背景技術

　　隨著國民經濟的發(fā)展，我國水環(huán)境污染在不斷加劇，農村的生活污水污染環(huán)境問題也日趨嚴峻。從太湖、滇池污染治理過程中的經驗和教訓得知，只關注城市生活廢水和工業(yè)廢水治理是不夠的，只有城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村的大部分污水同時都得到了治理，我國水環(huán)境才可得到根本性的改善和保護。

　　傳統(tǒng)的分散型污水處理工藝有：化糞池、沼氣池、氧化塘、土地處理、一體化氧化溝等。近年來，也有套用城市或工業(yè)污水生化處理或物化處理技術，如采用UASB(上流式厭氧污泥床)、SBR(序批式生物反應器)、膜生物反應器和地埋式接觸氧化池等來處理分散型生活污水，雖然也取得了良好的處理效果，但是，都由于投資大、能耗高、運行費用高、管理難度大等原因，難以推廣應用。為尋求流程簡單、投資節(jié)省、管理方便，適合分散式生活污水特點的處理方式，國內諸多學者作了很多有益的探索研究，概括起來多采用一級生物處理加人工濕地組合技術。包括：①人工復合生態(tài)床;②地埋式無動力厭氧處理;③厭氧/跌水充氧接觸氧化/人工濕地組合工藝;④脈沖多層復合濾料生物濾池/人工濕地(PBF/CW);⑤自回流生物轉盤與水生植物濾床組合技術;⑥塔式蚯蚓生態(tài)濾池-人工濕地系統(tǒng)等，但現(xiàn)行的這些工藝技術仍然存在這樣或那樣的問題，敘述如下：

　　人工復合生態(tài)床：許多工程實踐表明，單一的濕地系統(tǒng)污染物去除能力有 限，且表面流濕地夏季的蚊蠅孳生、臭味飄散問題，潛流濕地的填料堵塞問題都未能得到有效解決。

　　地埋式無動力厭氧處理：公開號CN2476549公開了一種埋地式無動力生活污水凈化器，包括污水進口、凈水出口和處理池。處理池包括殼體和三層直立結構，層是沉淀區(qū);二層是水解澄清區(qū);三層是生物化學處理區(qū)。但地埋式無動力厭氧處理技術(UUAR)對NH4+-N去除能力有限，有時出水氨氮濃度還高于進水濃度，這顯然是系統(tǒng)缺了好氧過程，反硝化未能朝預期方向進行。

　　厭氧/跌水充氧接觸氧化/人工濕地組合工藝：該工藝雖然流程簡單，動力消耗小，有較好的污染物去除效果，但跌水充氧接觸氧化過程存在構筑物設施占地面積大，與環(huán)境不協(xié)調;跌水時有明顯臭氣隨風飄散影響環(huán)境衛(wèi)生，以及跌水充氧能力有限等問題。公告號CN100336745厭氧跌水充氧人工濕地組合污水除磷脫氮方法公開了一種厭氧、跌水充氧、人工濕地組合小型污水除磷脫氮方法，該污水處理方法將厭氧發(fā)酵、跌水曝氣和人工濕地相結合，將污水進入進料池，然后進入厭氧池，再通過出料池經水泵提升進入跌水充氧接觸氧化池，后進入人工濕地，跌水充氧接觸氧化池設置成二池到四池串連形式。該方法的缺點是跌水時有明顯臭氣隨風飄散影響周邊環(huán)境。

　　脈沖多層復合濾料生物濾池/人工濕地(PBF/CW)：脈沖多層復合濾料生物濾池系統(tǒng)占地面積小，并且克服了跌水充氧系統(tǒng)存在的飄散臭味影響環(huán)境問題，但脈沖多層復合濾料生物濾池系統(tǒng)仍然存在充氧能力有限，不能滿足在較高有機負荷時，因水中溶解氧不足，自養(yǎng)菌硝化作用減弱而影響氨氮去除率。公開號CN1872738公開了一種利用人工濕地處理生活污水的方法與裝置，

　　自回流生物轉盤與水生植物濾床組合技術：與上述幾種方法比，自回流生物轉盤與水生植物濾床組合技術系統(tǒng)有較高的污染物容積負荷和良好的脫氮除 磷效果，但因生物轉盤為運轉設備，系統(tǒng)結構、控制線路以及運行管理相對復雜，動力消耗也更大，在農村地區(qū)推廣應用有一定的難度。

　　塔式蚯蚓生態(tài)濾池-人工濕地系統(tǒng)：采用蚯蚓生態(tài)濾池-人工濕地系統(tǒng)處理農村生活廢水雖然有較好的污染物去除效果，尤其是對氨氮有較強的去除能力(氨氮去除率可維持在82%左右，)氨氮去除負荷可達27g/(m2·d)。公開號CN101284705公開了一種處理生活污水的塔式蚯蚓生態(tài)池，公開號CN101121570公開了一種蚯蚓強化人工濕地處理生活污水的方法與裝置。公開號CN1320568公開了一種生活污水的微生物-蚯蚓生態(tài)濾池水處理系統(tǒng)，采用符合生態(tài)學組成食物鏈聯(lián)結的微生物-蚯蚓生態(tài)濾池。但蚯蚓生態(tài)濾池布水與若干交替運行的工作方式在管理上有一定難度，以及淘汰的蚯蚓后期處置、濾床清理、冬季蚯蚓床保溫等問題目前均未有效解決。

　　發(fā)明內容

　　本發(fā)明將厭氧、射流充氧、生物氧化和人工濕地等工藝單元結合在一起，對生活污水進行了厭氧、好氧和濕地生態(tài)三級處理，可有效地對生活污水除磷脫氮，出水穩(wěn)定達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中的一級B標準。

　　實現(xiàn)本發(fā)明工藝流程所用的設施主要有：厭氧池、調節(jié)池、水泵、射流充氧脈沖布水器、生物滴濾塔、集水箱、人工濕地。

　　射流充氧脈沖布水器如圖2所示，由水射器(7);脈沖水箱(6);時間控制器(3);電動執(zhí)行機構(4);布水器(5)所組成。水射器有進入污水的污水入口(1)、進入空氣的空氣入口(2)和進入脈沖水箱(6)的噴射口;脈沖水箱(6)的脈沖放水由時間控制器(3)控制，由電動執(zhí)行機構(4)執(zhí)行;布水器為多孔板或多孔管。射流充氧脈沖布水器對厭氧出水充氧，為后續(xù)的好氧過 程提供預充氧處理。

　　滴濾塔進行好氧生物降解，滴濾塔設計成2～3層，有通風孔，內置陶瓷填料，降解后的廢水在塔底水箱收集，水箱有沉淀池功能，回流水與脫落的生物膜由底部返回厭氧調節(jié)池，出水進入人工濕地。滴濾塔采用射流充氧脈沖布水器的時控脈沖布水，可提高滴濾塔復氧效果，且布水均勻，無動力消耗。

　　本發(fā)明工藝流程：

　　1、收集的生活廢水直接進入厭氧池，池內的厭氧環(huán)境使有機廢水發(fā)生生物降解;廢水然后流入調節(jié)池，該池既起調節(jié)水質水量作用，又可使回流水在池內發(fā)生反硝化作用。厭氧池與調節(jié)池為組合結構，設置在地下，內置組合式填料，回流水折向平流。廢水在厭氧調節(jié)池中進行的硝化和反硝化反應，廢水中的氮含量大大下降。

　　2、廢水通過水泵提升，經由射流脈沖布水器，*行高壓水射流充氧，射流充氧脈沖布水器對厭氧出水充氧，為后續(xù)的好氧過程提供預充氧處理。經噴射器后厭氧出水中溶解氧可增加2～3mg/L，然后射流充氧后的廢水進入高穩(wěn)定性能的電子時間控制脈沖布水器進行脈沖布水。射流充氧和脈沖布水在密封環(huán)境中進行，可有效防止廢水不良氣味向環(huán)境擴散。

　　3、經射流脈沖布水器充氧后的廢水在滴濾塔進行好氧生物降解，滴濾塔設計成2～3層，有通風孔，內置陶瓷填料，具有一定的除磷效果，降解后的廢水在塔底水箱收集，水箱有沉淀池功能，回流水與脫落的生物膜由底部返回厭氧調節(jié)池，出水進入人工濕地。滴濾塔采用時控脈沖布水，可提高滴濾塔復氧效果，且布水均勻，無動力消耗。

　　4、出水在人工濕地(6)作進一步生物降解，濕地設計成潛流式，內置適宜的煤渣、石膏、卵石等填料，表層種植蘆葦、香蒲、鳶尾等濕地植物。當廢 水流經濕地時，固體物被人工基質及濕地植物根系阻攔截留，有機質通過生物膜的吸附，同化及異化作用而得以去除。因濕地植物根系對氧的傳遞釋放，濕地床層及其周圍的微環(huán)境中依次呈現(xiàn)出好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，有利于硝化、反硝化作用及微生物對磷的過量積累作用，達到除氮磷的效果，后通過濕地基質的定期更換或植物收割使污染物質終從系統(tǒng)中去除。出水穩(wěn)定達到GB18918-2002標準后外排。