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一种强化型渗滤系统处理高速公路服务区污水的系统和方法

阅读：1016发布：2020-12-01

专利汇可以提供一种强化型渗滤系统处理高速公路服务区污水的系统和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种强化型渗滤系统处理高速公路服务区污水的系统和方法，其中系统包括厌氧生物池和强化型渗滤系统，厌氧生物池将处理后的污水，经强化型渗滤系统渗滤处理；经厌氧生物池处理后的污水经由布水槽，布水管，进入硝化层，反硝化层和碎石层，流经溢流池中的填充滤料。本发明的有益效果：采用以上方案本发明适合高速公路服务区污水水质水量特征，提高CRI技术的脱氮除磷效率，处理后的水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准，可以作为高速公路服务区中水回用。该方法建设费用低，维护管理方便，美化环境，适用于高速公路服务区。，下面是一种强化型渗滤系统处理高速公路服务区污水的系统和方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种强化型渗滤系统处理高速公路服务区污水的系统，包括厌氧生物池和强化型渗滤系统，其特征在于：厌氧生物池将处理后的污水，经强化型渗滤系统渗滤处理；经厌氧生物池处理后的污水经由布水槽，布水管，进入硝化层，反硝化层和碎石层，流经溢流池中的填充滤料。
2.根据权利要求1所述的强化型渗滤系统处理高速公路服务区污水的系统，其特征在于：布水管上覆盖种植层。
3.根据权利要求2所述强化型渗滤系统处理高速公路服务区污水的系统，其特征在于：
所述种植层填充的介质为种植土，种植土上种有植物。
4.根据权利要求2所述强化型渗滤系统处理高速公路服务区污水的系统，其特征在于：
所述植物种类可以为草坪草中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述强化型渗滤系统处理高速公路服务区污水的系统，其特征在于：
所述硝化层由20％的固定化硝化菌滤料、40％的河沙和40％碎石组成；所述的固定化硝化菌滤料由硝化菌和固定化剂组成，硝化菌包括亚硝酸单胞菌属、亚硝酸螺杆菌属、亚硝酸球菌属、硝酸杆菌属、硝酸螺菌属、硝酸球菌属中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述强化型渗滤系统处理高速公路服务区污水的系统，其特征在于：
硝化菌为具有氨氧化功能的微生物菌群，该种类微生物为自养好氧型能够将NH4+-N氧化成NO2--N和NO3--N的一类微生物。
7.根据权利要求1所述强化型渗滤系统处理高速公路服务区污水的系统，其特征在于：
固化剂为聚乙烯醇、或海藻酸钠、或聚丙烯酰胺。
8.根据权利要求1所述强化型渗滤系统处理高速公路服务区污水的系统，其特征在于：
所述反硝化层由20％的缓释营养滤料、40％的河沙和40％碎石组成；所述缓释营养滤料由大分子碳源和固定化剂组成，碳源可以为淀粉、木屑、稻壳、蔗渣、聚乳酸、或醋酸酯淀粉；固化剂为聚乙烯醇、海藻酸钠、或聚丙烯酰胺。
9.根据权利要求1所述强化型渗滤系统处理高速公路服务区污水的系统，其特征在于：
所述滤料为40％海绵铁和60％碎石组成，海绵铁粒径2～4mm。
10.一种强化型渗滤系统处理高速公路服务区污水的方法，其特征在于，包括以下步骤；S1：强化型渗滤系统渗滤处理厌氧生物池将处理后的污水；
S2：厌氧生物池处理后的污水依次流经布水槽，布水管，进入硝化层，反硝化层和碎石层，最后流经溢流池中的填充滤料。
11.根据权利要求10所述的强化型渗滤系统处理高速公路服务区污水的方法，其特征在于，人工快速渗滤单元水力负荷为1m/d；布水方式采用干湿交替布水，每天布水4次，布水周期6小时，每次布水时间1h，落干时间5小时。

说明书全文

一种强化型渗滤系统处理高速公路服务区污水的系统和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及污水处理方法，尤其涉及一种强化型渗滤系统处理高速公路服务区污水的系统和方法。

背景技术

[0002] 本部分中的陈述仅仅提供了与本发明公开的内容有关的背景信息，且可能不构成现有技术。

[0003] 高速公路服务区在为过往人员提供生活服务和工作方便的同时，也产生了一定量的污水。因高速公路服务区一般远离城市，其污水无法直接排入城市下水管网，终端排放点大多为农田、池塘和河道等，且附近没有配套的污水处理系统，污水长期不经处理地排放，对周围环境造成了不利影响。

[0004] 交通部对部分省市高速公路生活污水处理设施的调查结果表明，生活污水处理设施存在很多问题，主要表现在污水处理工艺乱、出水水质达标率不高、装置处理能力与实际污水量有较大偏差、施工及维护管理不规范、缺乏专业的管理人员、运行费用较高等。因此，高速公路服务区污水的处理与回用仍是一个亟待解决的问题。

[0005] 目前，我国常用的污水处理方法主要有AB法、SBR工艺、氧化沟工艺、MBR工艺、A/O工艺、A/A/O工艺等，都存在一些难以克服的缺点，具体表现为建设投资大、运行成本高、设备动力消耗大、工艺复杂需要专业人员运行和维护，

[0006] 针对传统污水土地处理工艺水力负荷偏低等缺点,中国地质大学钟佐桑教授等人提出人工快速渗滤系统。CRI系统是在污水快渗系统以及人工湿地的基础上发展的。CRI系统是由格栅池、预沉池、快渗池以及出水系统组成,在快渗池中,填充由天然砂、大理石砂、沸石砂等按一定比例组成的人工滤料，CRI系统采用干湿交替的运转方式进行污水处理,水力负荷周期很短,水力负荷为1.0一1.5m/d。CRI系统通过滤料及滤料周围生物膜上的微生物对水中污染物质的吸附、截留与分解,实现对废水的净化过程。

[0007] 传统的CRI系统对总氮的去除率只有30％左右，不能满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标的要求。传统的CRI系统中的厌氧段(反硝化层)，由于水力停留时间较短，C/N比小，不属于完全的饱水区，溶氧浓度高造成反硝化反应进行不彻底。在CRI系统中硝化作用只是改变氮的形态，只是将进水中的有机氮和氨氮通过硝化作用转化成了硝态氮，而反硝化反应进行很不充分，因此无法有效将将硝态氮转化成氮气，永久性的从系统中去除，这就是CRI系统氨氮去除率很高可达80％以上，而总氮去除率不足30％的原因。

[0008] 硝化菌为自养好氧菌，生长世代时间长、对环境变化敏感、生长缓慢。形成于滤料表面的硝化菌生物膜易脱落，因此水体氨氧化菌功能的恢复需要很长时间。

[0009] 传统的CRI系统利用生物和非生物方式对水体除磷，生物方式主要通过滤料表面生物膜中的聚磷菌将进水中的磷以多聚磷酸盐的形式储藏在菌体内，减少水体中磷的含量；非生物方式通过介质中含有铁、铝、钙等矿物离子与水中的磷酸根离子反应生成沉淀，减少水体中磷的含量。CRI系统对磷的去除应以非生物方式为主，生物方式为辅，由于传统的滤料介质中对磷酸根的吸附位少和填料中与磷酸根发生沉淀反应的阳离子数量少导致系统得除磷效率很低。

[0010] 故现有技术有待改进和发展。

发明内容

[0011] 本发明要解决的技术问题是提供一种适合高速公路服务区污水水质水量特征，提高CRI技术的脱氮除磷效率的强化型渗滤系统处理高速公路服务区污水的系统和方法。

[0012] 本发明的技术解决方案是：

[0013] 一种强化型渗滤系统处理高速公路服务区污水的系统，包括厌氧生物池和强化型渗滤系统，厌氧生物池将处理后的污水，经强化型渗滤系统渗滤处理；经厌氧生物池处理后的污水经由布水槽，布水管，进入硝化层，反硝化层和碎石层，流经溢流池中的填充滤料。

[0014] 布水管上覆盖种植层。

[0015] 所述种植层填充的介质为种植土，种植土上种有植物。

[0016] 所述植物种类可以为草坪草中的一种或多种。

[0017] 所述硝化层由20％的固定化硝化菌滤料、40％的河沙和40％碎石组成；所述的固定化硝化菌滤料由硝化菌和固定化剂组成，硝化菌包括亚硝酸单胞菌属、亚硝酸螺杆菌属、亚硝酸球菌属、硝酸杆菌属、硝酸螺菌属、硝酸球菌属中的一种或多种。

[0018] 硝化菌为具有氨氧化功能的微生物菌群，该种类微生物为自养好氧型能够将NH4+-N氧化成NO2--N和NO3--N的一类微生物

[0019] 固化剂为聚乙烯醇、或海藻酸钠、或聚丙烯酰胺。

[0020] 所述反硝化层由20％的缓释营养滤料、40％的河沙和40％碎石组成；所述缓释营养滤料由大分子碳源和固定化剂组成，碳源可以为淀粉、木屑、稻壳、蔗渣、聚乳酸、或醋酸酯淀粉；固化剂为聚乙烯醇、海藻酸钠、或聚丙烯酰胺。

[0021] 所述滤料为40％海绵铁和60％碎石组成，海绵铁粒径2～4mm。

[0022] 一种强化型渗滤系统处理高速公路服务区污水的方法，包括以下步骤；S1：强化型渗滤系统渗滤处理厌氧生物池将处理后的污水；

[0023] S2：厌氧生物池处理后的污水依次流经布水槽，布水管，进入硝化层，反硝化层和碎石层，最后流经溢流池中的填充滤料。

[0024] 人工快速渗滤单元水力负荷为1m/d；布水方式采用干湿交替布水，每天布水4次，布水周期6小时，每次布水时间1h，落干时间5小时。

[0025] 本发明的有益效果：

[0026] 本发明适合高速公路服务区污水水质水量特征，提高CRI技术的脱氮除磷效率，处理后的水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准，可以作为高速公路服务区中水回用。该方法建设费用低，维护管理方便，美化环境，适用于高速公路服务区。附图说明

[0027] 图1为本发明整体结构示意图；

[0028] 图2为图1纵向剖视图。

具体实施方式

[0029] 实施例：

[0030] 参阅图1以及图2，本发明针对高速公路服务区的污水特点以及现有技术的不足提供了一种针对高速公路服务区的污水处理方法。本方法适合高速公路服务区污水水质水量特征，提高CRI技术的脱氮除磷效率，处理后的水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中一级A标准，可以作为高速公路服务区中水回用。该方法建设费用低，维护管理方便，美化环境，适用于高速公路服务区。

[0031] 本发明涉及一种强化型渗滤系统处理高速公路服务区污水的方法及应用，整个系统分为厌氧生物池1和强化型渗滤系统2，厌氧生物池1将处理后的污水，经强化型渗滤系统2渗滤处理；强化型渗滤系统2，经厌氧生物池1处理后的污水经由布水槽2-1、布水管2-2，进入硝化层2-4、反硝化层2-6和碎石层2-8，流经溢流池2-9中的填充滤料2-10。布水管2-2上覆盖种植层2-3；种植层2-3厚度为130mm，填充的介质为种植土，种植土上种有植物，植物种类可以为草坪草如早熟禾、羊茅、黑麦草、翦股颖、狗牙根、雀麦和碱茅等一种或多种植物组成。

[0032] 本发明采用固定化硝化菌滤料，将硝化菌固定在由多聚物组成的多孔介质内，废水中的氨氮可以通过滤料的空隙被固定的硝化菌氧化为亚硝基氮和硝基氮。滤料表面不会形成生物膜，固定在滤料中的硝化菌浓度不会因受到废水中异养菌的竞争而降低，保障系统去除废水氨氮的稳定。

[0033] 硝化层2-4由20％的固定化硝化菌滤料2-5、40％的河沙和40％碎石组成；固定化硝化菌滤料2-5由硝化菌和固定化剂组成。本发明的硝化菌可以为亚硝酸单胞菌属、亚硝酸螺杆菌属、亚硝酸球菌属、硝酸杆菌属、硝酸螺菌属、硝酸球菌属等，但是，本发明主要强调的具有氨氧化功能的微生物菌群，该种类微生物为自养好氧型能够将NH4+-N氧化成NO2--N和NO3--N的一类微生物；固化剂可以为聚乙烯醇、海藻酸钠、聚丙烯酰胺；

[0034] 人工快速渗滤系统出水中氮素主要以硝态氮的形式存在，整个系统中反硝化强度不够导致出水氨氮含量低而总氮含量高，既总氮去除效率不高。本专利增设溢流池以增加厌氧段的长度，为反硝化层营造完全饱水区环境，降低厌氧段溶氧浓度。溢流池2-9出水水位与反硝化层2-6水位相等，使反硝化层2-6为厌氧环境，提高总氮去除率；

[0035] 采用缓释营养滤料的方式提高反硝化层C/N比，强化反硝化作用，提高系统总氮去除效率。反硝化层2-6由20％的缓释营养滤料2-7、40％的河沙和40％碎石组成；缓释营养滤料2-7由大分子碳源和固定化剂组成，碳源可以为淀粉、木屑、稻壳、蔗渣、聚乳酸、醋酸酯淀粉；固化剂可以为聚乙烯醇、海藻酸钠、聚丙烯酰胺；

[0036] 滤料2-10为40％海绵铁和60％碎石组成，海绵铁粒径2～4mm。磷与阳离子发生共沉淀是磷从污水中得以去除的决定性因素,这主要取决于填料对磷素的吸附能力,而磷酸根的吸附位和填料中阳离子种类及含量则决定了填料对磷的吸附能力。海绵铁是金属且具有多孔结构，比表面积大，对污染物有较大的吸附能力。磷酸根离子可以与海绵铁在水中电离出的Fe3+生成沉淀物质磷酸铁，增加对磷的吸附效果。海绵铁可以作为水处理中除磷的理想滤料。

[0037] CRI系统中氮的去除主要通过硝化和反硝化作用实现。通过对CRI系统周期性布水，增强滤料介质复氧能力，使硝化作用充分，将污水中铵态氮转化为硝态氮。采用干湿交替布水，污水中氨氮的去除主要发生于强化型渗滤系统2落干期产生的好氧带，每天布水4次，布水周期6小时，每次布水时间1h，落干时间5小时；人工快速渗滤单元2水力负荷为1m/d。

[0038] 在本说明书的描述中，术语“一个实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0039] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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