專利名稱：蚯蚓生態濾池-反硝化生物濾池組合系統處理有機污水工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于環境保護領域，具體涉及一種塔式蚯蚓生態濾池-反硝化生物 濾池組合系統處理有機污水工藝。
背景技術：
隨著經濟社會的快速發展，我國的水污染已從城市擴大到廣大農村，面 源污染日益嚴重。農村生活污水是面源污染的重要組成部分，由于污水處理 設施建設的滯后，大量沒有經過處理的生活污水直接排入溝渠、河流，最終 進入湖泊等受納水體，加劇了水環境的污染，特別是農村生活污水中富含氮 磷，是引起水體富營養化的重要原因。因此為了實現對面源污染的有效控制， 對農村生活污水進行收集處理己迫在眉睫。
國內外農村生活污水治理技術眾多，但幾乎都采用生物處理方法，這與 生物方法相對物理、化學等方法能耗低、效率較高的特點密不可分。國內外 生活污水的主要處理技術和工藝有①高效藻類塘處理技術，包括好氧塘、 兼性塘、厭氧塘、水生生物氧化塘和曝氣塘等。②土地處理為主的技術，包 括慢速滲濾、快速滲濾、地表漫流、人工濕地和地下滲濾等。③厭氧一兼氧 無動力/有動力農村污水處理技術，以厭氧消化工藝為主體，利用生物膜、生 物濾池等手段進行兼氧、好氧分解，輔以生物氧化塘做深度處理，通過多級 自流、分段處理、逐級降解的形式處理農村生活污水。④組合工藝處理技術， 單一的處理工藝通常很難滿足排放要求，采用"生物"和"生態"相結合的組合 處理方式，可達到較高的去除效果，形成具有顯著優勢的農村生活污水處理 技術途徑，因此組合工藝越來越受到重視。
南京大學自主研發的塔式蚯蚓生態濾池是一種高效的污水處理技術，具 有良好的去除懸浮物、有機物、氨氮和總磷的效果，此外該技術還具有投資低、工藝簡單、操作方便、占地面積小、維護和運行費用低、無剩余污泥產
生等特點，但由于水力停留時間較短，存在N(V-N和N(V-N積累的現象。 反硝化生物濾池(DNBF)是集生物降解、固液分離于一體的污水處理工藝， 其高效、低耗、生物量大和在反硝化方面具有技術優勢等特點使得DNBF在 污水深度處理領域得到迅速推廣，但其存在對進水懸浮物濃度要求較高、易 堵塞和運行周期短等缺點。
發明內容
本發明的目的是針對單一的塔式蚯蚓生態濾池和反硝化生物濾池在污水 去除方面存在的不足，將塔式蚯蚓生態濾池和DNBF兩種污水處理工藝有機 結合起來，提供一種組合合理、處理效果好、能耗低和運行費用低的有機污 水處理工藝。
本發明的目的可以通過以下措施達到
一種蚯蚓生態濾池-反硝化生物濾池組合系統處理有機污水工藝，先將有 機污水進行固液分離，分離后的污水排入調節池進行調節混勻，污水調節后 通過布水器灑在蚯蚓生態濾池表層，在經過蚯躬l生態濾池處理后出水，出水 調節C/N后進入反硝化生物濾池(DNBF)進行處理，反硝化生物濾池出水 達到GB8978-1996的一級排放標準。布水器可以采用旋轉式布水器，這樣可 以將污水均勻地灑在蚯蚓生態濾池表層。蚯蚓生態濾池中的污水在蚯蚓、微 生物和植物的協同作用下能夠去除廢水中SS、 COD、 NlV-N禾l]TP;反硝化 生物濾池能夠強化去除其中的N03:N和N02'-N等。最終出水可應用于農業 灌溉、景觀用水等。
其中蚯蚓生態濾池為塔式蚯躬l生態濾池；反硝化生物濾池為缺氧型生物 濾池；有機污水為生活污水、養殖廢水、屠宰污水、啤酒飲料污水和食品加 工污水中的一種或幾種。
本發明首先將有機污水進行固液分離，固液分離后的污水和其它污水可 以直接通過布水器進入蚯蚓生態濾池，也可以先一起進入調節池，經調節后 的污水泵入塔式蚯蚓生態濾池。蚯蟲引生態濾池根據蚯蚓具有提高土壤通氣透水性能和促進有機物質的分解轉化等生態學功能而設計，類似于垂直流人工
濕地和土地快滲處理系統。蚯蚓生態濾池一般由3個塔層組成，即三級塔式 蚯蚓生態濾池，每個塔層填料配置基本一致，從底部至頂部依次填充鵝卵石、 碎青石、細砂和人工土壤；其中粒徑25mm 40mm鵝卵石，8cm 10cm;粒 徑5mm 20mm碎青石，15cm 20cm;粒徑0mm 2mm細砂，15cm 20cm; 30cm 50cm人工土壤層；每一級塔層高度為50cm 120cm。采用的蚯蚓為大 平2號，主要生活在土壤層，蚯蚓在土壤中的接種密度為4g 15g/L。第一級 和第二級塔層下面布有均勻的出水孔， 一級塔層的出水孔與第二級塔層表面 之間和二級塔層的出水孔與第三級塔層表面之間均有20 30cm的空間,這樣 可以保證整個塔式濾池有兩次以上的好氧一厭氧一層間滴落充氧的循環過 程，使得污水的處理效率大幅提高。污水在塔式蚯蚓生態濾池中的水力停留 時間為0.5 4小時，水力負荷控制在0.2 1.4mV(m2'd)，干濕比為3:l，對COD、 NH4+-N、 TP和SS去除率分別在85。/。、 95%、 98%和90%以上。
經三級蚯蚓生態濾池處理后，N(V-N和NCV-N出現部分積累的現象， 而有機物幾乎已被完全降解，三級出水平均C/N比為0.65 0.89，欲進行深度 處理，需在三級出水中添加碳源調節C/N比， 一般調至4:1 10:1，碳源可以 采用葡萄糖、乙酸鈉或甲醇，以葡萄糖為外加碳源時最佳C/N比7:1 10:1。
調節C/N比后的三級出水，SS濃度較低，滿足了 DNBF對SS濃度要求 較高的特點，從而可以緩解DNBF易堵塞、水頭損失較大和運行周期短等缺 點，延長其運行周期，減少反沖洗次數，同時DNBF可以有效去除蚯蚓生態 濾池出水中的N03--N和N02 -N。該DNBF由圓形有機玻璃柱加工而成，進 水方式為上流式，濾池的底部設有進液口，進液口之上依次為布水穿孔板、 承托層、反沖洗曝氣管和生物填料層，頂部設有出水口和溢流口，塔式蚯蟲弓l 生態濾池的三級出水口通過管道與DNBF底部的進液口相連接。生物填料層 的填料為生物陶粒，石英砂，沸石，活性炭，聚苯乙烯，聚氯乙稀或聚丙烯 等。
污水在DNBF中的水力停留時間為8h 14h ， 水力負荷為1.5~2.8m3/(m2'd)，濾速為10m/h 18m/h。經DNBF處理后，TN、 NO/-N和 NCV-N去除率均在88%以上，出水穩定達到一級排放標準。
本工藝需定期對反硝化生物濾池進行反沖洗，反沖洗水從反硝化生物濾
池流出后與原水(固液分離后的污水)混合后一起進入塔式蚯躬l生態濾池再 進行處理。
蚯蚓生態濾池采用干濕交替方式運行，干濕比為3:1;反硝化生物濾池 為連續運行。
本發明工藝采用"生態"和"生物"相結合的組合處理方式，將兩種污水處 理方法進行有機結合，提供一種蚯蚓生態濾池-反硝化生物濾池組合系統處理 有機污水的工藝，可對有機污水進行有效處理，塔式蚯頓生態濾池用于去除 污水大部分污染物，如COD、 NH4+-N、 TP和SS等，反硝化生物濾池則用 于去除污水中的NO/-N和N02~N， 二者之間相互協同不僅發揮了每種處理 方法的最佳效果優勢，而且還克服了兩者的缺點，達到了高效率污水處理的 目的。該工藝處理出水水質可以穩定達到GB8978-1996的一級排放標準，并 可應用于農業灌溉、景觀用水。全程實現了生態化、低成本和無二次污染， 并可實現資源化利用的要求。
圖1是本發明的塔式蚯蚓生態濾池-反硝化生物濾池組合系統處理有機 污水工藝流程圖。
具體實施例方式
實施例1:太湖流域某村一座日處理量為20t的生活污水處理系統
將農戶家化糞池上清液、廚余廢水、洗衣廢水和洗浴廢水等各種污水由 管道收集后固液分離，污水排入調節池進行調節混勻，調節后的污水通過布 水器灑在蚯蚓生態濾池表層，進入塔式蚯蚓生態濾池進行處理，水力負荷控
制在0.25m3/(m2'd)，干濕比3:1 ，經過塔式蚯蚓生態濾池2h后對污水中COD、 NH4+-N、 TP和SS去除率分別為92。/。、 99%、 99%和96%。三級濾池出水采 用葡萄糖調節C/N比為8:1，從底部進入DNBF濾池，以生物陶粒為濾料，水力負荷控制在1.7m3/(m2'd)，水力停留時間控制在8h，濾速控制在12m/h， DNBF段TN和NCV-N去除率分別為94%和98%， DNBF出水可達國家污 水綜合排放標準(GB8978-1996)—級標準。
測試指標COD (mg/L)SS (mg/L)NH/-N (mg/L)TN (mg/L)N03、N (mg/L)NCV-N (mg/L)TP (mg/L)
蚯蚓生態濾池進水238.66268.5770,1675.331.370.087.59
蚯蚓生態濾池三級出水18.239.580.9630.6928.360.090.044
DNBF出水10.585.200.991.850.620.020.040
組合工藝系統去除率(％)96989898557599
實施例2:某小型養殖場一座日處理量為80t的豬場廢水處理系統
某養殖場采用干濕分離收集方式清洗豬場，排放的廢水主要來自豬舍的 沖洗廢水和豬尿。各個豬舍的廢水通過溝渠流至化糞池，化糞池上清液泵入 調節池進行調節混勻，出水通過布水器灑在蚯蚓生態濾池表層，進入塔式蚯
蚓生態濾池進行處理。水力負荷控制在lmV(mld)，經過塔式蚯蚓生態濾池 4h后對污水中COD、 NH4+-N、 TP禾卩SS去除率分別為85%、 92%、 95%和 卯％。三級濾池出水采用甲醇調節C/N比為5:1，從底部進入DNBF濾池， 以沸石為濾料，水力負荷控制在4.2mS/(n^d)，水力停留時間控制在10h，濾 速控制在10m/h, DNBF段TN和N03'-N去除率分別為87°/。和88%。
測試指標 COD SS TN N03'-N N02'-N TP
_(mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L)
蚯蚓生態濾池進水 800~3000 2000 3600 300~500 318 550 30~45 0.5~2 10~20
蚯蚓生態濾池出水 卯~223 90~255 10~15 150 286 135~250 0.6~2.5 0J~0.7
DNBF出水 30~80 10 18 6 10 25 47 15~33 0.卜0.6 0.1-0.5
實施例中采用的設備
三級塔式蚯蚓生態濾池由3個塔層組成，每個塔層填料配置基本一致，從底部至頂部依次填充粒徑25mm 40mm鵝卵石，8cm 10cm;粒徑 5mm 20mm碎青石，15cm 20cm;粒徑0mm 2mm細砂，15cm 20cm; 30cm 50cm人工土壤層。采用的蚯蚓為大平2號，主要生活在土壤層，蚯蚓 在土壤中的接種密度為4g 15g/L。第一級和第二級塔層下面布有均勻的出水 孔， 一級塔層的出水孔與第二級塔層表面之間和二級塔層的出水孔與第三級 塔層表面之間均有20~30cm的空間。
反硝化生物濾池由圓形有機玻璃柱加工而成，進水方式為上流式，濾 池的底部設有進液口，進液口之上依次為布水穿孔板、承托層、反沖洗曝氣 管和生物填料層，頂部設有出水口和溢流口，塔式蚯蚓生態濾池的三級出水 口通過管道與DNBF底部的進液口相連接。生物填料層的填料即濾料。
權利要求
1、一種蚯蚓生態濾池-反硝化生物濾池組合系統處理有機污水工藝，其特征在于先將有機污水進行固液分離，分離后的污水排入調節池進行調節混勻，污水調節后通過布水器灑在蚯蚓生態濾池表層，在經過蚯蚓生態濾池處理后出水，出水調節C/N后進入反硝化生物濾池進行處理，反硝化生物濾池出水達到GB8978-1996的一級排放標準。
2、 根據權利要求1所述的蚯蚓生態濾池-反硝化生物濾池組合系統處理 有機污7K工藝，其特征在于所述的有機污水選自生活污水、養殖廢水、屠宰 污水、啤酒飲料污水或食品加工污水中的一種或幾種。
3、 根據權利要求1所述的蚯蚓生態濾池-反硝化生物濾池組合系統處理 有機污水工藝，其特征在于所述的蚯蚓生態濾池為塔式蚯蚓生態濾池。
4、 根據權利要求3所述的蚯蚓生態濾池-反硝化生物濾池組合系統處理 有機污水工藝，其特征在于所述的蚯蚓生態濾池為三級塔式蚯蚓生態濾池， 其中每級塔式蚯蚓生態濾池的填料，從底部至頂部依次填充鵝卵石、碎青石、 細砂和人工土壤；每一級塔層高度為50cm 120cm。
5、 根據權利要求1、 3或4所述的蚯蚓生態濾池-反硝化生物濾池組合系 統處理有機污水工藝，其特征在于蚯蚓生態濾池采用干濕交替方式運行，布 水通過旋轉式布水器完成，污水在蚯蚓生態濾池中的停留時間為0.5h 4h， 塔式蚯蚓生態濾池的水力負荷為0.2 1.4m3/(m2'd)，干濕比為3:1。
6、 根據權利要求1所述的蚯蚓生態濾池-反硝化生物濾池組合系統處理 有機污水工藝，其特征在于蚯蚓生態濾池出水調節C/N至4:1 10:1 ，調節C/N 所采用的碳源選自甲醇、葡萄糖或乙酸鈉中的一種或幾種。
7、 根據權利要求1所述的蚯蚓生態濾池-反硝化生物濾池組合系統處理 有機污水工藝，其特征在于所述的反硝化生物濾池為上流式缺氧生物濾池， 濾池的底部設有進液口，進液口之上依次為布水穿孔板、承托層、反沖洗曝 氣管和生物填料層，頂部設有出水口和溢流口，塔式蚯蚓生態濾池的出水口通過管道與反硝化生物濾池底部的進液口相連接。
8、 根據權利要求7所述的蚯蚓生態濾池-反硝化生物濾池組合系統處理 有機污水工藝，其特征在于所述的生物填料層中的填料為生物陶粒、石英砂、 沸石、活性炭、聚苯乙烯、聚氯乙稀或聚丙烯。
9、 根據權利要求1或7所述的蚯蚓生態濾池-反硝化生物濾池組合系統 處理有機污水工藝，其特征在于反硝化生物濾池采用連續運行方式，污水在 反硝化生物濾池中的停留時間為8h 14h，反硝化生物濾池的水力負荷為 1.5~2.8m3/(m2'd)，濾速為10m/h~18m/h。
10、 根據權利要求1所述的蚯蚓生態濾池-反硝化生物濾池組合系統處理 有機污水工藝，其特征在于定期對反硝化生物濾池進行反沖洗，反沖洗水從 反硝化生物濾池流出后與固液分離后的污水混合后一起進入塔式蚯蚓生態濾 池再進行處理。
全文摘要
本發明公開了一種蚯蚓生態濾池-反硝化生物濾池組合系統處理有機污水工藝，先將有機污水進行固液分離，分離后的污水排入調節池進行調節混勻，調節后的污水通過布水器灑在蚯蚓生態濾池表層，經過蚯蚓生態濾池處理后的出水，調節C/N后進入反硝化生物濾池進行處理，反硝化生物濾池出水達到GB8978-1996的一級排放標準。本發明針對單一的塔式蚯蚓生態濾池和反硝化生物濾池在有機污水去除方面存在的不足，采用“生態”和“生物”相結合的組合處理方式，將塔式蚯蚓生態濾池和DNBF兩種污水處理工藝有機結合起來，提供一種組合合理、處理效率高和運行費用低的有機污水處理工藝，出水可以穩定達到GB8978-1996的一級排放標準，并可應用于農業灌溉、景觀用水。全程實現了生態化、低成本和無二次污染，并可實現資源化利用的要求。
文檔編號C02F3/32GK101607775SQ20091003212
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月9日 優先權日2009年7月9日
發明者琳 倫, 張繼彪, 方彩霞, 汪龍眠, 王衛平, 羅興章, 鄒星星, 正 鄭, 郭飛宏, 陳廣銀 申請人:南京大學