申請日2017.10.11

　　公開(公告)日2017.12.22

　　IPC分類號C02F3/34; C02F3/28; C02F101/16; C02F101/10; C02F101/20

　　摘要

　　本發明涉及一種基于厭氧氨氧化的生活污水級聯池及人工濕地凈化方法，所述生活污水級聯池包括處理池，該處理池包括主體、隔層、出水口;該處理池的兩個長邊對稱設置定位槽，所述隔層的兩端插入于定位槽中，該隔層將所述處理池分割成多個獨立的小池，即級聯池;所述隔層上設置過水孔以使多個所述級聯池相互連通，其中相鄰兩個所述隔層上的過水孔分別設置在隔層頂部、隔層底部，使得污水在處理池中U型流動，通過基質吸附和微生物的共同作用，使污水中氮磷及重金屬污染得到凈化，具有投入少、見效快效率高、生態環保等優點。

　　權利要求書

　　1.一種基于厭氧氨氧化的生活污水級聯池，其特征在于：包括處理池(1)，該處理池(1)包括主體、隔層(3)和出水口;該處理池(1)的兩個長邊對稱設置定位槽(4)，所述隔層(3)的兩端插入于定位槽(4)中，該隔層(3)將所述處理池(1)分割成多個獨立的小池即級聯池(2);所述隔層(3)上設置過水孔(5)以使多個所述級聯池(2)相互連通，其中相鄰兩個所述隔層(3)上的過水孔(5)分別設置在隔層頂部、隔層底部，使污水在所述處理池(1)中呈U型流動。

　　2.根據權利要求1所述的基于厭氧氨氧化的生活污水級聯池，其特征在于：所述處理池(1)的深度為6-12m，寬度為10-15m，處理池(1)的長度按照公式L=V/W×H×(5～7倍)m計算，其中，L為待挖處理池(1)的長度，V為每天處理污水的體積，W為待挖處理池(1)的寬度，H為待挖處理池(1)的深度。

　　3.根據權利要求1所述的基于厭氧氨氧化的生活污水級聯池，其特征在于：所述隔層上平行設置過水孔3-10個，其中奇數隔層的過水孔(5)設置在隔層頂部，距離隔層頂部10-30cm的位置，偶數隔層的過水孔(5)設置在隔層底部，距離池底0-10cm的位置。

　　4.根據權利要求1-3任一項所述的基于厭氧氨氧化的生活污水級聯池，其特征在于：在兩個相鄰的所述級聯池中，其中一個填充碳酸鹽石子，另一個填充鵝卵石和鐵礦渣的混合物，填充高度至隔層頂端。

　　5.根據權利要求4所述的基于厭氧氨氧化的生活污水級聯池，其特征在于：在奇數級聯池的下部填充粒徑3.5-7.5cm的碳酸鹽石子，在該層石子上方填充粒徑1.5-3.5cm的碳酸鹽石子，填充高度至隔層頂端;在偶數級聯池中填充粒徑3-5cm的鵝卵石和粒徑1-4cm鐵礦渣的混合物，填充高度至隔層頂端。

　　6.一種基于厭氧氨氧化的生活污水級聯池的人工濕地凈化方法，其特征在于：包括如下步驟：

　　1)、處理池(1)的建造：在靠近污水源的位置挖掘方形處理池一個，池壁及池底按照常規方法用鋼筋骨架及混凝土澆筑，確保堅固不滲水;

　　2)、級聯池(2)的設置：在步驟1)建好的處理池(1)的長邊每隔1-3m設置豎向隔層(3)，把所述的處理池(1)分割成多個獨立的小型池，即級聯池(2);

　　3)、過水孔(5)的設置：在步驟2)完成的級聯池(2)的隔層(3)上平行設置過水孔(5)3-10個，其中奇數隔層(3)的過水孔(5)設置在隔層頂部，距離隔層頂部10-30cm的位置，偶數隔層(3)的過水孔(5)設置在隔層(3)底部，距離池底0-10cm的位置;

　　4)、基質填充：在奇數級聯池(2)的下部1/3-1/2范圍中填充粒徑3.5-7.5cm的碳酸鹽石子，然后在該層石子上方填充粒徑1.5-3.5cm的碳酸鹽石子，填充高度至隔層頂端;在偶數級聯池中填充粒徑3-5cm的鵝卵石和粒徑1-4cm鐵礦渣的混合物，填充高度至隔層頂端;

　　5)、糞液的配制：收集新鮮的雞鴨糞便、豬糞便和牛糞便，且進行混合，然后用水5-15倍將上述糞液混合液進行稀釋;

　　6)、糞液預處理：將步驟5)稀釋后的糞液混合液放置在密閉容器中，靜置于溫度15-30℃的環境中12-24小時;

　　7)、厭氧菌的增殖：從生活污水處理廠采集新鮮的活性污泥，將其放入步驟6)中所述的密閉容器中，所述活性污泥與糞液的體積比為1:50-100，攪拌3-10分鐘，將容器密封，放置在22-38℃的環境中厭氧發酵14-35天;

　　8)、菌液的制備：將步驟7)發酵后的糞液用4-20目篩子過濾，去除較大顆粒固體雜質，濾出液即為菌液，放置在密閉容器中保存;

　　9)、厭氧菌的接種：將步驟4)填充基質后的處理池(1)的出水口關閉，然后將步驟8)制備的菌液灌入級聯池中，將處理池中的基質完全浸沒上述菌液，然后用塑料薄膜將處理池(1)的上口完全覆蓋，以保持處理池密閉，在18-35℃的環境中靜置7-14天后，將糞液從處理池(1)的出水口放出，即完成厭氧菌的接種;

　　10)、級聯池(2)的運行：在步驟9)完成后，將生活污水從第一個級聯池(2)注入，入水流速按照公式U=L×W×H/24×(5～8倍)m3/小時計算，其中，U為進水流速，L為處理池長度，W為處理池寬度，H為處理池深度，生活污水從處理池流出后即可得到凈化。

　　7.根據權利要求6所述的基于厭氧氨氧化的生活污水級聯池的人工濕地凈化方法，其特征在于：所述處理池(1)的深度為6-12m，寬度為10-15m，處理池(1)的長度按照公式L=V/W×H×(5～7倍)m計算，其中，L為待挖處理池(1)的長度，V為每天處理污水的體積，W為待挖處理池(1)的寬度，H為待挖處理池(1)的深度。

　　8.根據權利要求6所述的基于厭氧氨氧化的生活污水級聯池的人工濕地凈化方法，其特征在于：所述鵝卵石與鐵礦渣的重量比為135-175:1。

　　9.根據權利要求6所述的基于厭氧氨氧化的生活污水級聯池的人工濕地凈化方法，其特征在于：所述的雞鴨糞便、豬糞便和牛糞便依次按照重量比為1:3.5-5.5:7.5-12.5混合。

　　10.根據權利要求6所述的基于厭氧氨氧化的生活污水級聯池的人工濕地凈化方法，其特征在于：所述的水為天然河水或靜置12-48小時的自來水中的一種;所述的生活污水為經過3-5mm篩過濾的生活污水。

　　說明書

　　基于厭氧氨氧化的生活污水級聯池及人工濕地凈化方法

　　技術領域

　　本發明涉及一種用于富氮生活污水的凈化方法，具體地，涉及一種基于厭氧氨氧化的生活污水級聯池及人工濕地凈化方法，屬于環境工程領域。

　　背景技術

　　生活污水含有大量的氮磷等營養物質和重金屬元素，是造成環境污染的重要因素之一。污水處理廠可以將生活污水中氮磷及重金屬去除，達到凈化的目的。但污水處理廠的建造及運營成本很高，與日益受到重視的能源節約型廢水處理的理念不符。在上世紀90年代中期，厭氧氨氧化(Anammox)在歐洲被發現，Anammox是指在厭氧條件下自養的Anammox細菌利用NH4+作為電子供體，NO2-作為電子受體，通過氧化還原作用將液態無機氮轉化為氮氣，從而去除氨氮和亞硝酸鹽的過程。該過程因無需有機碳和氧氣、脫氮效能高、污泥產量低等優點而受到重視。人工濕地是一種利用基質、微生物及植物的相互作用去除水體中污染物的生態系統，具有投資少，耗能低，維護方便，環境經濟效益好等特點。近年來，利用人工濕地去除污水中氮的處理技術在我國得到了廣泛的應用。人工濕地分為表面流濕地、垂直流濕地和混合流濕地，混合流濕地將垂直流濕地和水平流濕地相結合，達到取長補短的疊加效果，從而實現了污水凈化的高效率。

　　發明內容

　　為了解決上述技術問題，本發明目的提供基于厭氧氨氧化的生活污水級聯池及人工濕地凈化方法，實現污水凈化的高效率。

　　根據本發明的第一目的，提供一種基于厭氧氨氧化的生活污水級聯池，包括處理池，該處理池包括主體、隔層、出水口;該處理池的兩個長邊對稱設置定位槽，所述隔層的兩端插入于定位槽中，該隔層將所述處理池分割成多個獨立的小池，即級聯池;所述隔層上設置過水孔以使多個所述級聯池相互連通，其中相鄰兩個所述隔層上的過水孔分別設置在隔層頂部、隔層底部，使污水在所述處理池中呈U型流動。

　　作為優選，所述處理池的深度為6-12m，寬度為10-15m，處理池的長度按照公式L=V/W×H×(5～7倍)m計算，其中，L為待挖處理池的長度，V為每天處理污水的體積，W為待挖處理池的寬度，H為待挖處理池的深度。

　　作為優選，在所述處理池的末端底部設置出水孔。

　　更作為優選，在所述出水孔的孔徑為30-80cm。

　　更作為優選，所述過水孔的孔徑為10-30cm。

　　作為優選，所述處理池的長邊每隔1-3m設置豎向的隔層。

　　更作為優選，所述隔層上平行設置過水孔3-10個，其中奇數隔層的過水孔設置在隔層頂部，距離隔層頂部10-30cm的位置，偶數隔層的過水孔設置在隔層底部，距離池底0-10cm的位置。

　　作為優選，在兩個相鄰的所述級聯池中，其中一個填充碳酸鹽石子，另一個填充鵝卵石和鐵礦渣的混合物，填充高度至隔層頂端。

　　更作為優選，在奇數級聯池的下部填充粒徑3.5-7.5cm的碳酸鹽石子，在該層石子上方填充粒徑1.5-3.5cm的碳酸鹽石子，填充高度至隔層頂端;在偶數級聯池中填充粒徑3-5cm的鵝卵石和粒徑1-4cm鐵礦渣的混合物，填充高度至隔層頂端。

　　更作為優選，在奇數級聯池的下部1/3-1/2范圍中填充粒徑3.5-7.5cm的碳酸鹽石子。

　　根據本發明的第二目的，提供一種基于厭氧氨氧化的生活污水級聯池的人工濕地凈化方法，包括如下步驟：

　　1)、處理池的建造：在靠近污水源的位置挖掘方形處理池一個，池壁及池底按照常規方法用鋼筋骨架及混凝土澆筑，確保堅固不滲水;

　　2)、級聯池的設置：在步驟1)建好的處理池的長邊每隔1-3m設置豎向隔層，把所述的處理池分割成多個獨立的小型池，即級聯池(2);

　　3)、過水孔的設置：在步驟2)完成的級聯池的隔層上平行設置過水孔3-10個，其中奇數隔層的過水孔設置在隔層頂部，距離隔層頂部10-30cm的位置，偶數隔層的過水孔設置在隔層底部，距離池底0-10cm的位置;

　　4)、基質填充：在奇數級聯池的下部1/3-1/2范圍中填充粒徑3.5-7.5cm的碳酸鹽石子，然后在該層石子上方填充粒徑1.5-3.5cm的碳酸鹽石子，填充高度至隔層頂端;在偶數級聯池中填充粒徑3-5cm的鵝卵石和粒徑1-4cm鐵礦渣的混合物，填充高度至隔層頂端;

　　5)、糞液的配制：收集新鮮的雞鴨糞便、豬糞便和牛糞便，且進行混合，然后用水5-15倍將上述糞液混合液進行稀釋;

　　6)、糞液預處理：將步驟5)稀釋后的糞液混合液放置在密閉容器中，靜置于溫度15-30℃的環境中12-24小時;

　　7)、厭氧菌的增殖：從生活污水處理廠采集新鮮的活性污泥，將其放入步驟6)中所述的密閉容器中，所述活性污泥與糞液的體積比為1:50-100，攪拌3-10分鐘，將容器密封，放置在22-38℃的環境中厭氧發酵14-35天;

　　8)、菌液的制備：將步驟7)發酵后的糞液用4-20目篩子過濾，去除較大顆粒固體雜質，濾出液即為菌液，放置在密閉容器中保存;

　　9)、厭氧菌的接種：將步驟4)填充基質后的處理池的出水口關閉，然后將步驟8)制備的菌液灌入級聯池中，將處理池中的基質完全浸沒上述菌液，然后用塑料薄膜將處理池的上口完全覆蓋，以保持處理池密閉，在18-35℃的環境中靜置7-14天后，將糞液從處理池的出水口放出，即完成厭氧菌的接種;

　　10)、級聯池的運行：在步驟9)完成后，將生活污水從第一個級聯池注入，入水流速按照公式U=L×W×H/24×(5～8倍)m3/小時計算，其中，U為進水流速，L為處理池長度，W為處理池寬度，H為處理池深度，生活污水從處理池流出后即可得到凈化。

　　作為優選，所述處理池的深度為6-12m，寬度為10-15m，處理池的長度按照公式L=V/W×H×(5～7倍)m計算，其中，L為待挖處理池的長度，V為每天處理污水的體積，W為待挖處理池的寬度，H為待挖處理池的深度;在所述處理池末端底部設置孔徑30-80cm的出水孔。

　　作為優選，所述的過水孔的孔徑為10-30cm。

　　作為優選，所述鵝卵石與鐵礦渣的重量比為135-175:1。

　　作為優選，所述的雞鴨糞便、豬糞便和牛糞便依次按照重量比為1:3.5-5.5:7.5-12.5混合。

　　作為優選，所述的水為天然河水或靜置12-48小時的自來水中的一種。

　　作為優選，所述的生活污水為經過3-5mm篩過濾的生活污水。

　　與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

　　本發明通過建造大型處理池，然后在處理池中設置相互連通的小型池，即級聯池，使污水在處理池中U型流動，通過基質吸附和微生物的共同作用，使污水中氮磷及重金屬污染得到凈化，具有投入少、見效快效率高、生態環保等優點。

　　本發明采用可插入的隔層，可根據需要來選擇性插入隔層，調整級聯池大小，且根據奇偶數的要求，調整隔層放置的方向，即調整過水孔的上下設置，避免因固定隔墻無法改變調整的缺陷。

　　本發明是在人工濕地凈化機理的基礎上，通過將大型處理池分割成多個級聯池，利用基質吸附和微生物厭氧氨氧化過程，使生活污水中的氮磷及重金屬污染得到凈化，并利用鐵礦渣調節廢水的pH值，使厭氧氨氧化過程更顯著，大大提高了生活污水的凈化效率。