一种污水生态处理组合工艺 【技术领域】
本发明属于污水处理技术领域，具体地说是一种预处理-人工湿地污水生态处理组合工艺。
背景技术
人工湿地污水处理是污水生态处理最重要的类型之一，它是将污水有控制地投配到土地上，利用土壤-湿生植物-微生物复合系统的物理、化学、生物学特征对污水中的水肥资源加以回收利用，对污水中可降解污染物进行净化的工艺技术，它不仅起到污水净化的作用，而且通过营造湿地环境，形成独特的自然人工复合生态景观。以人工湿地系统为代表的污水生态处理系统具有投资低，出水水质好、抗冲击力强、增加绿地面积、改善和美化生态环境、操作简单、维护和运行费用低廉等众多优点。
人工湿地污水生态处理技术自20世纪70年代以来得到广泛应用，但处理系统占地面积过大严重限制了该技术在我国的应用，而且，在北方地区，冬季过低的气温也严重限制了该项技术的应用范围(文献1：孙铁珩、周思毅等，城市污水土地处理系统技术指南，1997，北京，中国环境科学出版社；文献2：高拯民、李宪法等，城市污水土地处理利用设计手册，1991，北京，中国标准出版社)。
【发明内容】
本发明目的提供一种可以提高污水的处理效率、不受地区、气温限制并且占地面积较小的污水生态处理组合工艺。
本发明技术方案是：采用可控式浮动生物床技术作为系统的预处理部分，同时对潜流型人工湿地内部结构进行优化，实现浮动生物床技术与人工湿地污水生态处理技术的有机结合；浮动生物床工艺中冬季与春夏秋季采用不同的运行方式(通过不同的气水比控制)，在保证处理效果的同时，最大限度地降低污水处理系统的运行费用，同时人工湿地污水生态处理系统与城市生态景观建设实现有机结合；工艺流程为：取污水经过调节池后由水泵提升至浮动生物床系统进行预处理，浮动生物床出水经沉淀池沉淀后进入潜流湿地系统，污泥浓缩后清运；
其中：所述浮动生物床工艺参数为：在非植物生长季节，控制浮动生物床系统的气水比为8∶1-10∶1；在植物生长季节，控制浮动生物床系统气水比为3∶1-4∶1；所述潜流型人工湿地系统为水平流与垂直流相结合的布水方式；所述湿地系统由亚粘土层、砂土层以及砾石填料层以及底部的防渗层组成；所述砾石填料层为4～8层不同粒径的砾石层，自上而下、粒径由小到大布置，第一砾石层与底层砾石层的直径为d20-d30毫米、中间砾石层直径分别为d5-d15毫米、d10-d25毫米依次设置；所述防渗层为粘土、防水布、粘土三层依次设置；经潜流型湿地后的部分污泥可经提水泵站提升，再次进入浮动生物床系统。
本发明具有如下有益效果：
1.本发明将浮动生物床技术与人工湿地污水生态处理技术有机结合，预处理工艺采用可控式浮动生物床技术，湿地处理采用潜流型人工湿地系统，其中潜流型湿地为水平流与垂直流相结合的布水方式，既可以提高污水的处理效率(进水COD280mg/L，BOD120mg/L，出水可达COD50mg/L，BOD10mg/L)，又可以保证系统的终年运行。
2.采用本发明污水处理系统处理生活污水不受地区、气温限制。在冬季，由于提高了浮动生物床系统地气水比(8∶1～10∶1)，使浮动生物床系统出水可以达到城镇二级污水处理厂二级标准，浮动生物床系统出水经人工湿地系统处理后可达到再生水回用于景观水体的水质标准。在夏季，由于降低了浮动生物床系统气水比(3∶1～4∶1)，使浮动生物床系统的出水优于常规一级处理出水，充分利用人工湿地系统的净化功能，系统出水水质达到再生水回用于景观水体的水质标准。
3.占地面积小，处理1m3/d污水仅需占地2～4m2。
4.采用本发明可以将人工湿地污水生态处理系统与城市生态景观建设实现有机结合，并特别适用于我国北方地区。
【附图说明】
图1为本发明工艺流程图。
图2为本发明潜流型湿地系统结构示意图。
图3-1为图2中散水管或集水管钻孔截面结构示意图。
图3-2为图2中散水管或集水管钻孔侧面结构示意图。
【具体实施方式】
实施例1
处理对象为典型生活污水，COD280mg/L，BOD120mg/L，采用图1所示工艺进行处理。污水经过调节池(格栅、沉砂池)，由水泵提升至浮动生物床系统进行预处理，浮动生物床出水进沉淀池，沉淀池出水进入水平潜流构筑湿地系统，污泥浓缩后清运(部分污泥可经提水泵站提升，再次进入浮动生物床系统)。
预处理过程中，植物生长季节(夏季)采用一级处理和间歇曝气的运行方式，仅保证浮动生物床填料达到悬浮状态，浮动生物床系统的特点是气水比为3∶1，可去除污水中约1/3以上的CODCr，CODCr降到160～180mg·L-1，BOD5降至70-80mg·L-1，可以满足湿地进水的水质要求；非植物生长季节(冬季)则增加曝气量(本实施例浮动生物床系统气水比为8∶1)，提高系统运行负荷，出水可以达到CODCr值100-120mg·L-1，BOD5值50mg·L-1，可减少由于冬季温度降低，湿地处理负荷与处理效率下降对出水效果的影响，能够保障系统冬季稳定运行。
如图2、3所示，经过浮动生物床处理后的污水进入水平流与垂直流相结合的复合型潜流湿地，湿地系统由亚粘土层、砂土层以及4层不同粒径的砾石填料层以及防渗层组成，自上而下4层砾石的直径分别为25～30、8～10、15～20、20～30毫米。底部为防渗层，防渗层依次为粘土、防水布、粘土三层防护，保证系统出水的回收与利用，种植植物为芦苇。在春夏秋季，人工湿地系统的进水COD160-180mg·L-1，BOD5 70-80mg·L-1，出水COD低于50mg·L-1，BOD5低于10mg·L-1。
湿地系统的散水管上每10-15cm有4个直径为1cm的布水圆孔，保证系统的均匀布水；集水系统包括集水管(与散水管结构相同)和集水渠，集水管外接可调高度的排水管，将处理后的污水收集后由集水渠排出。布水管和散水管均为PVC管，
所述第一砾石层与散水管高度基本相同，将大部分污水布于第一砾石层中，污水在湿地系统中水平推流与垂直流运动相结合，流经各层砾石填料层后，湿地系统中的净化效率显著提高。
实施例2
与实施例1不同之处在于：本实施例中人工湿地的植物种类为茭白。
植物生长季节(夏季)采用一级处理和间歇曝气的运行方式，仅保证浮动生物床填料达到悬浮状态，浮动生物床系统气水比为4∶1；非植物生长季节(冬季)则增加曝气量(本实施例浮动生物床系统气水比为10∶1)。
经过浮动生物床处理后的污水进入水平流与垂直流相结合的复合型潜流湿地，湿地系统由亚粘土层、砂土层以及6层不同粒径的砾石填料层以及防渗层组成，自上而下6层砾石的直径分别为20～25、5～10、10～15、15～20、20～25、25～30毫米。
其效果：进水COD280mg/L，BOD120mg/L，出水COD50mg/L，BOD10mg/L。
相关比较例
用常规活性污泥法处理同类污水，出水COD100mg·L-1，BOD5 30mg·L-1。