專利名稱：生態(tài)組合塘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生態(tài)組合塘。
背景技術(shù)：
隨著我國水污染的加劇，水環(huán)境污染治理成為環(huán)保重點(diǎn)項(xiàng)目之一，生化水處理工藝是廢水治理重要的手段，目前通過生化法同時去除廢水中COD和氮磷，需要多個生化單元相組合，如A/0、A2O法等，均是通過厭氧、缺氧、好氧池的串聯(lián)實(shí)現(xiàn)的，這樣不僅增加了工藝流程的復(fù)雜程度，而且占地面積大，需要設(shè)備繁多，運(yùn)行成本高，處理效果甚至達(dá)不到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級B標(biāo)準(zhǔn)。同時在工藝處理過程中產(chǎn)生大量的剩余污泥， 如處理不當(dāng)會對周圍環(huán)境造成二次污染。目前污泥脫水和穩(wěn)定處理工藝費(fèi)用較高，異味大， 大大的增加了污水處理廠的運(yùn)行成本并影響污水廠空氣質(zhì)量。因此，開發(fā)一種運(yùn)行操作簡便，運(yùn)行成本低，處理效果好，污泥產(chǎn)生量少的工藝或設(shè)備是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種內(nèi)部有漂浮生化處理單元、在深度方向分為多個氧濃度梯度、污泥產(chǎn)生量少、出水水質(zhì)良好可達(dá)一級A標(biāo)準(zhǔn)的生態(tài)組合塘。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案
一種生態(tài)組合塘，其包括塘體、根據(jù)所述塘體的規(guī)模將其分為若干折流區(qū)的折流隔斷、 根據(jù)所述折流區(qū)的容積將其分為若干處理區(qū)的處理區(qū)隔斷、漂浮在所述處理區(qū)內(nèi)水體中的生化處理單元、進(jìn)水管路系統(tǒng)以及曝氣管路系統(tǒng)；所述生化處理單元包括主體框架、固定在所述主體框架中下部的曝氣裝置、分別設(shè)置在所述曝氣裝置上部和下部的填料層、包裹在所述主體框架四周的圍簾以及設(shè)置在所述主體框架上方的浮力板，所述曝氣裝置通過所述曝氣管路系統(tǒng)與風(fēng)機(jī)相連通。所述折流隔斷和處理區(qū)隔斷為表面涂有防水層的織物，底部固定在塘底，折流隔斷的高度高于水面，交替在兩端設(shè)置出水孔形成折流，處理區(qū)隔斷的高度為從塘底至所述生化處理單元底部。所述塘體包括塘底、塘坡以及變坡段，塘體采用HDPE膜進(jìn)行防滲處理，所述變坡段底部設(shè)置有擋墻，變坡段上種植植物護(hù)坡。所述進(jìn)水管路系統(tǒng)設(shè)置在所述HDPE膜下層，包括配水池、配水管以及分別通過所述配水管和所述配水池連通的配水點(diǎn)，進(jìn)水方式為梯度進(jìn)水，隨著配水點(diǎn)離出水口距離的增加增大配水量。所述生化處理單元為長方體或正方體，其體積為25 100m3，相鄰的生化處理單元之間的距離為I. 5^3米，其填料為纖維填料。所述浮力板表面設(shè)置有用來種植植物的草坪墊。所述曝氣管路系統(tǒng)包括與岸上的風(fēng)機(jī)連接的主管和支管，所述主管設(shè)置在所述生化處理單元的填料層和浮力板之間，所述支管從主管向下設(shè)置，固定在所述生化處理單元的主體框架的中下部，所述曝氣裝置為旋流曝氣裝置，設(shè)置在支管上。本發(fā)明的原理本發(fā)明生態(tài)組合塘處理進(jìn)水COD為450mg/L左右，廢水首先通過格柵去除其中大的漂浮物,然后通過配水池配水從配水管進(jìn)入塘體,廢水通過組合塘底部的配水點(diǎn)進(jìn)行分配，進(jìn)入到組合塘，塘體內(nèi)負(fù)荷均衡。在自然水體凈化和人工曝氣的作用下， 去除廢水中的COD和氮，生態(tài)組合塘有足夠的停留時間，污泥進(jìn)行了充分消化，塘底污泥幾乎不含有機(jī)污泥，污泥產(chǎn)生量低。如圖I所示，本發(fā)明生態(tài)組合塘從池塘底部往上分別為 厭氧區(qū)、兼氧區(qū)、好氧區(qū)、兼氧區(qū)和復(fù)氧區(qū)，相當(dāng)于A2O工藝再縱向串聯(lián)AO工藝進(jìn)行水處理， 對廢水COD和氮去除率很高。廢水中有機(jī)物(BOD5表示)的去除過程為在厭氧區(qū)有機(jī)物被厭氧微生物分解為小分子有機(jī)物，經(jīng)過兼氧和好氧區(qū)，有機(jī)物質(zhì)最終在兼氧和好氧微生物的作用下生成二氧化碳和水，由于生態(tài)組合塘內(nèi)好氧區(qū)以上有兼氧區(qū)和復(fù)氧區(qū)對廢水進(jìn)行進(jìn)一步加強(qiáng)處理，生態(tài)組合塘出水可達(dá)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A標(biāo)準(zhǔn)。廢水中氨氮分兩部分，一部分氨氮是原進(jìn)水中攜帶，另一部分是由生態(tài)組合塘內(nèi)微生物進(jìn)行氨化作用產(chǎn)生的，氨氮的去除是通過缺氧和好氧區(qū)完成，首先氨氮在好氧區(qū)發(fā)生硝化反應(yīng)生成硝酸鹽和亞硝酸鹽，在曝氣裝置形成氣流的作用下，生化處理單元周圍形成循環(huán)水流， 實(shí)現(xiàn)了硝酸鹽和亞硝酸鹽從好氧區(qū)到兼氧區(qū)的回流，從而使硝酸鹽和亞硝酸鹽在兼氧區(qū)發(fā)生反硝化，硝態(tài)氮最終變?yōu)榈獨(dú)?。由于本發(fā)明采用一種可產(chǎn)生強(qiáng)烈旋流的曝氣設(shè)備，使含硝酸鹽和亞硝酸鹽廢水循環(huán)充分，回流比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)混合液回流，因此廢水中氮去除率極高，氨氮去除率可達(dá)99. 5%以上，總氮去除率約75%。此外，生態(tài)組合塘的生化處理單元內(nèi)裝有填料，因此組合塘除了具有活性污泥法對污染物的吸附、降解等作用外，還有生物膜對廢水中污染物的處理過程，生物膜法對沖擊負(fù)荷抗擊能力強(qiáng)，為浮游后生動物提供棲息地，增加了組合塘生態(tài)鏈的豐富程度，促進(jìn)了生態(tài)體系的穩(wěn)定發(fā)展。本發(fā)明生態(tài)組合塘有以下優(yōu)點(diǎn)
I.水力停留時間長，污泥消化充分，高度穩(wěn)定化、無機(jī)化，污泥產(chǎn)生量少。2.同時塘體內(nèi)設(shè)有填料，具有活性污泥法和膜法處理兩種功能，無須污泥回流，抗沖擊符合能力強(qiáng)、處理效果好的特點(diǎn)。3.去除異味，深度曝氣水深度較大，通過上層水封作用，降低了塘底厭氧污泥產(chǎn)生的異味。4.可利用廢棄的池塘和低洼地作為生態(tài)組合塘，減少建設(shè)費(fèi)用和建設(shè)周期，組合塘主要設(shè)備為生化處理單元，生產(chǎn)簡單，無其它大型機(jī)械設(shè)備，設(shè)備投資費(fèi)用低。6.生態(tài)組合塘采用梯度配水，根據(jù)配水點(diǎn)離出水口遠(yuǎn)近采用不同的配水量，離出水口較遠(yuǎn)的位置進(jìn)水量最大，使污染物在處理區(qū)域的水力停留時間相同，每個配水管在其配水區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)污染物合理分配。7.通過浮力板的浮力實(shí)現(xiàn)生化單元上浮，不存在傳統(tǒng)生化單元填料的固定問題， 安裝和檢修方便。8.浮力板上表面設(shè)置的草坪墊可種植綠色植物，形成生物浮島，不僅進(jìn)一步加強(qiáng)了廢水氮的去除，而且有效防止了浮力板外包的防水織物的老化，同時美化了生態(tài)組合塘及其周圍環(huán)境，形成一道景觀。9.不需要污泥、混合液回流操作，不需要污泥處理，運(yùn)行操作簡單，污水處理廠定員少，對操作者要求較低。10.不需要污泥處理，運(yùn)行成本低。11.縱向結(jié)合氧氣濃度變化，實(shí)現(xiàn)了 A2O與AO多個工藝過程串聯(lián)，縱向A2O與AO串聯(lián)，脫氮效率高，末端投加藥劑除磷效果明顯。


圖I為本發(fā)明生態(tài)組合塘中生態(tài)組合單元的生態(tài)原理圖2為本發(fā)明折流隔斷和處理區(qū)隔斷設(shè)置的示意3為本發(fā)明生化處理單元及曝氣管路安裝示意4為填料單元結(jié)構(gòu)示意圖5為進(jìn)水管路示意圖6為塘體結(jié)構(gòu)示意圖。在附圖中1塘體、1-1塘底、1-2塘坡、1-3變坡段、1-4擋墻、1-5 HDPE膜、2處理區(qū)隔斷、3生化處理單元、3-1主體框架、3-2填料層、3-21上填料架、3-22下填料架、 3-23填料束、3-24配重塊、3-3曝氣裝置、3_4浮力板、3_6圍簾、3_7草坪墊、4折流隔斷、5-1配水點(diǎn)、5-2配水池、5-3配水管、6-1主管、6-2支管。在圖I中A代表復(fù)氧區(qū)，B代表兼氧區(qū)，C代表好氧區(qū)，D代表厭氧區(qū)。
具體實(shí)施例方式如圖2所示，本發(fā)明包括塘體I、根據(jù)所述塘體I的大小將其分為若干折流區(qū)的折流隔斷4、根據(jù)折流區(qū)的大小將其分為若干處理區(qū)的處理區(qū)隔斷2、漂浮在所述處理區(qū)內(nèi)水體中的生化處理單元3、進(jìn)水管路系統(tǒng)以及曝氣管路系統(tǒng)。塘體I利用天然低洼地帶或廢棄塘建造，包括塘底1-1、塘坡1-2和變坡段1-3，塘深6-9米，其塘底1-1和塘坡1-2均采用HDPE膜進(jìn)行防滲處理，塘底1_1 土壤鏟平碾壓密實(shí)，從下往上依次鋪墊細(xì)砂平整層、HDPE膜防滲層和保護(hù)層，保護(hù)層為500mm厚壓實(shí)覆土。 塘坡1-2首先鏟平，然后依次鋪墊細(xì)砂平整層和HDPE膜防滲層，其上不再覆土，坡體防滲膜與塘體防滲膜一起鋪設(shè)，兩者之間焊接為一體。塘坡的坡度為1:2. 5，塘坡1-2上方設(shè)置有變坡段1-3，所述變坡段底部設(shè)置有擋墻1-4，如圖6所示，可阻擋沿塘坡而下的雜物進(jìn)入塘體。變坡段的坡度為1:1，經(jīng)防滲處理后，在HDPE膜防滲層上覆種植土，然后鋪粒徑為 30-40mm的鵝卵石并種植植物，防止日照等對HDPE膜的損害，同時美化環(huán)境防止水土流失。生態(tài)組合塘分為若干個大的折流區(qū)，折流區(qū)采用折流隔斷4將其斷開，通過折流隔斷4兩端交替設(shè)置的過水孔實(shí)現(xiàn)折流，水流方向如圖2中箭頭所示，有效的防止生態(tài)組合塘的短流現(xiàn)象。折流隔斷4通過在其上邊緣捆綁浮力板實(shí)現(xiàn)上浮。在每個折流區(qū)根據(jù)配水點(diǎn)數(shù)量均勻的分為若干個處理區(qū)，每個處理區(qū)包括多組生化處理單元，處理區(qū)之間設(shè)置有處理區(qū)隔斷2，其高度為塘底至生化處理單元的底部，使處理區(qū)不完全斷開，水流可通過生化處理單元部分互通，既保證了處理區(qū)上部水流的流通，又有效防止了各處理區(qū)之間的相互影響。在塘體水流方向末端的處理區(qū)內(nèi)設(shè)置加藥管，對生態(tài)組合塘出水進(jìn)行除磷處理。如圖3所示，所述生化處理單元3包括主體框架3-1、固定在所述主體框架3-1的1/5-1/4高度處的曝氣裝置3-3、分別均勻設(shè)置在所述曝氣裝置3-3上部和下部的填料層 3-2、包裹在所述主體框架3-1四周的圍簾3-6以及設(shè)置在所述主體框架3-1上方的浮力板 3-4，所述曝氣裝置3-3通過曝氣管路與設(shè)置在岸上的風(fēng)機(jī)相連通。如圖4所示，所述填料層3-2在所述主體框架3-1中的固定方式為將填料束3_23 上下端分別固定在上填料架3-21和下填料架3-22上，上填料架固定在主體框架3-1下填料架3-22上設(shè)置配重塊3-24，將填料束拉伸，防止填料束隨水漂浮移動。所述生化處理單元3為長方體或正方體，其體積為25 100m3，相鄰的生化處理單元之間的距離為I. 5 3米，其填料為纖維填料。生化處理單元為生態(tài)組合塘最小的單元和核心部分，每個組合單元有其獨(dú)自的混合液回流循環(huán)，借助于該種特殊結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)理念實(shí)現(xiàn)COD和氮的去除。生化處理單元中主體框架用于填料單元、曝氣管及曝氣設(shè)備等的固定， 生化處理單元中的填料有利于形成生物膜加強(qiáng)對活性污泥法處理作用，填料底部配以配重塊，拉伸填料并防止填料隨水漂??；生化處理單元上的浮力板使生化處理單元漂浮。主體框架外周用圍簾進(jìn)行包裹，圍簾選擇耐腐蝕性和防水性好，不易老化的外層涂有防水層的粗厚織物，如帆布，借助曝氣器旋流效果和圍簾形成單元內(nèi)上下水流循環(huán)，實(shí)現(xiàn)混合液回流。如圖3和圖6所示，所述曝氣管路系統(tǒng)包括與設(shè)置在岸上的風(fēng)機(jī)連通的主管6-1 和支管6-2，所述主管6-1固定設(shè)置在所述生化處理單元3的主體框架3-1和浮力板3-4之間，將生化處理單元3串聯(lián)起來，與風(fēng)機(jī)連接的主管為鋼管，經(jīng)過變坡段，從變坡段底部至最邊緣的生化處理單元3的主管6-1 (即AB段)為橡膠軟管，可有效緩沖水流的沖力，避免器材受損；所述支管6-2從主管6-1向下設(shè)置，固定在所述生化處理單元3的主體框架3-1 的中下部，即其高度的1/5-1/4處，所述曝氣裝置3-3為旋流曝氣裝置，設(shè)置在支管6-2上， 與之連通。所述主管6-1的AB段上捆綁浮力板使整個曝氣管路上浮，并用固定在塘底的尼龍繩將AB段拉入水面以下，使組合塘的水面上更加整潔美觀。所述進(jìn)水管路系統(tǒng)設(shè)置在塘體I的HDPE膜下層，包括配水池5_2以及分別通過管路和所述配水池5-2連通的配水點(diǎn)5-1，如圖5所示，進(jìn)水方式為梯度進(jìn)水，隨著配水點(diǎn)離出水口距離的增加增大配水量。由于離塘體出水口較近的區(qū)域水力停留時間短，通過配水閥門上實(shí)行梯度配水，保證生態(tài)組合塘水力停留時間一致。所述浮力板3-4外表面設(shè)置有草坪墊3-7，浮力板通過水的浮力使生化處理單元在生態(tài)組合塘內(nèi)呈漂浮狀態(tài)，浮力板采用帆布等材質(zhì)進(jìn)行包裝，其上表面捆綁草坪墊，可在水面生長生物浮島，浮島的綠色植物不僅進(jìn)一步加強(qiáng)了廢水氮的去除，而且有效防止了浮力板上的外包材料的老化，同時美化了生態(tài)組合塘環(huán)境。本發(fā)明所涉及的深度曝氣生態(tài)組合塘，利用天然低洼地帶或廢棄塘建造生態(tài)組合塘，組合塘深6-9米，生態(tài)組合塘由若干個生化處理單元組成，生化處理單元沿水深度方向上形成厭氧、缺氧、好氧區(qū)等，通過污泥吸附、生物降解等多種作用進(jìn)行廢水處理，底部污泥在厭氧環(huán)境充分消化，污泥產(chǎn)生量極少，清理周期可達(dá)20年。處理實(shí)例
某污水處理廠的生態(tài)組合塘，處理規(guī)模7萬噸/天，容積為50萬方，分成五個折流區(qū)， 由于塘體形狀不規(guī)則，每個折流區(qū)分成4-6個處理區(qū)。系統(tǒng)正常運(yùn)行，出水水質(zhì)達(dá)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A標(biāo)準(zhǔn)，具體數(shù)據(jù)如表I所示
表I進(jìn)出水水質(zhì)表(單位mg/L)
權(quán)利要求
1.一種生態(tài)組合塘，其特征在于其包括塘體(I)、根據(jù)所述塘體(I)的規(guī)模將其分為若干折流區(qū)的折流隔斷(4)、根據(jù)所述折流區(qū)的容積將其分為若干處理區(qū)的處理區(qū)隔斷(2)、 漂浮在所述處理區(qū)內(nèi)水體中的生化處理單元(3)、進(jìn)水管路系統(tǒng)以及曝氣管路系統(tǒng)；所述生化處理單元(3)包括主體框架(3-1)、固定在所述主體框架(3-1)中下部的曝氣裝置 (3-3)、分別設(shè)置在所述曝氣裝置(3-3)上部和下部的填料層(3-2)、包裹在所述主體框架 (3-1)四周的圍簾(3-6)以及設(shè)置在所述主體框架(3-1)上方的浮力板(3-4)，所述曝氣裝置(3-3)通過所述曝氣管路系統(tǒng)與風(fēng)機(jī)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生態(tài)組合塘，其特征在于所述折流隔斷(4)和處理區(qū)隔斷(2) 為表面涂有防水層的織物，底部固定在塘底，折流隔斷(4)的高度高于水面，交替在兩端設(shè)置出水孔形成折流，處理區(qū)隔斷(2)的高度為從塘底至所述生化處理單元(3)底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生態(tài)組合塘，其特征在于所述塘體(I)包括塘底(1-1)、塘坡 (1-2)以及變坡段(1-3)，塘體采用HDPE膜(1-5)進(jìn)行防滲處理，所述變坡段(1-3)底部設(shè)置有擋墻(1-4)，變坡段(1-3)上種植植物護(hù)坡。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的生態(tài)組合塘，其特征在于所述進(jìn)水管路系統(tǒng)設(shè)置在所述 HDPE膜(1-5)下層，包括配水池(5-2)、配水管(5-3)以及分別通過所述配水管(5_3)和所述配水池(5-2)連通的配水點(diǎn)(5-1)，進(jìn)水方式為梯度進(jìn)水，隨著配水點(diǎn)離出水口距離的增加增大配水量。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生態(tài)組合塘，其特征在于所述生化處理單元(3)為長方體或正方體，其體積為25 100m3，相鄰的生化處理單元之間的距離為I. 5^3米，其填料為纖維填料。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生態(tài)組合塘，其特征在于所述浮力板(3-4)表面設(shè)置有用來種植植物的草坪墊(3-7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生態(tài)組合塘，其特征在于所述曝氣管路系統(tǒng)包括與岸上的風(fēng)機(jī)連接的主管(6-1)和支管(6-2 )，所述主管(6-1)設(shè)置在所述生化處理單元(3 )的填料層 (3-2)和浮力板(3-4)之間，所述支管(6-2)從主管(6-1)向下設(shè)置，固定在所述生化處理單元(3 )的主體框架(3-1)的中下部，所述曝氣裝置(3-3 )為旋流曝氣裝置，設(shè)置在支管(6-2 ) 上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生態(tài)組合塘，其包括塘體、根據(jù)所述塘體的規(guī)模將其分為若干折流區(qū)的折流隔斷、根據(jù)所述折流區(qū)的容積將其分為若干處理區(qū)的處理區(qū)隔斷、漂浮在所述處理區(qū)內(nèi)水體中的生化處理單元、進(jìn)水管路系統(tǒng)以及曝氣管路系統(tǒng)；所述生化處理單元包括主體框架、固定在所述主體框架中下部的曝氣裝置、分別設(shè)置在所述曝氣裝置上部和下部的填料層、包裹在所述主體框架四周的圍簾以及設(shè)置在所述主體框架上方的浮力板，所述曝氣裝置通過所述曝氣管路系統(tǒng)與風(fēng)機(jī)相連通。本發(fā)明生態(tài)組合塘氨氮去除效率極高，水力停留時間長，結(jié)合塘內(nèi)組合單元的旋流設(shè)計(jì)，脫氮效率高，污泥高度穩(wěn)定化無機(jī)化，污泥產(chǎn)生量僅為傳統(tǒng)的30%左右，清理周期可達(dá)20年，運(yùn)行成本低。
文檔編號C02F3/30GK102583734SQ201210012329
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者呂濱, 栗勇田 申請人:北京中環(huán)嘉誠環(huán)境工程有限公司