專利名稱：：小區(qū)中水景觀水改性沸石生物濾池處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于小區(qū)中水景觀污染水體的改性沸石生物濾池處理方法及其裝置，屬于水處理技術(shù)和水資源循環(huán)利用
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：隨著人們生活水平和人居環(huán)境質(zhì)量的提高，人們對整個居住小區(qū)的外部人文景觀、綠化和自然環(huán)境的要求也越來越高。在城市綠地、公園建設(shè)和大型標(biāo)志性建筑區(qū)中，人工湖泊、人工河道及景觀水池不斷涌現(xiàn)。從人居的角度看"水景"有許多的優(yōu)點(diǎn)，但隨著城市化水平和工業(yè)化程度的提高，水資源短缺和水污染加劇己日益嚴(yán)重，目前污水回用已經(jīng)成為解決城市缺水、提高水資源有效利用率、有效控制水體污染的一條重要途徑。由于中水是來自經(jīng)過一定處理的生活污水或不包含重污染工業(yè)廢水在內(nèi)的城市污水，因此中水雖然無毒無害，但其污染物本底值相對天然河道(湖泊)水較高，而且其自凈稀釋能力較天然河道(湖泊)水體差。另外，人工景觀水體屬于淺水水體，水深一般不超過2米，且水流緩慢。為此，采用中水作為原水和補(bǔ)充水的中水景觀水體比天然河道(湖泊)更易發(fā)生富營養(yǎng)化問題?！冻鞘形鬯偕镁坝^環(huán)境用水水質(zhì)(GB/T18921—2002)》中氮、磷指標(biāo)要求高于天然水體富營養(yǎng)化水平的臨界指標(biāo)，因此，富營養(yǎng)化問題是中水回用于景觀水體首先要考慮的主要問題，必須采取措施預(yù)防和控制景觀水體富營養(yǎng)化的發(fā)生。含氮污染物是引起水體富營養(yǎng)化的主要因素之一。氨氮是目前污水中最普遍也是影響較大的氮類污染物。目前污水廠二級出水往往氨氮、總氮等指標(biāo)達(dá)不到水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)有常規(guī)工藝無法保證水質(zhì)。隨著人們防止水體富營養(yǎng)化方面認(rèn)識的提高，各種脫氮方法相繼出現(xiàn)。目前，國內(nèi)外常用的脫氮的方法是膜過濾法、生物法和吸附法。膜過濾法可以使出水水質(zhì)得到很好的改善，但是膜的成本較高，一般僅限于對水質(zhì)要求較高，處理水量較小的場合使用，如小型的深度水處理等；而景觀水的處理水量都很大，顯然利用膜過濾的方法來處理景觀水是不現(xiàn)實(shí)的。傳統(tǒng)的生物法是采用活性污泥法，即采取缺氧一好氧兩級工藝，利用微生物的硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)，將污水中的氮去除。該方法對于污染較為嚴(yán)重的水體，去除水中的有機(jī)物，色度、濁度等常規(guī)指標(biāo)有著良好的去除效果，且成本較低。然而占地面積較大，工藝較為復(fù)雜。但是，該方法用于微污染的水體處理，成本較高。利用天然非金屬礦物處理廢水的研究是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一。其中，沸石的"微孔分子篩"結(jié)構(gòu)不僅決定了其良好的吸附性和離子交換性，而且非常適合微生物生長繁殖，從而引起水處理方面的廣泛關(guān)注。把沸石應(yīng)用到水處理中，在使用和處理過程中不會對環(huán)境造成二次污染，是一種環(huán)境友好材料。利用沸石的吸附與離子交換性質(zhì)去除污染物，具有占地面積小、工藝簡單、操作方便、高效快速以及無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。然而，天然沸石雖然具有良好的吸附性能，但因孔道往往被雜質(zhì)阻塞及排列不夠均勻等缺點(diǎn)，其吸附作用未能充分發(fā)揮。同時，沸石通過吸附和離子交換作用是將水相中氨氮濃縮和轉(zhuǎn)移到沸石固相中，但不會從根本上去除氨氮；沸石達(dá)到飽和以后，化學(xué)再生成本很高；沸石對除氨氮之外的其它形態(tài)氮(如亞硝氮、硝氮、有機(jī)氮)基本沒有去除作用，這限制了它在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用。綜上所述，縱觀各種景觀水處理技術(shù)和現(xiàn)今的脫氮技術(shù)，無論采用何種單一的景觀處理技術(shù)，均分別在經(jīng)濟(jì)、能耗、時效或二次污染控制等方面存在或多或少的問題，至今沒有一套經(jīng)濟(jì)、可靠的實(shí)用方法或系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明公開了一種改性沸石生物濾池處理方法及其裝置，其目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中采用膜過濾法，由于膜的成本較高，僅限于處理水量較小的場合使用；采用傳統(tǒng)的生物法占地面積較大，工藝較為復(fù)雜，用于微污染的水體處理，成本較高；利用天然非金屬礦物處理廢水，不會從根本上去除氨氮，沸石達(dá)到飽和以后，化學(xué)再生成本很高，同時對除氨氮之外的其它形態(tài)氮基本沒有去除作用等弊端。無論采用何種單一的景觀處理技術(shù)，均不能達(dá)到滿意效果。為克服上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種用于小區(qū)中水景觀污染水體的改性沸石生物濾池處理方法及其裝置，目的在于為中水景觀水體的水質(zhì)凈化提供一種經(jīng)濟(jì)高效無污染的新技術(shù)。通過構(gòu)建改性沸石生物濾池這樣一種結(jié)合了生物與改性沸石優(yōu)點(diǎn)的處理方法及其系統(tǒng)裝置，實(shí)現(xiàn)小區(qū)中水景觀水體的水質(zhì)凈化，解決當(dāng)前景觀污染水體處理方法所無法根治的氮和溶解性污染物的問題。小區(qū)中水景觀水改性沸石生物濾池處理方法，其特征在于受污染的中水景觀池污水由進(jìn)水泵打入進(jìn)水儲水箱，經(jīng)計量泵及其進(jìn)水管汲入水量調(diào)節(jié)池后，從底部穿孔板流入改性沸石填料區(qū)，并與改性沸石及其附著的生物膜進(jìn)行充分的接觸，使污染物得以去除，然后經(jīng)溢流沉淀池流入出水池后，經(jīng)出水管重新排入中水景觀水池。所述的改性沸石填料區(qū)為兼氧環(huán)境，其溶解氧(DO)保持在lmg/L左右，水力停留時間為lh左右。所需氧氣由曝氣機(jī)及其曝氣管提供，需要放空時可采用放空管。所述的改性沸石通過高溫焙燒進(jìn)行改性，使得到的改性沸石孔穴增大，比表面積增加，晶形得到重整，提高對氨氮的吸附和離子交換性能，有利于生物附著在其表面。所述的改性沸石填料區(qū)是將改性沸石投放到生物濾池中，生物濾池液面保持與改性沸石面相平。所述的生物膜是將活性污泥均勻投加到改性沸石生物濾池中，每天曝氣4個小時，停4小時，如此循環(huán)，并加入葡萄糖和碳酸銨等營養(yǎng)物質(zhì)，加速生物膜在沸石表面生長。當(dāng)大量褐色絮狀物生長于改性沸石表面，沸石表層部分出現(xiàn)綠色藻類，并有出現(xiàn)大量浮游動物時，逐漸減少曝氣的時間，直到每天曝氣l個小時。小區(qū)中水景觀水改性沸石生物濾池處理裝置，中水景觀池由進(jìn)水泵經(jīng)進(jìn)水管與進(jìn)水儲水箱連接，計量泵經(jīng)進(jìn)水管與進(jìn)水儲水箱和水量調(diào)節(jié)池連接，其特征在于改性沸石填料區(qū)與水量調(diào)節(jié)池之間的壁板底部連接穿孔板；改性沸石填料區(qū)與沉淀池、出水池依次連接，沉淀池低于改性沸石填料區(qū)，出水池低于沉淀池；水量調(diào)節(jié)池、改性沸石填料區(qū)、沉淀池、出水池底部的出口與放空管連接。水量調(diào)節(jié)池的進(jìn)水管連接在池的側(cè)壁，出水池的出水管連接在出水池的側(cè)壁。改性沸石填料區(qū)其側(cè)壁上均勻間隔連接有至少3個曝氣支管，所有曝氣支管并聯(lián)在一個曝氣管上，曝氣管與曝氣機(jī)連接。本發(fā)明由于生物膜內(nèi)部從靠近水體一側(cè)到靠近改性沸石表面一側(cè)的溶解氧濃度逐漸降低，因此可實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化作用(SND)，使得在較短的時間和較低的曝氣量條件下，實(shí)現(xiàn)對氨氮和總氮良好的去除效果。另外，微生物還可以吸收利用改性沸石所吸附的氨氮進(jìn)行硝化反應(yīng)，進(jìn)而進(jìn)行反硝化反應(yīng)，使原本吸附到改性沸石孔穴內(nèi)的污染物得以去除，孔穴獲得疏通，從而改性沸石得到再生。本發(fā)明用于小區(qū)中水景觀污染水體的改性沸石生物濾池處理方法及其裝置，同時基于吸附原理和生物反應(yīng)原理，無需另外投加混凝劑，運(yùn)行過程中動態(tài)進(jìn)水、動態(tài)出水，由于改性沸石良好的脫氮性能，大大縮短了裝置的水力停留時間，曝氣量也大大減少，每天曝氣lh即可。天然沸石來源廣泛，廉價易得；改性方法工藝簡單，其飽和后通過生物作用再生，成本低且避免了二次污染；從投入到運(yùn)行能耗低，成本低，且操作維護(hù)方便。本發(fā)明還具有以下特點(diǎn)和積極效果(1)小區(qū)中水景觀水體的原水及補(bǔ)充水源，采用小區(qū)生活污水經(jīng)處理后達(dá)到景觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T18921-2002)的中水，最大限度地減少水污染、節(jié)約水資源。(2)改性沸石生物濾池處理裝置的填料區(qū)采用對氨氮有很高吸附效果的改性沸石填入。并在改性沸石上進(jìn)行掛膜，利用改性沸石和生物膜的聯(lián)合作用在低溶解氧，較短的水力停留時間內(nèi)達(dá)到良好的脫氮效果，并且對COD等污染物也有良好的去除效果。出水水質(zhì)達(dá)到景觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T18921-2002)。(3)改性沸石生物濾池中，改性沸石吸附氨氮飽和以后，不需要將裝置停止，可以通過生物作用促使其重新恢復(fù)吸附氨氮的能力，即改性沸石獲得再生，其再生成本低且不會產(chǎn)生二次污染問題。(4)改性沸石生物濾池處理裝置，在連續(xù)運(yùn)行過程中，側(cè)向進(jìn)水，側(cè)向出水，方式靈活，使得該裝置在水處理的布置上更加靈活。(5)用于小區(qū)中水景觀污染水體的改性沸石生物濾池處理方法及其裝置，結(jié)合了改性沸石的吸附、離子交換與生物處理技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，如表1所示，并通過計量泵、電磁閥、控制器等與計算機(jī)聯(lián)接，依據(jù)水質(zhì)監(jiān)測儀獲得的水質(zhì)指標(biāo)值，實(shí)現(xiàn)高層次裝置運(yùn)行與水質(zhì)監(jiān)測的自動化。表1改性沸石生物濾池處理方法與傳統(tǒng)景觀水處理法比較<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>附圖1為小區(qū)中水景觀水改性沸石生物濾池處理裝置示意圖。1.中水景觀池、2.進(jìn)水泵、3.進(jìn)水儲水箱、4.計量泵、5.進(jìn)水管、6.水量調(diào)節(jié)池、7.穿孔板、8.改性沸石填料區(qū)、9.沉淀池、10.出水池、11.曝氣管、12.曝氣機(jī)、13.出水管、14.放空管。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但本實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種結(jié)合了改性沸石吸附與生物作用優(yōu)點(diǎn)的用于小區(qū)中水景觀污染水體的改性沸石生物濾池處理方法及其裝置。如圖1所示受污染的中水景觀池1污水由進(jìn)水泵2打入進(jìn)水儲水箱3，經(jīng)計量泵4及其進(jìn)水管5汲入水量調(diào)節(jié)池6后，從底部穿孔板7流入改性沸石填料區(qū)8，并與改性沸石及其附著的生物膜進(jìn)行充分的接觸，使污染物得以去除，然后經(jīng)溢流沉淀池9流入出水池10后，經(jīng)出水管13重新排入中水景觀水池1。改性沸石填料區(qū)為兼氧環(huán)境，其溶解氧(DO)保持在lmg/L左右，水力停留時間為lh左右。所需氧氣由曝氣機(jī)12及其曝氣管11提供，需要放空時可采用放空管14。該裝置中，改性沸石填料區(qū)液面保持與改性沸石面相平，污水通過改性沸石良好吸附作用、離子交換性作用和生物膜生物作用聯(lián)合去除中水景觀水體中的污染物?；谔烊环惺旧韺Π钡奈叫阅埽ㄟ^高溫焙燒方法對天然沸石進(jìn)行改性研制，使得到的改性沸石孔穴增大，比表面積增加，晶形得到重整，對氨氮的吸附和離子交換性能大大提高，并且更有利于生物附著在其表面，從而增加了生物量。由于改性沸石良好的去除氨氮效果，在裝置中可以很好的削弱進(jìn)水氨氮的峰值，同時為微生物創(chuàng)造一個良好的生活環(huán)境，有利于污染物高效穩(wěn)定的去除。生物膜所用活性污泥取自污水處理廠的二沉池回流污泥，將活性污泥均勻投加到改性沸石生物濾池中，每天曝氣4個小時，停4小時，如此循環(huán)，使活性污泥均勻分布于改性沸石表面，并定期加入葡萄糖和碳酸銨等營養(yǎng)物質(zhì)，加速生物膜在沸石表面生長。一段時間后，發(fā)現(xiàn)有大量褐色絮狀物生長于改性沸石表面，沸石表層部分出現(xiàn)綠色藻類，并有出現(xiàn)大量浮游動物，這表示已經(jīng)形成成熟的生物膜。此后逐漸減少曝氣的時間，直到每天曝氣l個小時。生物膜形成并成熟后，中水景觀污染水在連續(xù)流過改性沸石生物濾池過程中，得到凈化處理，其中改性沸石生物濾池保持液面與改性沸石面相平。該裝置可以在短時間很好的去除污水中的污染物。同時，由于生物膜之間溶解氧濃度不同，可實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化作用(SND)，使得在較短的時間和較低的曝氣量條件下，實(shí)現(xiàn)對氨氮和總氮良好的去除效果。另外，微生物還可以吸收利用改性沸石所吸附的氨氮進(jìn)行硝化反應(yīng)，進(jìn)而進(jìn)行反硝化反應(yīng)，使原本吸附到改性沸石孔穴內(nèi)的污染物得以去除，孔穴獲得疏通，從而改性沸石得到再生。小區(qū)中水景觀水改性沸石生物濾池處理裝置，中水景觀池1由進(jìn)水泵2經(jīng)進(jìn)水管5與進(jìn)水儲水箱3連接，計量泵4經(jīng)進(jìn)水管5與進(jìn)水儲水箱3和水量調(diào)節(jié)池6連接，其特點(diǎn)是改性沸石填料區(qū)8與水量調(diào)節(jié)池6之間的壁板底部連接穿孔板7;改性沸石填料區(qū)8與沉淀池9、出水池10依次連接，沉淀池9低于改性沸石填料區(qū)8，出水池10低于沉淀池9;水量調(diào)節(jié)池6、改性沸石填料區(qū)8、沉淀池9、出水池10底部的出口與放空管14連接；水量調(diào)節(jié)池6的進(jìn)水管5連接在池的側(cè)壁，出水池10的出水管13連接在出水池的側(cè)壁。改性沸石填料區(qū)8其側(cè)壁上均勻間隔連接有至少3個曝氣支管，3個曝氣支管并聯(lián)在一個曝氣管11上，曝氣管ll與曝氣機(jī)12連接。本發(fā)明用于小區(qū)中水景觀污染水體的改性沸石生物濾池處理方法及其裝置，同時基于吸附原理和生物反應(yīng)原理，無需另外投加混凝劑，由于改性沸石良好的脫氮性能，大大縮短了裝置的水力停留時間，曝氣量也大大減少，每天曝氣lh即可。天然沸石來源廣泛，廉價易得；而改性方法工藝簡單，而飽和后通過生物作用再生，成本低且避免了二次污染；從投入到運(yùn)行能耗低，成本低，且操作維護(hù)方便。用于小區(qū)中水景觀污染水體的改性沸石生物濾池裝置，可通過計量泵、電磁閥、控制器等與計算機(jī)聯(lián)接，依據(jù)水質(zhì)監(jiān)測儀獲得的水質(zhì)指標(biāo)值，實(shí)現(xiàn)高層次裝置運(yùn)行與水質(zhì)監(jiān)測的自動化。采用本發(fā)明的方法及其裝置經(jīng)處理后的出水水質(zhì)可達(dá)到景觀水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T18921-2002)。本發(fā)明可廣泛用于各類景觀水系的水處理及循環(huán)利用。權(quán)利要求1.小區(qū)中水景觀水改性沸石生物濾池處理方法，其特征在于受污染的中水景觀池污水由進(jìn)水泵打入進(jìn)水儲水箱，經(jīng)計量泵及其進(jìn)水管汲入水量調(diào)節(jié)池后，從底部穿孔板流入改性沸石填料區(qū)，并與改性沸石及其附著的生物膜進(jìn)行充分的接觸，使污染物得以去除，然后經(jīng)溢流沉淀池流入出水池后，經(jīng)出水管重新排入中水景觀水池。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的小區(qū)中水景觀水改性沸石生物濾池處理方法，其特征在于所述的改性沸石填料區(qū)為兼氧環(huán)境，其溶解氧(DO)保持在lmg/L左右，水力停留時間為lh左右；所需氧氣由曝氣機(jī)及其曝氣管提供，需要放空時可采用放空管。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的小區(qū)中水景觀水改性沸石生物濾池處理方法，其特征在于所述的改性沸石通過高溫焙燒進(jìn)行改性，使得到的改性沸石孔穴增大，比表面積增加，晶形得到重整，提高對氨氮的吸附和離子交換性能，有利于生物附著在其表面。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的小區(qū)中水景觀水改性沸石生物濾池處理方法，其特征在于所述的改性沸石填料區(qū)是將改性沸石投放到生物濾池中，生物濾池液面保持與改性沸石面相平。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的小區(qū)中水景觀水改性沸石生物濾池處理方法，其特征在于所述的生物膜是將活性污泥均勻投加到改性沸石生物濾池中，每天曝氣4個小時，停4小時，如此循環(huán)，并加入葡萄糖和碳酸銨等營養(yǎng)物質(zhì)，加速生物膜在沸石表面生長。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的小區(qū)中水景觀水改性沸石生物濾池處理方法，其特征在于當(dāng)大量褐色絮狀物生長于改性沸石表面，沸石表層部分出現(xiàn)綠色藻類，并有大量浮游動物時，逐漸減少曝氣的時間，直到每天曝氣l個小時。7.小區(qū)中水景觀水改性沸石生物濾池處理裝置，中水景觀池由進(jìn)水泵經(jīng)進(jìn)水管與進(jìn)水出水箱連接，計量泵經(jīng)進(jìn)水管與進(jìn)水出水箱和水量調(diào)節(jié)池連接，其特征在于改性沸石填料區(qū)與水量調(diào)節(jié)池之間的壁板底部連接穿孔板；改性沸石填料區(qū)與沉淀池、出水池依次連接，沉淀池低于改性沸石填料區(qū)，出水池低于沉淀池；水量調(diào)節(jié)池、改性沸石填料區(qū)、沉淀池、出水池底部的出口與放空管連接；8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的小區(qū)中水景觀水改性沸石生物濾池處理裝置，其特征在于水量調(diào)節(jié)池的進(jìn)水管連接在池的側(cè)壁，出水池的出水管連接在出水池的側(cè)壁。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的小區(qū)中水景觀水改性沸石生物濾池處理裝置，其特征在于改性沸石填料區(qū)其側(cè)壁上均勻間隔連接有至少3個曝氣支管，所有曝氣支管并聯(lián)在一個曝氣管上，與曝氣機(jī)連接。全文摘要小區(qū)中水景觀水改性沸石生物濾池處理方法及裝置，受污染的中水景觀池污水由進(jìn)水泵打入進(jìn)水儲水箱，經(jīng)計量泵及其進(jìn)水管汲入水量調(diào)節(jié)池后，從底部穿孔板流入改性沸石填料區(qū)，并與改性沸石及其附著的生物膜進(jìn)行充分的接觸，使污染物得以去除，然后經(jīng)溢流沉淀池流入出水池后，經(jīng)出水管重新排入中水景觀水池。改性沸石填料區(qū)為兼氧環(huán)境，其溶解氧(DO)保持在1mg/l左右，水力停留時間為1h左右。所需氧氣由曝氣機(jī)及其曝氣管提供，需要放空時可采用放空管。改性沸石通過高溫焙燒進(jìn)行改性并將其和活性污泥均勻投放到生物濾池，液面保持與改性沸石面相平。采用本發(fā)明處理后，水質(zhì)達(dá)標(biāo)效果顯著，成本低且避免了二次污染。文檔編號C02F1/42GK101306869SQ20081004353公開日2008年11月19日申請日期2008年6月20日優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日發(fā)明者娟呂,張道方,躍曾,坤李,王瑞璞,袁利芬,珊黃申請人:上海理工大學(xué)