一种生态型人工快渗系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种生态型人工快渗系统，包括快渗池本体，所述快渗池本体内设有进水区、硝化区、滞留区、过渡区、反硝化区以及出水区，所述过渡区位于滞留区和反硝化区下方，待处理污水从进水区依次渗入硝化区、滞留区，再经过渡区升流至反硝化区。本实用新型专利技术提供的生态型人工快渗系统，结构简单、操作简便、占地面积小，基建投资少；无需曝气供氧和污泥回流，节约电耗；不产生剩余污泥，减少二次污染。通过硝化‑滞留‑反硝化过程实现氮素污染物的高效去除，尤其适合于受污染河流、农村分散污水、中小城镇生活污水以及市政管网尚未覆盖的边远地区污水的脱氮处理，值得在业内推广。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于污水处理
，具体涉及一种生态型人工快渗系统。
技术介绍
近年来，由于工业、农业废水的排放日益增多以及洗涤剂的大量使用，水环境中的氮素污染问题日趋严重。当进入水体的氮含量过高时，容易与磷素污染物一起引发水体富营养化，导致藻类及其他浮游生物迅速生长繁殖，水体溶解氧量含量下降，水质恶化，进而导致鱼类及其他水生生物的大量死亡。此外，亚硝酸盐和硝酸盐在水环境中还可形成具有“三致”效应的N-亚硝基化合物，直接或间接危害人体健康。因此，污水脱氮备受关注。目前应用最广泛的脱氮技术是生物脱氮，常见工艺可分为活性污泥法和生物膜法两大类。生物脱氮比物理化学脱氮更加经济，但是也存在诸多缺点：(1)通常在多个反应器内进行，工艺流程较长，占地面积较大，基建费用较高；(2)硝化过程需要设置曝气池进行充氧曝气以维持硝化菌群的生物活性，反硝化过程往往需要外加甲醇、乙醇或乙酸等碳源补充物及碱，增加了投资和运行费用；(3)为使系统内污泥的浓度维持在适宜范围，往往需要对污泥和硝化液进行回流，设备能耗和运行费用随之增加；(4)系统抗冲击能力较弱，硝化菌和反硝化菌易受到进水条件和外界环境变化的冲击而影响出水水质；(5)产生的剩余污泥需及时进行处理或处置，增加了处理费用，而处理或处置不当时将造成二次污染。因此，探寻一种经济高效环保的脱氮方法已经成为污水脱氮领域的研究热点与难点。人工快渗是近年来开发的一种新型污水生态处理技术，不仅适用于生活污水处理，也非常适合于受污染河水的净化改善。该技术多采用渗透性能良好的天然介质作为主要渗滤材料代替天然土层，综合了人工湿地和传统土壤渗滤系统的优势，特别适合于污水来源分散、污水处理设施不完善的农村或边远地区。传统人工快渗系统对氨氮(NH3-N)的去除效果较好，可达80％以上，然而对总氮(TN)的去除效果却较差，往往不足30％，难以达标排放。若能实现人工快渗系统的高效脱氮，将有利于该技术的进一步推广应用，为受污染河流、农村分散污水、中小城镇生活污水以及市政管网尚未覆盖的边远地区污水处理提供实用性强的环保技术，对我国实施污水资源化、实现水资源可持续利用具有重要应用价值。
技术实现思路
本技术的目的是解决上述问题，提供一种结构简单、脱氮效能高的生态型人工快渗系统。为解决上述技术问题，本技术的技术方案是：一种生态型人工快渗系统，包括快渗池本体，所述快渗池本体内设有进水区、硝化区、滞留区、过渡区、反硝化区以及出水区，所述过渡区位于滞留区和反硝化区下方，待处理污水从进水区依次渗入硝化区、滞留区，再经过渡区升流至反硝化区，所述硝化区用于初步处理待处理污水中的氨氮，所述滞留区用于初步处理硝化区产生的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，所述过渡区用于连通滞留区和反硝化区，所述反硝化区用于进一步处理硝化区产生的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。优选地，所述反硝化区采用改性玉米芯作为填料，所述改性玉米芯采用反硝化污泥接种。优选地，所述改性玉米芯包括高压蒸汽改性玉米芯、酸改性玉米芯或碱改性玉米芯中的一种，粒径为2～5mm。优选地，所述硝化区采用均匀混合的粗河砂、细河砂以及沸石砂作为填料，所述粗河砂粒径为0.55～0.85mm，所述细河砂粒径为0.15～0.35mm，所述沸石砂粒径为1～2mm。优选地，所述粗河砂、细河砂、沸石砂体积比为4～7：2～5：1～4。进一步的，所述粗河砂、细河砂、沸石砂优选体积比为5：3：2。优选地，所述滞留区采用均匀混合的粗石英砂、细石英砂、火山岩作为填料，所述粗石英砂粒径为1～1.5mm，所述细石英砂粒径为0.2～0.8mm，所述火山岩粒径为1.5～2.7mm。优选地，所述粗石英砂、细石英砂、火山岩体积比为3～6：2～5：2～4。进一步的，所述粗石英砂、细石英砂、火山岩体积比为4：4：2。优选地，所述过渡区采用鹅卵石作为填料，所述鹅卵石粒径5～18mm，鹅卵石上方铺设有隔离层一，所述隔离层一用于防止滞留区和反硝化区的填料随水流入而堵塞连通口。优选地，所述出水区采用碎石作为填料，所述碎石粒径为5～10mm，出水区与反硝化区之间铺设有隔离层二，所述隔离层二用于防止反硝化区的填料随水流出。优选地，所述人工快渗系统还包括定时器和流量计，所述定时器(7)和流量计(8)安装于进水区之前，用于控制进水时间和流量。本技术的有益效果是：本技术提供的生态型人工快渗系统，通过硝化-滞留-反硝化过程实现氮素污染物的高效去除。总体而言，结构简单、操作简便、占地面积小，基建投资少；无需曝气供氧和污泥回流，节约电耗；不产生剩余污泥，减少二次污染。该生态型人工快渗系统实用价值高，尤其适合于受污染河流、农村分散污水、中小城镇生活污水以及市政管网尚未覆盖的边远地区污水的脱氮处理，值得在业内推广。附图说明图1是本技术生态型人工快渗系统结构示意图。附图标记说明：1、进水区；2、硝化区；3、滞留区；4、过渡区；5、反硝化区；6、出水区；7、定时器；8、流量计；9、隔离层一；10、隔离层二。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步的说明：如图1所示，本技术生态型人工快渗系统的机构示意图，包括快渗池本体，快渗池本体内设有进水区1、硝化区2、滞留区3、过渡区4、反硝化区5、出水区6、定时器7以及流量计8。过渡区4位于滞留区3和反硝化区5下方，滞留区3与反硝化区5通过过渡区4相互连通。待处理污水从进水区1依次渗入硝化区2、滞留区3，在滞留区3停留一段时间后经过渡区4升流至反硝化区5，在反硝化区5停留一段时间后从出水区6排出。定时器7和流量计8安装于进水区1之前。进水区1通过定时器7和流量计8控制进水时间和流量。硝化区2主要用于去除待处理污水中的大部分氨氮，该区采用粗河砂、细河砂、沸石砂均匀混合作为填料。滞留区3主要用于去除少部分硝化区2产生的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，同时为反硝化区5提供更稳定的进水水质和更适宜的反硝化环境，该区采用粗石英砂、细石英砂、火山岩均匀混合作为填料。过渡区4主要用于连通滞留区3和反硝化区5，使滞留区3的出水能够顺利流入反硝化区5，该区采用鹅卵石作为填料。反硝化区5主要用于去除大部分硝化区2产生的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。该区采用改性玉米芯作为填料。出水区采用碎石作为填料。以下通过具体实施例，对本技术的结构进行进一步详细说明，以进一步展示本技术的原理：在本实施例中，快渗池本体采用PVC板材制成，包括左侧池和紧邻于左侧池的右侧池。进水区1、硝化区2、滞留区3从上至下依次设置于左侧池内，出水区6和反硝化区5设置于右侧池内，且出水区6位于反硝化区5的上方。过渡区4设置于左侧池和右侧池的底部，位于滞留区3和反硝化区5的下方。在本实施例中，进水区1尺寸(长×宽×高)为(10×10×20)cm、硝化区2尺寸为(10×10×100)cm、滞留区3尺寸为(10×10×55)cm、过渡区4尺寸为(20×10×5)cm、反硝化区5尺寸为(10×10×50)cm、出水区6尺寸为(10×10×5)cm。硝化区2中的填料，粗河砂、细河砂、沸石砂分别占总体积的50％、30％、20％，粒径分别为0.55～0.85mm、0.15～0.35mm、1～2mm。控制湿干比为1:3，水力负荷周期为8h，通过淹水/落干交替运本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生态型人工快渗系统，其特征在于：包括快渗池本体，所述快渗池本体内设有进水区(1)、硝化区(2)、滞留区(3)、过渡区(4)、反硝化区(5)以及出水区(6)，所述过渡区(4)位于滞留区(3)和反硝化区(5)下方，待处理污水从进水区(1)依次渗入硝化区(2)、滞留区(3)，再经过渡区(4)升流至反硝化区(5)，所述硝化区(2)用于处理待处理污水中的氨氮，所述滞留区(3)用于初步处理硝化区(2)产生的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，所述过渡区(4)用于连通滞留区(3)和反硝化区(5)，所述反硝化区(5)用于进一步处理硝化区(2)产生的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。

【技术特征摘要】
1.一种生态型人工快渗系统，其特征在于：包括快渗池本体，所述快渗池本体内设有进水区(1)、硝化区(2)、滞留区(3)、过渡区(4)、反硝化区(5)以及出水区(6)，所述过渡区(4)位于滞留区(3)和反硝化区(5)下方，待处理污水从进水区(1)依次渗入硝化区(2)、滞留区(3)，再经过渡区(4)升流至反硝化区(5)，所述硝化区(2)用于处理待处理污水中的氨氮，所述滞留区(3)用于初步处理硝化区(2)产生的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，所述过渡区(4)用于连通滞留区(3)和反硝化区(5)，所述反硝化区(5)用于进一步处理硝化区(2)产生的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。2.根据权利要求1所述的生态型人工快渗系统，其特征在于：所述反硝化区(5)采用改性玉米芯作为填料，所述改性玉米芯采用反硝化污泥进行接种。3.根据权利要求2所述的生态型人工快渗系统，其特征在于：所述改性玉米芯包括高压蒸汽改性玉米芯、酸改性玉米芯或碱改性玉米芯中的一种，粒径为2～5mm。4.根据权利要求1-3任一所述的生态型人工快渗系统，其特征在于：所述硝化区(2)采用均匀混合的粗河砂、细河砂以及沸石砂作为填料，所述粗河砂粒径为0.55～0.85mm，所述细河砂粒径为0.15～0.35mm，所述沸石砂粒径为1～2mm。5.根据权利要求4所述的生态型人工快...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建强，陈佼，张青，邹亦凡，何军强，何小飞，张书翰，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：四川;51