CN102219335A - 蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置 - Google Patents

蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及污水处理技术领域。本发明的目的是在于提供了一种蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置。为达目的:一种蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置,它由布水收集系统、土壤渗滤系统、通气系统、出水系统组成,所述的布水收集系统是由污水布水装置和集水装置构成的;均埋在土壤渗滤系统的土壤内,且集水装置位于污水布水装置下部;所述的污水布水装置与污水水源连接;通气系统和出水系统分别与集水装置连接;土壤渗滤系统至上而下有:植物、种植土层、人工土壤层、砂滤层、防渗层、垫层;在种植土层和人工土壤层引入蚯蚓;所述的污水布水装置置于人工层与种植土层之间;所述的集水装置砂滤层与防渗层之间;所述的集水器通过管道与出水井连接。

Description

蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域,具体地说是一种蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置,它由布水系统、土壤渗滤系统、出水系统组成,布水均匀,净化效率高,主要用于污水管网不完备的区域,处理分散排放的生活污水。
背景技术
随着旅游、房地产业在我国的发展,城镇化的推进,大批旅游景点、疗养院、别墅、居民区兴建起来。但是这些设施在解决了供水问题之后,由于种种原因,往往未能够将其下水道与市政排水系统相连接,大量生活污水排入附近的河道,造成严重的水环境污染,甚至威胁到水源地的安全。因此,必须采取工程措施来解决此类水污染问题。
土壤渗滤系统特别适用于污水管网不完备的区域,处理分散排放的生活污水,土壤渗滤系统是一种基于自然生态原理,以节能和省资源作为指导思想,予以工程化、实用化而创造出的一种新型小规模的污水净化工艺技术,综合利用土壤-填料-微生物-植物共同作用处理生活污水的复合净化工艺。
在国外,土壤渗滤工艺在70年代的日本即得到应用,日本的Niimi和Masaaki在20世纪80年代开发出土壤毛管浸润沟污水净化工艺。美国、俄罗斯、日本、澳大利亚、以色列和西欧等国长期以来一直十分重视地下土壤渗滤系统的研究和应用,许多技术及工程问题已得到解决,俄罗斯近20年来集中科研力量对地下土壤渗滤沟工艺进行科技攻关,已在工艺流程、净化方法、构筑设施等方面做到了定型化和系列化,并编制了相应的技术规范。瑞典、芬兰、挪威和丹麦等国,约有150多万散居住户应用了地下土壤渗滤法处置生活污水。澳大利亚、以色列两国在充分利用地下土壤渗滤法有效处理生活污水的同时还极力强调污水的资源化。在我国,自90年代初,其在污水处理特别是在分散生活污水处理中的应用研究受到越来越多的关注。
近年来,国内外对系统结构、污染物迁移转化规律、微生物学特征、病源微生物的去除等关键因素还缺乏统一的认识,仍存在着结构单一、脱氮效果差、运行不稳定、土壤孔隙易堵塞、占地面积大、场地条件要求严格、受气候条件影响大、可能造成地下水污染等问题。
发明内容
本发明的目的是在于提供了一种蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置,本发明具有结构形式丰富,系统稳定性好,运行费用低、操作简便,克服其易堵塞、脱氮除磷效果欠佳等缺点,可望在工程实践中得到广泛的应用。
一种蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置,它由布水系统、土壤渗滤系统、通气系统、出水系统组成,所述的布水系统包括布水管、散水管、集水主管和集水支管;所述的布水管、集水管分别相应设置在所述的土壤渗滤系统的上、下部,在布水管上设置散水管,散水管的数量视处理规模而定。散水管进水口一端开口,另一端封闭,进水口通过三通与布水管相连,以散水管进水口一端为起点,在前半段的管壁上按照间距14~16cm均匀钻直径为2mm的小孔,在后半段的管壁上按照间距8~12cm均匀钻直径为2mm的小孔,在散水管的同一圆截面上钻4个小孔,外包尼龙网,四周为4~6cm碎石包裹,散水管上前疏后密的水孔保证同一个断面上布水的均匀性,避免产生局部土层水过饱和、防止污染负荷过载。散水管在布水盲沟内,布水盲沟位于土壤渗滤床的表面以下的30cm深度,在改良土壤I层内挖出布水盲沟,上面铺设复合防水土工膜,土工膜上放置散水管,四周填充砾石。污水通过砂砾的毛管虹吸作用,从布水孔中渗出,缓慢上升并向四周填料扩散。污染物在土壤填料的吸附、微生物降解、植物吸收的作用下得到去除,处理后的水由底部集水管收集。集水管分为集水主管和集水支管,集水支管在管壁上按间距10~15cm均匀钻2mm小孔,同一圆截面上钻有4个小孔,周围填充砾石,集水支管数量视处理规模而定。污水经集水支管收集后流入集水主管。在管壁上孔所述的土壤渗滤系统至上而下有:植物、种植土层、人工土壤层、砂滤层、防渗层、垫层,所述的植物一般为蔬菜、花卉、草坪,如西洋菜、韭菜、生菜、黄瓜、棉花等;所述的种植土层为原土壤回填30cm,人工土壤层采用分层回填,共三层,从上而下依次为:300mm第一人工土壤层,200mm第二人工土壤层,200mm第三人工土壤层。在种植土层和人工土壤I层引入蚯蚓,蚯蚓钻洞,使土壤疏松,一方面使土壤中溶解氧分布状况的到改善,另一方面避免土壤堵塞,提高土壤的通透性,提高污水土壤渗滤系统的水力负荷,同时蚯蚓粪的特有性质还可以改善土壤的颗粒结构。所述的砂滤层为粗砂回填20cm而成,所述的防渗层采用12cm厚C25素混凝土,下面铺设垫层,垫层由10cm厚的246碎石构成。土壤渗滤系统床体池壁为砖砌体结构,双层抹面,池底具有1‰~3‰的坡度,保证集水主管里的水能流出土壤渗滤系统。所述的通气系统由通气管12构成,通气管设置在底部集水支管的末端,为立管,管顶露出地面4~5cm,在通气管顶端安装10cm的弯管,开口沿水平方向,土壤渗滤系统两端的通气管弯管开口方向相异。通气管系统在落干时通过通气管将外界新鲜空气吸人到系统内,进行氧的传输。在淹水时,系统内氧被消耗的空气通过通气管排出系统,从而完成系统的气体交换过程。所述的出水系统包括出水井、水位调控弯头和出水管。水位调控弯头在出水井内,与集水管连接,可自由调节土壤渗滤系统水位,随着旋转角度的增加,土壤渗滤系统中的水面不断下降,当旋转角度达到90度时,处理池中的水可以全部排干,实现系统的干湿交替,使土壤渗滤系统处于干湿交替状态,一方面,防止由于有机物生长和悬浮物沉积所造成的渗滤池表层孔隙过度堵塞,另一方面,对系统进行复氧,使系统内部潜层剖面上交替形成氧化还原环境,有利于有机污染物的降解去除。污水经水位调控弯头流入出水井中,由出水管排出,可中水回用或者外排。
生活污水经化粪池处理后,依次流经格栅、厌氧调节池、沉淀池等预处理设施,去除大量杂物、悬浮物,调节pH值后,通过布水系统进入土壤渗滤系统,由提升水泵定时控制污水的进给,经布水盲沟均匀布水,经过植物根系、土壤、砂石等的渗滤作用,水中的氮、磷、有机质等成分绝大部分被滞留在渗滤处理池里,通过土壤内微生物降解、蚯蚓的分解,床表植物吸收同化去除水体中污染物。出水可中水回用或者外排。
本发明的优点
1.散水管上前疏后密的水孔保证同一个断面上布水的均匀性,避免产生局部土层水过饱和、防止污染负荷过载。
2.通气管设置在底部集水支管的末端,为立管,管顶露出地面4~5cm,在通气管顶端安装10cm的弯管,开口沿水平方向,土壤渗滤系统两端的通气管弯管开口方向相异。保证通气管系统在落干时通过通气管将外界新鲜空气吸人到系统内,进行氧的传输。
3.土壤渗滤系统中引入蚯蚓,一方面使土壤中溶解氧分布状况的到改善,另一方面避免土壤堵塞,提高土壤的通透性,提高污水土壤渗滤系统的水力负荷,同时蚯蚓粪的特有性质还可以改善土壤的颗粒结构。
4.系统池内人工土壤的分层铺垫,同时添加了粉末状除磷剂,增加了土壤对可溶性磷的吸附性能,使可溶性的磷更多的转化为沉淀态的磷。在人工土壤的配制过程中,同时喷洒土壤改性液,增加土壤中金属离子的含量,并改变土壤的pH值,以增加土壤吸附可溶性磷的能力。
附图说明
图1为一种蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置结构示意图
图2为一种蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置剖面图
图3为一种蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置布水管布置图
图4为一种蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置集水管及通气管布置图
具体实施方式
实施例1:
一种蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置,它由布水系统、土壤渗滤系统、通气系统、出水系统组成,布水系统包括布水管1、散水管3、集水主管6和集水支管11;土壤渗滤系统包括植物、种植土层2、人工土壤层4、砂滤层5、防渗层7、垫层8,在种植土层2和人工土壤I层(G)引入蚯蚓。通气系统由通气管12构成,设置在集水支管两端。出水系统包括出水井9、水位调控弯头13、出水管10。
所述的布水系统包括布水管1、散水管3、集水主管6和集水支管11;所述的布水管1、集水管(C、D)分别相应设置在所述的土壤渗滤系统的上、下部,在布水管1上设置散水管3,散水管3的数量视处理规模而定。散水管3进水口一端开口,另一端封闭,进水口通过三通与布水管1相连,以散水管3进水口一端为起点,在前半段的管壁上按照间距14~16cm均匀钻直径为2mm的小孔,在后半段的管壁上按照间距8~12cm均匀钻直径为2mm的小孔,在散水管3的同一圆截面上钻4个小孔。散水管B上前疏后密的水孔保证同一个断面上布水的均匀性,避免产生局部土层水过饱和、防止污染负荷过载。散水管3设在布水盲沟内,布水盲沟位于土壤渗滤床的表面以下的30cm深度,在人工土壤I层(G)内挖出布水盲沟,上面铺设复合防水土工膜,土工膜上放置散水管3,外包尼龙网,四周为4~6cm碎石包裹。污水通过砂砾的毛管虹吸作用,从布水孔中渗出,缓慢上升并向四周填料扩散。污染物在土壤填料的吸附、微生物降解、植物吸收的作用下得到去除,处理后的水由底部集水支管11收集。集水管分为集水主管6和集水支管11,集水支管11在管壁上按间距10~15cm均匀钻2mm小孔,同一圆截面上钻有4个小孔,周围填充砾石。污水经集水支管11收集后流入集水主管6,集水支管11数量视处理规模而定。
所述的土壤渗滤系统至上而下有:植物、种植土层2、人工土壤层4、砂滤层5、防渗层7、垫层8,所述的植物一般为蔬菜、花卉、草坪,如西洋菜、韭菜、生菜、黄瓜、棉花等;所述的种植土层2为原土壤回填30cm,人工土壤层4采用分层回填,共三层,从上而下依次为:300mm第一人工土壤层,200mm第二人工土壤层,200mm第三人工土壤层。在种植土层2和第一人工土壤层引入蚯蚓,蚯蚓钻洞,使土壤疏松,一方面使土壤中溶解氧分布状况的到改善,另一方面避免土壤堵塞,提高土壤的通透性,提高污水土壤渗滤系统的水力负荷,同时蚯蚓粪的特有性质还可以改善土壤的颗粒结构。所述的砂滤层5为粗砂回填20cm而成,防渗层7采用12cm厚C25素混凝土,下面铺设垫层8,垫层8由10cm厚的246碎石构成。土壤渗滤系统床体池壁为砖砌体结构,双层抹面。池底具有1‰~3‰的坡度,保证集水主管6里的水能流出土壤渗滤系统。
所述通气系统由通气管组成,通气管12设置在底部集水支管11的末端,为立管,管顶露出地面4~5cm,在通气管12顶端安装10cm的弯管,开口沿水平方向,土壤渗滤系统两端的通气管弯管开口方向相异。通气管系统在落干时通过通气管12将外界新鲜空气吸人到系统内的包气带,进行氧的传输。在淹水时,系统内氧被消耗的空气通过通气管12排出系统,从而完成系统的气体交换过程。
所述的出水系统包括出水井9、水位调控弯头13和出水管10。水位调控弯头13在出水井9内,与集水主管6连接,可自由调节土壤渗滤系统水位,随着旋转角度的增加,土壤渗滤系统中的水面不断下降,当旋转角度达到90度时,处理池中的水可以全部排干,实现系统的干湿交替,使土壤渗滤系统处于干湿交替状态。污水经水位调控弯头流入出水井中,由出水管排出,可中水回用或者外排。

Claims (10)

1.一种蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置,它由布水收集系统、土壤渗滤系统、通气系统、出水系统组成,所述的布水收集系统是由污水布水装置和集水装置构成的;均埋在土壤渗滤系统的土壤内,且集水装置位于污水布水装置下部;所述的污水布水装置与污水水源连接;所述的通气系统和出水系统分别与集水装置连接;其特征在于:所述的土壤渗滤系统至上而下有:植物、种植土层、人工土壤层、砂滤层、防渗层、垫层;在种植土层和人工土壤层引入蚯蚓;所述的污水布水装置置于人工层与种植土层之间;所述的集水装置砂滤层与防渗层之间;所述的集水器通过管道与出水井连接。
2.根据权利要求1所述的一种蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置,其特征在于:所述的污水布水装置是由布水管、散水管构成;具体置于人工土层的布水盲沟内;所述的散水管进水口一端开口,另一端封闭,进水口通过三通与布水管相连,在散不管设置出水口,在出水口上外包尼龙网,四周为4~6cm碎石包围。
3.根据权利要求1所述的一种蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置,其特征在于:所述的集水器分为集水主管6和集水支管11,集水主管通过三通与集水支管连接;集水支管11在管壁上均匀钻有小孔,其周围填充砾石。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置,其特征在于:所述的人工土壤层采用分层回填,共三层,从上而下依次为:第一人工土壤层,第一人工土壤由原土壤和粗砂构成;第二人工土壤层,第二人工土壤由第一人工土壤层中添加土壤改性液;第三人工土壤层,第三人工土壤层由为原土壤、粗砂与木炭粉剂构成;具体在种植土层和第一人工土壤层引入蚯蚓。
5.根据权利要求1所述的一种蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置,其特征在于:所述的砂滤层为粗砂回填而成,防渗层采用C25素混凝土;垫层由碎石构成;土壤渗滤系统的床体池底具有坡度,保证集水装置里的水能流出土壤渗滤系统。
6.根据权利要求1所述的一种蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置,其特征在于:所述通气系统由通气管组成,通气管设置在底部集水装置的末端,为立管,管顶露出地面,在通气管顶端安装弯管,开口沿水平方向,土壤渗滤系统两端的通气管弯管开口方向相异。
7.根据权利要求1所述的一种蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置,其特征在于:所述的出水系统包括出水井、水位调控弯头和出水管;水位调控弯头在出水井内,与集水装置连接,可自由调节土壤渗滤系统水位,随着旋转角度的增加,土壤渗滤系统中的水面不断下降,当旋转角度达到90度时,处理池中的水可以全部排干,实现系统的干湿交替,使土壤渗滤系统处于干湿交替状态。
8.根据权利要求4所述的一种蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置,其特征在于:在第一人工土壤层内挖出布水盲沟,上面铺设复合防水土工膜,土工膜上放置散水管。
9.根据权利要求2所述的一种蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置,其特征在于:以散水管进水口一端为起点,在前半段的管壁上按照间距14~16cm均匀钻直径为2mm的小孔,在后半段的管壁上按照间距8~12cm均匀钻直径为2mm的小孔,在散水管3的同一圆截面上钻4个小孔。
10.根据权利要求4所述的一种蚯蚓土壤渗滤生活污水生态处理装置,其特征在于:所述的第一人工土壤层为300mm,第二人工土壤层为200mm;第三人工土壤层为200mm,在种植土层和第一人工土壤层引入蚯蚓,蚯蚓钻洞,使土壤疏松。
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