一種公路附屬設施污水多介質生物生態協同處理系統及方法技術方案

本發明專利技術公開一種公路附屬設施污水多介質生物生態協同處理系統及方法，該系統是由多介質固定生物床和多介質潮汐流生態濕地構成。所述系統處理方法的步驟如下：污水由提升泵提升進入多介質固定生物床，在微動力通風的條件下，多介質固定生物床將有機物和氨氮得到有效降解，多介質固定生物床出水進入潮汐流人工濕地，進一步去除總氮和總磷。本發明專利技術的優點是將多介質固定生物床與潮汐流人工濕地有機組合，發揮各自的功能優勢，達到同時高效率去除污水中有機物、氨氮、總氮和總磷的目的。該系統投資少，運行成本低，基本不產生剩余污泥、低維護、無人值守，可實現公路附屬設施污水的深度脫氮除磷及資源化回用。

【技術實現步驟摘要】
一種公路附屬設施污水多介質生物生態協同處理系統及方 法
本專利技術屬于環境保護
，具體涉及一種服務區、收費站、養護工區、管理所 等公路附屬設施污水多介質生物生態協同處理系統及方法。
技術介紹
目前公路服務區采用的污水處理技術主要有化糞池處理、生物處理和生態處理 等。由于化糞池處理出水水質較差，目前已經很少直接應用于新建的服務區。而具有耐沖 擊負荷、處理效率高的二級處理技術成為主流，其中生物處理法以接觸氧化、SBR和MBR等 方法為主，生態處理法常用的是人工濕地和土壤滲濾技術等。 2009年交通運輸部科學研究院的公路污水處理調研結果顯示，以接觸氧化工藝為 核心的地埋式一體化污水處理設備占調查設備總數的81. 1 %。接觸氧化法在公路附屬設施 污水處理領域得到廣泛應用的同時也發現其存在運行成本高、處理水質一般、設備易發生 故障、污泥產生量大、北方地區冬季處理不達標等問題，導致很多公路附屬設施污水處理設 備無法正常運轉。 生物膜法的主要形式有：生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法。生物膜法工藝簡 單、投資少、運行費用低、操作簡單、適應性強，多用于中小型污水處理。生物滴濾池是生物 濾池的一種，且依靠自然通風供氧，運行費用低，運行穩定、易于管理，適用于小城鎮、農村 生活污水等中小型污水處理。但采用單一的生物濾池處理污水，對C0D有較好的去除效果， 對N和P的去除效果不佳。 人工濕地技術具有出水水質好、景觀效果好、運行維護簡單等優點，在南方有一定 場地空間的服務區具有很好的推廣應用前景。國內學者已經對人工濕地技術應用于服務區 污水處理進行了一些初步的嘗試，取得了一定的成績，如肖冬燕、李向陽、李紅艷、李虹等對 人工濕地技術應用于服務區污水處理及回用領域進行了技術適宜性分析和科學論證，錢鴻 等在安徽六潛高速潛山服務區采用了水平潛流人工濕地的處理方法，陳偉莉在廣梧高速建 城服務區、虎巖服務區，黃小云等在湖北某服務區采用了接觸氧化+人工濕地的處理方法， 均取得了理想的處理效果。但在部分工程應用過程中，發現該技術存在啟動調試滯后、建設 成本偏高、易堵塞、場地受限等問題。
技術實現思路
本專利技術的意義在于克服現有技術中的不足之處，提供一種公路附屬設施污水多介 質生物生態協同處理系統及方法。 本專利技術的技術方案如下：一種公路附屬設施污水多介質生物生態協同處理系統及 方法，系統是由多介質固定生物床和潮汐流生態濕地構成。其步驟如下：污水經過格柵去 除較大固體雜質，進入污水調節池，均化水質、水量，由提升泵提升進入多介質固定生物床， 在微無動力通風的條件下，多介質固定生物床內形成交替的好氧區、兼氧區、缺氧區和厭氧 區，從而有機物和氮磷得到有效降解，多介質固定生物床出水進入潮汐流人工濕地進行深 度處理，濕地出水達標排放或資源化回用。 所述多介質生物生態協同處理系統由多介質固定生物床和多介質潮汐流人工濕 地構成。 所述多介質固定生物床為封閉塔層結構，采用模塊化設計，由布水系統（11)、封閉 式塔層筐（4)、布孔載體填料筐（7)、多介質功能載體填料（8)及集水系統（10)構成。封 閉式塔層筐（4)內鋪設增溫支撐網格柵（6)，增溫支撐網格柵（6)上放置布孔載體填料筐 (7)，布孔載體填料筐（7)內裝填多介質功能載體填料（8)，多介質功能載體填料（8)分層裝 填，層與層之間安裝增氧分散器（9)。 所述多介質固定生物床的多介質功能載體填料（8)為改性火山巖、大孔聚醚生物 載體和/或微孔聚醚載體，根據功能、按照級配一種或幾種組合裝填。 所述增溫支撐網格柵（6)為水熱交換裝置，北方季凍區冬季運行時采用暖氣換熱 器為多介質固定生物床增溫，其實水溫保持在12_20°C之間，保障多介質固定生物床中微生 物的活性。 所述多介質固定生物床的布孔載體填料筐（7)為底部透氣的安全無毒塑料筐，塑 料筐通孔率為10 %?90 %，載體填料級配自上而下順次、交替布置不同通孔率的布孔載體 填料筐，控制調節通風量，構建缺氧、厭氧、兼氧、好氧的凈化環境。 所述多介質潮汐流人工濕地是由濕地植物（12)、透氣基質層（15)、布水層（16)、 濕地布水系統（13)，多介質濾層（17)，集水層（18)、濕地出水系統（14)，池底防滲層（19)、 濕地復氧系統（20)、控制系統組成。 所述多介質潮汐流人工濕地為地面開挖一個長方池體，池體四周與池底防滲層 (19)鋪設粘土或土工布，透氣基質層（15)位于布水層（16)上方，填充原生介質，其上栽種 濕地植物（20)，布水層（16)位于多介質濾層（17)上方，其中鋪設濕地布水系統（13)，多 介質濾層（17)置于布水層（16)與集水層（18)之間，濕地出水系統（14)位于集水層（18) 中，池底防滲層（19)位于集水層（18)下方，多介質濾層（17)中橫向、縱向鋪設、安插通氣 管路，構成濕地復氧系統（20)。 所述多介質潮汐流人工濕地的集水層（18)填充2?10cm礫石，多介質濾層（17) 從上而下依次填充多層濾料，由1?3mm沸石、粒徑1?3mm火山巖陶粒、3?5mm火山巖陶 粒、3?5mm天然火山巖組合填充，層厚60?100cm。 所述多介質潮汐流人工濕地采用序批式操作方式，模擬潮汐流控制進水、淹水、排 水、復氧時間，實現系統淹水反應，排空復氧功能。進水與淹水階段：通過自動控制系統，通 過濕地布水系統（13)均勻布水，重力作用下由上而下均勻通過多介質濾層（17)，系統液位 逐步上升至系統運行水位時，停止布水。系統進入淹水階段，污水在多介質濾層（17)內通 過物理、化學、生物的協同作用得以凈化。排水與復氧階段：淹水時間結束，排水系統開啟， 人工濕地瞬間排水，系統內水位迅速下降，集水層（18)收集并通過出水系統（14)排出。人 工濕地系統內水位迅速下降的同時，系統進入排空復氧階段，大氣中的氧通過濕地復氧系 統（20)與基質孔隙迅速進入濕地系統，供系統內微生物利用。排空復氧結束后，系統重新 進水，開始運行下一周期。 ：污水經過格柵去除 較大固體雜質，進入污水調節池，均化水質、水量，由提升泵提升進入多介質固定生物床，多 介質固定生物床頂部載體填料層的上方設置布水系統，利用布水系統將進水均勻分布在載 體填料上，與功能載體填料表面附著生長的生物膜充分接觸凈化，由于布孔載體填料筐底 部開孔個數變化，不同區域通風條件，通風量不同，功能載體填料內自上而下交替形成好氧 區、兼氧區、缺氧區和厭氧區，從而有機物和氮磷得到有效降解。水流順次通過各功能載體 填料層，最底部功能載體填料層出水進入潮汐流人工濕地，通過濕地布水系統均勻布水，并 在重力作用下自上而下均勻進入多介質濾層，在多介質濾層內通過物理、化學、生物的協同 作用，得以深度凈化，當系統液位逐步上升至系統運行水位時，通過自控系統控制濕地進水 系統停止工作，并控制淹水時間，淹水時間結束，排水系統開啟，人工濕地瞬間排水，系統內 水位迅速下降，集水層收集并通過出水系統排出。人工濕地系統內水位迅速下降的同時，大 氣中的氧通過復氧系統與基質孔隙迅速進入潮汐流人工濕地系統，供系統內微生物利用。 本專利技術的優點：本本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種公路附屬設施污水多介質生物生態協同處理系統，其特征在于：所述多介質生物生態協同處理系統由多介質固定生物床和多介質潮汐流人工濕地構成。

【技術特征摘要】
1. 一種公路附屬設施污水多介質生物生態協同處理系統，其特征在于：所述多介質生 物生態協同處理系統由多介質固定生物床和多介質潮汐流人工濕地構成。2. 根據權利要求1所述的一種公路附屬設施污水多介質生物生態協同處理系統，其 特征在于：所述多介質固定生物床為封閉塔層結構，采用模塊化設計，由布水系統（11)、封 閉式塔層筐（4)、布孔載體填料筐（7)、多介質功能載體填料（8)及集水系統（10)構成；封 閉式塔層筐（4)內鋪設增溫支撐網格柵（6)，增溫支撐網格柵（6)上放置布孔載體填料筐 (7)，布孔載體填料筐（7)內裝填多介質功能載體填料（8)，多介質功能載體填料（8)分層裝 填，層與層之間安裝增氧分散器（9)。3. 根據權利要求1所述的一種公路附屬設施污水多介質生物生態協同處理系統，其特 征在于：所述多介質固定生物床的多介質功能載體填料（8)為改性火山巖、大孔聚醚生物 載體和/或微孔聚醚載體，中的一種或幾種組合。4. 根據權利要求1所述的一種公路附屬設施污水多介質生物生態協同處理系統，其特 征在于：所述增溫支撐網格柵（6)為水熱交換裝置。5. 根據權利要求1所述的一種公路附屬設施污水多介質生物生態協同處理系統，其特 征在于：所述多介質固定生物床的布孔載體填料筐（7)為底部透氣的安全無毒塑料筐，塑 料筐通孔率為10%?90%，載體填料級配自上而下順次、交替布置不同通孔率的布孔載體 填料。6. 根據權利要求1所述的一種公路附屬設施污水多介質生物生態協同處理系統，其特 征在于：所述多介質潮汐流人工濕地是由濕地植物（12)、透氣基質層（15)、布水層（16)、濕 地布水系統（13)，多介質濾層（17)，集水層（18)、濕地出水系統（14)，池底防滲層（19)、濕 地復氧系統（20)、控制系統組成。7. 根據權利要求1所述的一種公路附屬設施污水多介質生物生態協同處理系統，其 特征在于：所述多介...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉學欣，籍國東，魯亞義，白雪原，孔亞平，高碩晗，薛鑄，
申請(專利權)人：交通運輸部科學研究院，北京大學，
類型：發明
國別省市：北京;11