1，并控制碳氧化湿地的曝气量大于短程硝化-反硝化湿地，使碳氧化湿地中水的溶解氧达到1～2mg/L，短程硝化-反硝化湿地水中的溶解氧达到0.5mg/L。

其中，所述池体设置有横向隔墙，将池体沿水流方向分隔为单独的单元池，上一个单元池的出水采用穿孔溢流的方式流入下一个单元池，并在穿孔处设置有一个阀门，以控制单元池的进水和出水；每个单元池内均设置有一个墙体与水流方向垂直的横向挡墙，将单元池分为前后两段，横向挡墙底部开孔，使每个单元池内的水流能够在湿地池中上下翻腾通过，形成折流式水流形态，避免死水区。

其中，所述的微曝气管包含曝气主管、曝气干管和曝气支管，曝气主管沿人工湿地外一侧布置，曝气主管上分出数根曝气干管，每个单元池内有一根曝气干管，曝气干管沿池壁向下并在池底横向布置，曝气干管上分出数根曝气支管，曝气支管纵向并排布置，曝气主管和每根曝气干管上均设置有阀门，所述曝气管支管的曝气孔直径大小为1～3mm。