[发明专利]一种基于农业废弃物碳缓释强化生物脱氮同步除磷的改进型人工快渗一体化装置及其应用

说明书

本发明公开了一种基于农业废弃物碳缓释强化生物脱氮同步除磷的改进型人工快渗一体化装置及其应用，属于污水处理技术领域。该装置包括进水箱、进水管、布水器、人工快渗池、出水管；进水箱通过进水管与布水器相连通，进水管上设有蠕动泵，布水器安装在人工快渗池顶部，人工快渗池包括上下互通的上池体和下池体，上池体顶部开口，上池体内从上至下依次设有保护层、布水层、第一滤料层、毛细阻断层，下池体和上池体法兰连接，下池体内从上至下依次设有缓释碳源层、第二滤料层、承托层，所述出水管一端与承托层底部相连通，另一端与毛细阻断层底部平齐。本发明装置结构简单，对污水的脱氮除磷效果好。

技术领域

本发明涉及一种基于农业废弃物碳缓释强化生物脱氮同步除磷的改进型人工快渗一体化装置及其应用，属于污水处理技术领域。

背景技术

我国大多数的农村地区尤其是中西部干旱、半干旱地区，农村污水处理设施严重滞后，污水处理效果差，造成受纳水体污染严重，严重威胁水资源质量，生活污水处理迫在眉睫。干旱、半干旱地区人口量小且分布较分散，污水量小且波动大、污水收集困难，加之经济水平低，投入到污水处理上的资金和精力有限，基建设施不完全，这直接制约了污水处理技术推广和应用，因此，需要寻求经济适用、运行稳定可靠、能耗低、处理效果好、操作简单的污水处理工艺。

与传统污水处理技术相比，人工快速渗滤系统具有占地面积较小、运行成本低(投资仅为常规污水处理的1/3～1/2)和不排泥，水力负荷高、操作管理简便等优点，在处理小城镇及农村生活污水和受污染的地表水时效果明显。

人工快速渗滤系统是在传统土壤渗滤系统基础上，采用渗透性能良好的渗滤介质如天然河砂代天然土层，大大提高了水力负荷(1～3m/d)，采用干湿交替布水方式，并充分利用渗滤介质过滤截留、吸附及其微生物代谢作用以降解水体中污染物，达到净化水质的目的，其中微生物的代谢作用对污染物的去除占据主导地位。人工快速渗滤池上部呈现好氧环境，快渗池下部呈现缺氧/厌氧环境，污水中的有机物主要在好氧微生物的作用下被氧化降解，有机氮在微生物的作用下转化为氨氮，氨氮在人工快速渗滤系统中需要经历填料吸附、硝化和反硝化3 个过程，通过生物机制与非生物机制协同去除，其中，在快渗池上部好氧条件下，氨氮通过硝化作用转化为硝态氮，在快渗池下部缺氧/厌氧环境条件下，硝态氮通过反硝化作用被去除，人工快速渗滤系统对COD、BOD以及NH₃-N的去除效果分别可达85％、90％、90％以上，然而由于有机碳源在快渗池上部被去除导致下部有机碳源不足，在快渗池下部的厌氧反硝化受到一定限，导致人工快速渗滤系统对TN的去除率低，约为10～30％。通过投加外加碳源如甲醇、乙醇、乙酸钠以及葡萄糖等化合物可以改善人工快渗系统的脱氮效果，但这些液体碳源的投加存在投加量难以控制、过量易造成二次污染、成本偏高等问题，且甲醇等物质的投加需要一定的微生物适应期，通过探索廉价易得的碳源比如天然植物或农业废弃物，来实现“以废治废”是一种很好的选择，但是天然植物或农业废弃物存在释碳不够持久、效果不稳定等问题。此外，人工快速渗滤系统对TP的去除是在主要通过化学沉淀与吸附作用，而普通的填料对磷的吸附效果十分有限，一般来说，人工快速渗滤系统对TP的去除率仅为40～60％。

因此，开发出一种新型的高效脱氮除磷的人工快速渗滤系统对推广人工快速渗滤技术的应用，对实现水资源的综合利用，提高对能源的利用效率，实现绿色经济的可持续发展有重要意义。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种基于农业废弃物碳缓释强化生物脱氮同步除磷的改进型人工快渗一体化装置及其应用，该装置结构简单，对污水的脱氮除磷效果好。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：