本发明专利技术公开了一种人工快速渗滤系统污水脱氮处理方法及应用。针对现有技术中人工快速渗滤系统处理的生活污水总氮指标达不到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ１８９１８－２００２）中一级Ａ标等缺陷，本发明专利技术提供一种人工快速渗滤系统污水脱氮处理方法。该方法将预沉处理后的污水经由２个布水管引入填装由河砂、大理石砂和碎石的人工快速渗滤池内，布水管口分别位于渗滤层上表面顶部和渗滤介质内，污水净化处理通过溢流出水流出。与现有技术相比，本发明专利技术处理污水总氮去处效率高，处理后满足ＧＢ１８９１８－２００２中一级Ａ标，且方法工艺灵活、投资省、能耗小、运行费用低、维护管理方便，特别适于农村生活污水的处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种利用渗透法进行污水处理方法，特别是涉及一种利用人工 快速渗滤池进行污水脱氮处理的方法及其应用。
技术介绍
随着工业的飞速发展和农村城市化水平的不断提高，水资源紧张和水污染现象严重成为全国各地面临的主要难题之一。据国家环保总局2006年的统计， 2006年废水排放总量仍呈"十五，，期间的上升趋势。工业废水排放量自"十五" 以来首次呈现下降趋势，生活污水排放量继续保持了增长趋势。生活污水包括 城市生活污水和农村生活污水两部分，而从全国情况看，生活污水产生的水污 染正从城市向农村蔓延。在实际生产生活中，农村生活污水处理工作难度特别大。目前工作尚属起 步阶段，存在许多困难和问题，主要体现在缺乏建设资金和缺乏适合我国农村 地区实际的处理技术两方面。归根到底是没有适合农村实情的低成本效果好的 处理技术。目前，我国城市生活污水常用处理工艺，如SBR法、UNITANK法、氧化 沟法、AB法、A/0法、A/A/0法、生物滤池法、生物转盘法、生物接触氧化法、 生物流化床法等，都各自存在一些难以克服的缺点。主要体现在以下几方面 ①基建投资和运行费用高；②操作复杂，难以管理；③产生大量的污泥，给环境重新造成潜在的危害；④传统的污水二级生物处理方法可以有效的去除SS 和COD等，但是对氮、磷等营养物质的去除率较低(30%-50%);⑤废水生物 处理方法一般动力消耗较大，单位污水处理成本高。因此要将城市生活污水常 用的处理工艺直接嫁接到农村地区是行不通的。人工快速渗滤系统(Constructed Rapid Infiltration System,简称CRI系统) 是针对传统污水土地处理系统普遍存在的水力负荷低、单位面积处理能力小等 问题提出的，它在很大程度上借鉴了污水快速渗滤土地处理系统和人工构造湿 地系统的优点，并取长补短，逐步发展成为具有自身特色的新型污水处理技术。 由于其兼具了污水快速渗滤土地处理系统和人工构造湿地系统的优点，而越来 越受到人们的青睐。CRI系统是我国科研人员借鉴污水快速渗滤和人工构造湿地 等土地处理工艺的优点，自主研发的一种新型的土地处理技术，因此国外专门 针对CRI系统的研究尚未见到报导。专利号为ZL200410073951.8,名为"人工快速渗滤污水处理系统装置"的 专利技术专利，公开了一种人工快速渗滤污水处理系统，它由隔栅池、预沉池和快 滤池组成。其中快渗池分两层，底部为垫层，填粒径为30-40mm的砾卯或碎石， 垫层上部100mm为反滤层，填料为鵝卵石，垫层底部设集水管。但经该人工快 速渗滤系统占地面积大，且处理的生活污水总氮指标达不到《i成镇污水处理厂 污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标。这是将人工快速渗滤系统在广 大农村推广应用必须解决的一个技术难题
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术的不足提供一种适合农村实际需要的生活 污水处理方法。该方法处理原水适合农村生活污水水质水量特征，处理效果好，总氮去处效率高，处理后满足GB18918-2002中一级A标。并且该方法建设成 本低、运行无费用或低费用、适合分散型处置。在CRI中氨化作用和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 有效将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮转化成气态氮，永久性的从系统中去除，这就是 CRI中总氮去除率仅有28.35-29.78%的原因。本专利技术设计通过改变人工快速渗滤 池内部好氧、兼氧、厌氧段的比例，优化反应条件提高CRI的脱氮效率。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下快速渗滤池内部渗滤层填装总高度约为1800mm的渗滤介质，渗滤介质从上向 下分为三层第一层填装细砂与5%大理石砂，细砂粒径范围0.1 ~0.5 mm，深 度600mm;第二层填装粗砂与5%大理石砂，粗砂粒径范围0.2 ~ 25 mm,深度 1000mm;第三层填装碎石，粒径范围4 40mm,深度200mm;渗滤介质中大 理石砂起骨架作用，粒径约50mm。在渗滤层上表面和人工快速渗滤池上部内壁 间留有300mm以上的空间作为保护层，防止进水时，污水不能及时下渗，而溢 流出来。两个布水管口分别是第一布水管口位于渗滤层上表面顶部，第二布 水管口位于渗滤池渗滤介质内，距离渗滤层上表面900mm处。布水时选用生活 污水处理时典型水力负荷和周期条件，并且将第一布水管与第二布水管布水量 比控制为2: 1。进入工人快速渗滤池的污水由上向下流经渗滤层后得到净化处理，再通过溢流出水流出。溢流出水口高度为自渗滤层底向上约1100mm处。处理污水时，首先根据实际情况设计每日污水处理量以及水力负荷条件，再根据公式1计算应用该方法所需的人工快速渗滤池的有效横截面积。<formula>formula see original document page 7</formula>公式1CRI的脱氮效率，尤其是对总氮的去除效率主要由反硝化反应进行的程度决 定。而决定反硝化反应程度是溶解氧浓度、C/N比、厌氧段的停留时间这三个主 要因素共同作用的结果。本专利技术的技术方案正是通过分段布水和溢流出水两项 技术手段提高了 CRI的脱氮效率。通过分段进水提高了渗滤层中溶解氧氧浓度。在人工快速渗滤系统填料层 中好氧段(0-900mm),由于溶解氧充分，硝化反应进行较为彻底，氨氮的去除 率很高，约占总去除率85%，氨氮经硝化反应转化为硝态氮，因此相应硝态氮 浓度持续增加，在人工快速渗滤系统填料层中900mm处，硝态氮达到最大值。 渗滤层900-1400mm段是进行反硝化反应的进行的主要区域，分段进水选在 900mm处，并按2: l投配污水时，可以保证投配的污水中的碳直接为反硝化反 应提供碳源，使900-1400mm段的C/N比维持在2-4之间，与反硝化反应要求的 C/N比大于4的要求最为接近。因此优化协调了溶解氧浓度和C/N对反硝化反 应的影响。CRI氨氮的真正去除主要依靠亚硝化菌和硝化菌的硝化作用，主要发生在落 干期。CRI中氨氮的来源主要包括进水中的氨氮、进水中的有机氮氨化产生的氨 氮、生物细胞有机氮氨化产生的氨氮和渗滤介质上解析出的氨氮；CRI中氨氮的转化或迁移途径包括渗滤介质的吸附、生物细胞合成变成有机氮、硝化作用 和被出水带走。其中占主导作用的硝化作用，主要发生在0-900mm好氧段和 卯0-1200mm兼氧段。好氧段是氨化和硝化反应的主要发生段，污水进入兼氧段，随着溶解氧的 逐渐降低，硝化反应逐渐削弱，反硝化反应逐渐增强，兼氧段末端出水氨氮的 去除率为91.43-95.42%,约占总去除率的90%,总氮的去除率48.71-52.62%,约 占总去除率的90%，污水进入厌氧段，硝化反应基本停止，反硝化反应继续进 行，快速渗滤层1800mm处出水氨氮的去除率为97.97-98.77%,约占总去除率 的100%,总氮的去除率58.55-61.92%，约占总去除率的100%。CIR采用溢流出水方式，出水高度为自人工土柱底部往上1100mm。这样可 以确保人工试验土柱内层1100mm长完全饱水区区域。抑制兼氧段和厌氧段的 自然复氧过程，有利于进一步降低厌氧段溶解氧的浓度，为本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种人工快速渗滤系统污水脱氮处理方法，包括预沉处理和渗滤处理两个步骤，在渗滤处理步骤中，首先根据实际情况设计每日污水处理量以及水力负荷条件，再进行渗滤处理，其特征在于：渗滤处理是将预沉处理后的污水经由两个布水管引入人工快速渗滤池（２）进行渗滤后再通过溢流出水；所述人工快速渗滤池（２）内部渗滤层填装渗滤介质，渗滤介质从上向下分为三层：第一层填装细砂与５％（体积）大理石砂，深度６００ｍｍ，第二层填装粗砂与５％（体积）大理石砂，深度１０００ｍｍ，第三层填装碎石，深度２００ｍｍ；所述两个布水管位置是：第一布水管口（４）位于渗滤层上表面，第二布水管口（６）位于渗滤池渗滤介质内，距离渗滤层上表面９００ｍｍ处，布水时第一布水管（３）与第二布水管（５）布水量比为２∶１；所述溢流出水出水口（８）高度为自渗滤层底向上１１００ｍｍ处。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊敏，付永胜，
申请(专利权)人：西南交通大学，成都翌达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]
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