技术领域
[0001] 本
发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及度假区污水处理组合湿地系统及其污水处理工艺。
背景技术
[0002] 度假区污水主要来自管理人员和游客产生的生活污水，污水水量较小，排放不规律，由于山区观光的季节性变化，冬季游客较春夏两季偏少，则污水产生量更少，所以度假区不适合建造大型污水处理系统，且度假区都远离城市污水收集管网，将污水引入城市污水处理厂也不现实，但是度假区污水生化条件较好，可以进行生化处理，由于管理人员和游客的用水基本集中在度假区和公共厕所，因此污水的产生相对较集中，便于处理。目前，产生的生活污水都要进行
化粪池处理，生活污水经过化粪池后可用于道路喷洒，但经化粪池初步处理后的污水不能满足绿化用水水质要求，因此，化粪池处理后需经污水处理站深度处理后才能达到绿化用水水质标准，根据度假区的实际要求，将污水处理与湿地造景结合，既可以满足观赏性，又保护环境，
废水利用。
[0003]
申请公布号CN103613246A，名称为“一种
温泉旅游度假村综合废水的处理工艺”的发明
专利，包括以下步骤：首先综合污水经人工格栅，拦截漂浮物和杂质；然后进搅拌调节池，使废水均质均量；混匀的污水进入缺
氧池，在
反硝化细菌的作用下进行硝化反应，还原成氮气，达到脱氮的目的；经缺氧池后的污水流入
生物接触氧化池进行好氧生化处理，去除BOD5及部分
氨氮；好氧生化处理后
混合液流入二沉池进行固液分离，经二沉池沉淀后的上清液达标排放。该本发明虽然工艺流程简单，但是该工艺需要连续运行，在冬季污水处理量小的时候仍然要工作，造资源浪费，若在冬季不运行，会导致菌种死亡，来年启动时需重新驯化菌种，费时费
力，并且该工艺中没有胶体沉淀步骤，污水处理效果一般。所以，现在急需一种可深度处理污水、
去污效果良好的污水处理工艺，且当污水处理系统不运行时仍能保存菌种，还可以与度假区的需求结合，形成湿地系统与污水处理结合的污水处理组合湿地系统。
发明内容
[0004] 针对
现有技术的不足，本发明的目的是提供度假区污水处理组合湿地系统及其污水处理工艺，该系统将污水处理和湿地造景结合，同时运用具有
吸附性的填料去除水中胶体，在深度处理污水的过程中，既保持了高效的水处理效率又保证了观赏性，且可在污水处理系统不运行时保存菌种，避免重新驯化菌种，更加高效。
[0005] 本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
[0006] 度假区污水处理组合湿地系统，包括预处理单元、改进型A/O单元、人工湿地单元，所述预处理单元、改进型A/O单元、人工湿地单元之间通过管道连接；所述预处理单元包括依次通过管道连接的格栅井、隔油池、调节池和初沉池；所述改进型A/O单元包括依次通过管道连接的缺氧池、
沉淀池、生物接触氧化池和二沉池；所述人工湿地单元包括由管道连接的消毒池和人工湿地，所述格栅井设置有污水入口，所述人工湿地设有净水出口，所述净水出口设置于悬崖边，出水自然跌落，其中消毒池出水可用于道路喷洒及绿化。
[0007] 进一步，所述度假区污水处理组合湿地系统还包括
污泥池，所述污泥池用于收集初沉池、沉淀池和二沉池内部分的污泥，所述二沉池内剩余的污泥回流至缺氧池。
[0008] 进一步，所述人工湿地铺设有基质层，所述基质层从下至上依次铺设有碎砖、碎石、碎砂，所述碎砂表面种植有
植物，所述植物为芦苇、美人蕉、灯芯草、水葫芦、浮萍中的一种或多种。
[0009] 基于上述度假区污水处理组合湿地系统，本发明还公开了度假区污水处理工艺，包括以下步骤：
[0010] (1)经化粪池处理的污水从污水入口流入格栅井内，经格栅将污水中的悬浮物、漂浮物和杂质分离截留，分离后的污水通过管道流入隔油池内，所述格栅的栅缝为3-5mm；以免其对后续处理单元的设备或工艺管线造成损害；
[0011] (2)格栅井内流出的污水进入隔油池内，沉淀1.5h进行油水分离，油污浓缩后装罐外运，去除油污的下层污水通过管道流入调节池；
[0012] (3)在调节池内，采用
叶轮直径为260mm的潜水
搅拌机，于叶轮转速为740r/min的条件下搅拌5h，通过
提升泵将污水泵入初沉池；均衡水质和水量后，防止短时间内过大的污染负荷对后续处理单元的冲击，确保废水处理设施平稳运行；
[0013] (4)调节池流出的污水在初沉池内沉淀1.5h，进一步将污水中的悬浮固体、沉淀污泥去除，污泥被收集至污泥池，污水通过管道流入缺氧池；
[0014] (5)初沉池处理的污水进入缺氧池后反硝化反应4h，经过反硝化反应的污水通过管道流入沉淀池内；
[0015] (6)经过缺氧池反硝化反应后的污水在沉淀池内沉淀1.5h，进行泥水分离，产生的污泥被收集回收至污泥池，污水通过管道流入生物接触氧化池内；
[0016] (7)生物接触氧化池底部安装有微孔曝气器，池底曝气对污水进行充氧，保证溶解氧含量为3-5mg/L，污水没过吸附填料，与吸附填料上负载的
生物膜接触，进一步
净化污水后，污水由生物接触氧化池流入二沉池，污水在生物接触氧化池内的
停留时间为6h；
[0017] (8)生物接触氧化池内流出的污水在二沉池内沉淀1.5h，泥水分离后，产生的污水通过管道流入消毒池内，产生的污泥部分收集回收至污泥池，将剩余部分污泥回流至缺氧池内，污泥回流比为200％；
[0018] (9)经二沉池处理的污水进入盛有6mg/L的二氧化氯的消毒池内消毒处理0.5h，处理后的污水通过管道流入人工湿地内；
[0019] (10)从消毒池内流出的水经人工湿地植物及基质层进一步净化后通过净水出口排出，其中基质层包括碎砖、碎石、碎砂，净水出口的出水满足GB18918－2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》。
[0020] 缺氧池后增加沉淀池，并取消常规的混合液回流，使得缺氧与好氧成为两个独立的系统，保证菌种种属专一。在生物接触氧化池中，用生物接触氧化法代替
活性污泥法，脱氮除磷效果优于常规A/O系统，生物接触氧化池挂膜后即将污泥排入缺氧池，因此，运行过程中基本无污泥产生。生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，菌种对水质水量的骤变有较强的适应能力，可保证菌种留存，避免再次运行时重新驯化菌种，可以根据度假区污水量间歇运行，保证污水处理效率最大化。
[0021] 进一步，所述吸附填料是经过预处理的火山石与魔芋葡甘聚糖、聚乙烯吡咯烷
酮制备成填料
支架，随后在填料支架上负载精氨酸得到的。
[0022] 进一步，所述吸附填料的制备方法如下：
[0023] 火山石预处理：将孔隙率为45-65％的火山石
粉碎成粒径为100mm的火山石颗粒，用0.5wt％的
盐酸溶液浸泡1h后用去离子水清洗干净，烘干后待用；
[0024] 填料支架制备：将3wt％魔芋葡甘聚糖溶液调节至pH＝4，随后加入10-12wt％聚乙烯吡咯烷酮溶液、5wt％戊二
醛溶液，水浴加热至45℃搅拌反应3h后，加入经过预处理的火山石，搅拌均匀后通入40-45℃、流速为5L/10min的热空气，同时水浴加热至35℃，反应5h后取出，加入
葡萄糖，于5-10℃的
温度下静置一夜，在40-45℃的烘箱内
烘烤5h，分散后得到填料支架；
[0025] 吸附填料制备：将精氨酸制备成饱和精氨
酸溶液，水浴加热至35℃，将填料支架浸泡于饱和精氨酸溶液中，搅拌30min后取出，将填料支架于35℃的烘箱内烘烤20min，随后再次将填料支架浸泡于加热至50℃的70wt％精氨酸溶液中，调节pH＝11，搅拌30min后取出，于70℃的条件下烘烤至恒重，得到吸附填料。
[0026] 火山石是一种水流阻力小、不易堵塞、机械强度高、挂膜速度快，
反冲洗时
微生物膜不易脱落的玻璃质熔岩，极其适合作为吸附填料的主要骨架。魔芋葡甘聚糖和聚乙烯吡咯烷酮可以制备成凝胶后附着在火山石上，便于葡萄糖和精氨酸的负载。通入热空气，既可以减少形成凝胶的时间，也可以促使凝胶与火山石之间形成大量的气泡，避免火山石孔隙被过多的堵住，导致污水不易通过。而添加的葡萄糖可以作为菌种的
碳源，在污水处理过程中既能保证微生物能净化污水，也能正常生长。
[0027] 度假区内的污水根据污染物粒径大小分为溶解性成分CODs、胶体CODc、悬浮性组分CODp，其中胶体和悬浮性组分总占比为90％左右，其中胶体成分最难去除，但是水中的胶体带负电，而本发明的吸附填料负载有精氨酸，而精氨酸含有胍基，胍基在水中能完全处于质子化状态，
稳定性非常高且能保持正电性，当带正电的胶体与带正电的吸附填料作用，使胶体脱稳，胶体之间相互作用，结合为聚集体，可以在沉淀池中沉淀，便于去除，提高了污水处理的效果。
[0028] 进一步，所述魔芋葡甘聚糖溶液、聚乙烯吡咯烷酮溶液与戊二醛溶液的体积比为5:1:0.1。
[0029] 进一步，所述葡萄糖与火山石的重量比为0.1:1。
[0030] 进一步，所述火山石选用红色火山石。火山石种类众多，红色火山石的孔隙较大，孔隙率较高，比重大，既可以保证菌种正常附着生存，也可以保证火山石沉底，避免火山石漂浮在水面造成环境不稳定菌种死亡，并且火山石孔隙众多能附着更多的精氨酸，沉淀更多的胶体，提高污水处理率。
[0031] 本发明提供的度假区污水处理组合湿地系统及其污水处理工艺有益效果如下：
[0032] (1)将人工湿地和污水处理结合在一起，既保证高效的污水处理效率又提高了度假区的美观度和观赏性。
[0033] (2)改进型A/O单元中采用生物接触氧化法，提高了脱氮除磷效果，且生物接触氧化池挂膜后即将污泥排入缺氧池，污泥产量小。
[0034] (3)生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，菌种对水质水量的骤变有较强的适应能力，可以根据度假区污水量间歇运行，保证污水处理效率最大化，且重新启动时可以不进行菌种驯化，进一步提高污水净化效率。
[0035] (4)吸附填料上负载带正电的精氨酸与水中带负电的胶体作用，使胶体脱稳，胶体之间相互作用，随后聚集，最后沉淀，便于去除，进一步提高了污水处理率。
[0036] (5)吸附填料上添加有葡萄糖碳源，保证微生物能正常生长，进一步提高污水净化能力。
附图说明
具体实施方式
[0038] 以下将结合具体
实施例和附图1对本发明进行详细说明：
[0039] 实施例1：
[0040] 本实施例的度假区污水处理组合湿地系统，包括预处理单元、改进型A/O单元、人工湿地单元，预处理单元和改进型A/O单元之间通过管道连接，改进型A/O单元与人工湿地单元之间通过管道连接。预处理单元包括依次通过管道连接的格栅井、隔油池、调节池、初沉池；改进型A/O单元包括依次通过管道连接的缺氧池、沉淀池、生物接触氧化池、二沉池；人工湿地单元包括消毒池和人工湿地。
[0041] 化粪池中流出的污水从污水入口流入格栅井内，分离出栅渣后污水通过管道流入隔油池，在隔油池内将油污分离后污水通过管道流入调节池，经调节池均衡水质和水量后采用
提升泵将污水泵入初沉池，在初沉池内初沉后污水通过管道流入缺氧池，在缺氧池内进行反硝化反应后污水通过管道流入沉淀池，在沉淀池进行沉淀后污水通过管道流入生物接触氧化池，在生物接触氧化池内进行好氧反应后，污水通过管道流入二沉池，在二沉池进一步沉淀后污水通过管道流入消毒池，污水在消毒池内进行消毒，经过消毒池消毒的水通过管道流入人工湿地，水从人工湿地的净水出口流出，净水出口的水满足《GB18918－2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》标准。其中，人工湿地从下至上依次铺设0.6m厚的碎砖、0.4m厚的碎石、0.3m厚的碎砂，消毒池内流出的水流入人工湿地后再一次进行过滤，进一步提高净化效果，人工湿地表面种植植物，可选择芦苇、美人蕉、灯芯草、水葫芦、浮萍中的一种或多种，形成湿地景观，人工湿地的净水出口设置于悬崖边，出水自然跌落，形成瀑布景观。
[0042] 具体地，格栅井用于接收经化粪池处理的污水，并通过格栅井内的格栅过滤、截留污水中的漂浮物或杂质等固体颗粒，以免固体颗粒其对后续处理单元的设备或工艺管线造成损害。
[0043] 隔油池用于接收经格栅井流出的污水，将污水中的悬浮物、油脂通过油水比重不同进行油水分离，以减轻后续处理单元的工作负荷。
[0044] 调节池用于接收经隔油池流出的污水，并在调节池内采用潜水搅拌机或其他搅拌设备均衡池内水质和水量，以此来避免短时间内过大的污染负荷对后续处理单元的冲击，保证污水处理过程中后端的污水处理单元能够正常工作，确保废水处理设施平稳运行。
[0045] 初沉池用于接收调节池流出的污水，利用悬浮固体的自身重力进行沉淀，降低BOD5，同时可降低后续利用生物进行处理的污水处理单元的有机负荷。
[0046] 缺氧池用于接收初沉池流出的污水，通过池内培养的反硝化细菌进行缺氧脱氮反应，降低氮含量。
[0047] 沉淀池用于接收缺氧池流出的污水，污泥在沉淀池内进行自然沉淀。
[0048] 生物接触氧化池用于接收沉淀池流出的污水，池内装填有吸附填料，该吸附填料是经过盐酸预处理的火山石与魔芋葡甘聚糖、聚乙烯吡咯烷酮制备成填料支架，随后在填料支架上负载精氨酸得到的，用于吸附污水中的胶体，减少污水中胶体含量，并通过微孔曝气器或者其他充氧设备对生物接触氧化池内的污水进行充氧，保证池内有足够的氧气使微生物存活、繁殖并进行污水处理。
[0049] 二沉池用于接收生物接触氧化池流出的污水，再次进行泥水分离，将部分污泥收集至污泥池，剩余部分回流至缺氧池内。
[0050] 消毒池用于接收二沉池内流出的污水，并通过二氧化氯对污水进行消毒，从消毒池内流出的水可以直接用于道路喷洒及绿化。
[0051] 实施例2：度假区污水处理工艺一
[0052] 本实施例使用的吸附填料的制备方法如下：
[0053] 火山石预处理：将孔隙率为65％的10kg火山石粉碎成粒径为100mm的火山石颗粒，用0.5wt％的盐酸溶液浸泡1h，盐酸溶液没过火山石即可，之后用去离子水清洗干净，将酸浸后的火山石烘干后待用；
[0054] 填料支架制备：取20L 3wt％魔芋葡甘聚糖，用
柠檬酸调节pH＝4，随后加入4L 10wt％聚乙烯吡咯烷酮溶液、2L 4wt％戊二醛溶液，搅拌均匀后水浴加热至45℃，搅拌反应
3h后，加入经过预处理的火山石，搅拌均匀后通入40℃、流速为5L/10min的热空气或惰性气体，同时水浴加热至35℃，搅拌反应5h后取出，加入1kg葡萄糖，搅拌均匀后于5℃的温度下静置一夜，在40-43℃的烘箱内烘烤5h，得到的凝胶膜粘接的填料支架
研磨分散后得到单个独立的填料支架；
[0055] 吸附填料制备：取精氨酸溶解于水中，制备得到饱和精氨酸溶液，水浴加热至35℃，将填料支架浸泡于饱和精氨酸溶液中，搅拌30min后取出，将填料支架于35℃的烘箱内烘烤20min，随后再次将填料支架浸泡于加热至50℃的70wt％精氨酸溶液中，调节pH＝11，搅拌30min后取出，于70℃的条件下烘烤至恒重，得到吸附填料。
[0056] 本实施例的度假区污水处理工艺如下：
[0057] (1)经化粪池处理的污水从污水入口流入栅缝为3mm格栅井内，经格栅将污水中的悬浮物、漂浮物和杂质分离截留，分离后的污水通过管道流入隔油池内，栅渣外运处理；
[0058] (2)格栅井内流出的污水进入隔油池内，沉淀1.5h进行油水分离，表面的油污浓缩后装罐外运，去除油污的下层污水通过管道流入调节池；
[0059] (3)在调节池内，采用叶轮直径为260mm的潜水搅拌机，于叶轮转速740r/min条件下搅拌5h后，通过提升泵将污水泵入初沉池；
[0060] (4)调节池流出的污水在初沉池内沉淀1.5h，进一步将污水中剩余的悬浮固体、沉淀污泥去除，降低BOD5，污泥被收集回收至污泥池，污水通过管道流入缺氧池内；
[0061] (5)缺氧池内培养有反硝化细菌，初沉池处理的污水进入缺氧池后，在反硝化细菌的作用下反硝化反应4h，反应后的污水通过管道流入沉淀池内；
[0062] (6)经过缺氧池反硝化反应后的污水在沉淀池内沉淀1.5h，进行泥水分离，产生的污泥被收集回收至污泥池，污水通过管道流入生物接触氧化池内；
[0063] (7)生物接触氧化池底部安装有微孔曝气器，利用鼓
风机鼓风，通过管道将空气运输至微孔曝气器对池内污水进行充氧，保证污水中溶解氧含量为3mg/L，制备的吸附填料铺满生物接触氧化池，厚度为2cm，污水没过吸附填料，与吸附填料上负载的生物膜接触，进一步净化污水后，污水由生物接触氧化池流入二沉池，污水在生物接触氧化池内的停留时间为6h，生物膜为常规的污水处理采用的生物膜即可；
[0064] (8)生物接触氧化池内流出的污水在二沉池内沉淀1.5h，泥水分离产生的污水通过管道流入消毒池内，产生的污泥部分收集回收至污泥池，将剩余部分污泥回流至缺氧池内，污泥回流比为200％；
[0065] (9)经二沉池处理的污水进入盛有6mg/L的二氧化氯的消毒池内消毒处理0.5h，处理后的污水通过管道流入人工湿地内，消毒池出水可部分用于道路喷洒及绿化；
[0066] (10)从消毒池内流出的水经人工湿地的碎砖、碎石、碎砂，人工湿地表面种植的美人蕉进一步净化后通过净水出口排出，出水满足GB18918－2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》。
[0067] 实施例3：度假区污水处理工艺二
[0068] 本实施例使用的吸附填料的制备方法如下：
[0069] 火山石预处理：将孔隙率为45％的5kg火山石粉碎成粒径为100mm的火山石颗粒，用0.5wt％的盐酸溶液浸泡1h后用去离子水清洗干净，盐酸溶液没过火山石即可，将火山石烘干后待用；
[0070] 填料支架制备：将10L 3wt％魔芋葡甘聚糖溶液，用柠檬酸调节pH＝4，随后加入2L 12wt％聚乙烯吡咯烷酮溶液、1L 4wt％戊二醛溶液，搅拌均匀后水浴加热至45℃，搅拌反应
3h后，加入经过预处理的火山石，搅拌均匀后通入45℃、流速为5L/10min的热空气或惰性气体，同时水浴加热至35℃，搅拌反应5h后取出，加入0.5kg葡萄糖，搅拌均匀后于10℃的温度下静置一夜，在43-45℃的烘箱内烘烤5h，将凝胶膜粘接的填料支架研磨分散后得到单个独立的填料支架；
[0071] 吸附填料制备：将精氨酸于常温下制备成饱和精氨酸溶液，水浴加热至35℃，将填料支架浸泡于饱和精氨酸溶液中，搅拌30min后取出，将填料支架于35℃的烘箱内烘烤20min，随后再次将填料支架浸泡于加热至50℃的70wt％精氨酸溶液中，调节pH＝11，搅拌
30min后取出，于70℃的条件下烘烤至恒重，得到吸附填料。
[0072] 本实施例的度假区污水处理工艺如下：
[0073] (1)经化粪池处理的污水从污水入口流入栅缝为5mm格栅井内，经格栅将污水中的悬浮物、漂浮物和杂质分离截留，分离后的污水通过管道流入隔油池内，栅渣外运处理；
[0074] (2)格栅井内流出的污水进入隔油池内，沉淀1.5h进行油水分离，利表面的油污浓缩后装罐外运，去除油污的下层污水通过管道流入调节池；
[0075] (3)在调节池内，采用叶轮直径为260mm的潜水搅拌机，于叶轮转速为740r/min的条件下搅拌时间为5h，通过提升泵将污水泵入初沉池；
[0076] (4)调节池流出的污水在初沉池内沉淀1.5h，进一步将污水中剩余的悬浮固体、沉淀污泥去除，降低BOD5，污泥被收集回收至污泥池，污水通过管道流入缺氧池内；
[0077] (5)缺氧池内培养有反硝化细菌，初沉池处理的污水进入缺氧池后在反硝化细菌的作用下进行反硝化反应4h，反应后的污水通过管道流入沉淀池内；
[0078] (6)反硝化反应的污水在沉淀池内沉淀1.5h，进行泥水分离，产生的污泥被收集回收至污泥池，污水通过管道流入生物接触氧化池内；
[0079] (7)生物接触氧化池底部安装有微孔曝气器，利用鼓风机鼓风，通过管道将空气运输至微孔曝气器对池内污水进行充氧，直至污水中溶解氧含量为3mg/L，制备的吸附填料铺满生物接触氧化池，厚度为2cm，污水没过吸附填料，与吸附填料上负载的生物膜接触，进一步净化污水后，污水由生物接触氧化池流入二沉池，污水在生物接触氧化池内的停留时间为6h，生物膜为常规的污水处理采用的生物膜即可；
[0080] (8)生物接触氧化池内流出的污水二沉池内沉淀1.5h，泥水分离产生的污水通过管道流入消毒池内，产生的污泥部分收集回收至污泥池，将剩余部分污泥回流至缺氧池内，污泥回流比为200％；
[0081] (9)经二沉池处理的污水进入盛有6mg/L的二氧化氯的消毒池内消毒处理0.5h，处理后的污水通过管道流入人工湿地内，消毒池出水可部分用于道路喷洒及绿化；
[0082] (10)从消毒池内流出的水经人工湿地的碎砖、碎石、碎砂，人工湿地表面种植美人蕉进一步净化后通过净水出口排出，出水满足GB18918－2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》。
[0083] 实验检测：
[0084] 测量预处理单元、改进型A/O单元、消毒池、人工湿地、总排口的进水和出水的CODC、BOD5、NH3-N、动
植物油、pH值，得到的数据如表1所示：
[0085] 表1各处理单元污染物去除率
[0086]
[0087]
[0088] 数据分析：
[0089] (1)预处理单元CODC去除率为20％，BOD5去除率为20％，动植物油去除率为96％；
[0090] (2)改进型A/O单元CODC去除率为72％，BOD5去除率为80％，NH3-N去除率为65％，动植物油去除率为65％；
[0091] (3)经人工湿地处理后，CODC含量为31.5mg/L，BOD58.96mg/L，NH3-N4.9mg/L、动植物油0.98mg/L，已经达到了GB18918－2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》；
[0092] (4)与初始的进水相比，CODC总去除率为88.75％，BOD5总去除率为93.6％，NH3-N去除率为75.5％，动植物油去除率为99.02％，说明本发明的污水处理效果良好，尤其针对难以去除的CODc，去除率达到88％以上，说明水中大部分的胶体已经去除。
[0093] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行
修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的
权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
