[发明专利]分级生物过滤介质及其制备方法、分级生物过滤系统

说明书

本发明公开了一种分级生物过滤介质及其制备方法、分级生物过滤系统，包括：用于对初期雨水和/或合流制溢流污水进行一级处理的生物过滤填料，及用于对经过一级处理的初期雨水和/或合流制溢流污水进行二级处理的生物滞留复合介质填料，生物过滤填料包括火山岩；生物滞留复合介质填料包括以下质量百分比：给水厂污泥3％～10％、粗砂50％～60％、细沙10％～15％、种植土20％～25％、椰糠2％～8％。本发明的分级生物过滤介质，包括对初期雨水和/或合流制溢流污水进行一级处理的生物过滤填料和二级处理的生物滞留复合介质填料，既能保证经过分级生物过滤介质处理后的出水水质，又能避免因负荷过高造成生物滞留复合介质填料堵塞。

技术领域

本发明涉及海绵城市建设和低影响开发领域，特别地，涉及一种分级生物过滤介质。此外，本发明还涉及一种包括上述分级生物过滤介质的制备方法、分级生物过滤系统。

背景技术

近年来，中国水污染控制的力度在不断加大，但水污染恶化的趋势还没得到根本的遏制，同时随着对点源污染的有效控制，初期雨水和合流制溢流污水(简称CSO)等带来的面源污染问题在我国引起越来越多的关注。经过国家推广和宣传，利用低影响开发技术处理雨水理念为越来越多的人所接受。目前初期雨水和CSO等面源污染治理的方式大致可分为三类：源头、过程以及末端控制，常用的控制措施主要有生物滞留设施、溢流调蓄池、化学增强的一级处理、人工湿地等。但是，我国初期雨水和CSO污染源集中释放位置往往空间受限，现有的常规控制措施或是占地面积较大，实施较困难，或是运营成本高，且污染物去除率受季节和水量水质变化影响较大，处理效果不稳定，无法适应我国雨水和CSO污染变化特征。

生物过滤设施以填料为生物膜载体，利用生物膜中微生物氧化分解作用，填料及生物膜的吸附截留作用和沿水流方向形成的食物链分级捕食作用以及生物膜内部微环境和厌氧段的反硝化作用来净化污水，是污水处理中常用的一种生物处理技术。但不曝气且负荷较高时处理效果较差。同时填料性能对生物过滤设施处理效能、工程造价及运行费用影响最较大。多年以来，人们一直致力于研发比表面积大、微生物附着量多、运行效果好、价格低廉的填料。

生物滞留设施起源于二十世纪九十年代末的美国，由于其能够有效地控制面源污染，同时在尺寸、布局、位置等方面比较灵活，已逐渐成为国外广泛应用的径流雨水处理设施。近年来，随着我国海绵城市建设的逐步发展，生物滞留设施逐渐引起国内相关科研人员的重视，并开始探讨其处理各种来源的废水的可能性。生物滞留设施的基本原料之一就是具有保水性高、渗透能力强、有机质释放慢的复合介质填料。现有技术中的复合介质填料主要有四种形式：一是以腐殖土为基本原料的复合介质填料；二是以泥炭为基本原料的复合介质填料；三是以沙土为基本原料的复合介质填料；四是以种植土为基本原料的复合介质填料。但腐殖土、种植土中的营养物容易随着径流释放到受纳水体，且水的渗透性较差；沙土虽然渗透性能好，但保水性差，限制了植物选择，对景观效果产生了一些影响；泥炭属于不可再生的自然资源，很多地区都禁止开采泥炭。因此，需寻求一种固磷、除氮，减少二次污染、可持续发展的复合介质填料。

发明内容

本发明提供了一种分级生物过滤介质及其制备方法、分级生物过滤系统，以解决现有的处理初期雨水和/或合流制溢流污水的污染物去除效果不稳定，无法适应我国初期雨水和/或合流制溢流污水变化特征，处理方式单一，无法满足水质各项指标，且使用的填料成本较高，无法实现推广应用的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种分级生物过滤介质，包括：用于对初期雨水和/或合流制溢流污水进行一级处理的生物过滤填料，及用于对经过一级处理的初期雨水和/或合流制溢流污水进行二级处理的生物滞留复合介质填料，生物过滤填料包括火山岩；生物滞留复合介质填料包括以下质量百分比：给水厂污泥3％～10％、粗砂50％～60％、细沙10％～15％、种植土20％～25％、椰糠2％～8％。