背景技術

　　隨著國民經濟的發展，我國水環境污染在不斷加劇，農村的生活污水污染環境問題也日趨嚴峻。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廢水治理是不夠的，只有城鎮和鄉村的大部分污水同時都得到了治理，我國水環境才可得到根本性的改善和保護。

　　傳統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塔式蚯蚓生態濾池-人工濕地系統等，但現行的這些工藝技術仍然存在這樣或那樣的問題，敘述如下：

　　人工復合生態床：許多工程實踐表明，單一的濕地系統污染物去除能力有 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;二層是水解澄清區;三層是生物化學處理區。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，與環境不協調;跌水時有明顯臭氣隨風飄散影響環境衛生，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占地面積小，并且克服了跌水充氧系統存在的飄散臭味影響環境問題，但脈沖多層復合濾料生物濾池系統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，在農村地區推廣應用有一定的難度。

　　塔式蚯蚓生態濾池-人工濕地系統：采用蚯蚓生態濾池-人工濕地系統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-蚯蚓生態濾池水處理系統，采用符合生態學組成食物鏈聯結的微生物-蚯蚓生態濾池。但蚯蚓生態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。

　　發明內容

　　本發明將厭氧、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、好氧和濕地生態三級處理，可有效地對生活污水除磷脫氮，出水穩定達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中的一級B標準。

　　實現本發明工藝流程所用的設施主要有：厭氧池、調節池、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，由電動執行機構(4)執行;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，池內的厭氧環境使有機廢水發生生物降解;廢水然后流入調節池，該池既起調節水質水量作用，又可使回流水在池內發生反硝化作用。厭氧池與調節池為組合結構，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境中進行，可有效防止廢水不良氣味向環境擴散。

　　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境中依次呈現出好氧、缺氧和厭氧狀態，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中去除。出水穩定達到GB18918-2002標準后外排。