CN102276115B - 一种生活污水土地强化处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生活污水土地强化处理装置。在土地强化处理装置内部充填的渗滤介质表面上插入穿孔通气管，增加浅表面渗滤介质与空气接触的面积。另外通气管的设置与间歇性布水工作方式相结合，在污水整体下渗落干过程中，处于饱水状态的渗滤介质，其孔隙水在重力作用下排干，产生负压，在压力差的驱动，同时在通气孔气-固界面两侧氧气浓度差造成的扩散作用下，外界空气通过通气管进入到系统内介质孔隙中。本发明的复氧系统提高了空气到介质的传质效率和复氧效果，而且不消耗电能，施工方便，管理简单。

Description

一种生活污水土地强化处理装置

技术领域

本发明涉及一种生活污水土地强化处理装置，属于环境保护技术领域。

背景技术

随着经济的发展和城市化进程的加快，水资源紧张和水污染严重成为普遍面临的环境问题。从全国情况来看，生活污水产生的水污染正从城市向农村蔓延，在实际生产生活中，农村生活污水由于其不同于城市生活污水的特点，处理工作难度也是特别大。而土地强化处理技术，如人工快速渗滤工艺等，采用人工介质回填，水力负荷高，能达到污水深度处理效果，且具有投资省、能耗少、工艺灵活、运行费用低、管理维护方便等特点，在广大农村和中小城镇的生活污水处理领域有着广阔的应用前景。

但是生活污水土地强化污水处理工艺也面临一个重要问题：随着系统的运行，污水处理效率会逐渐降低，发生堵塞现象。造成这个问题的主要原因是由物理、化学和生物三个方面因素造成的，主要包括悬浮物截留、吸附堵塞，化学沉淀堵塞，土壤颗粒遇水膨胀崩解堵塞以及微生物生长造成的堵塞等等，它造成渗滤介质供氧不足，去除有机物的好氧微生物活性降低，硝化细菌硝化率降低，进而出水不达标。据报导，美国有72％的污水土地处理设施由于堵塞需要经常性的开挖休整、更换填料；澳大利亚也有70％的工程由于堵塞而陷入瘫痪。

为增加对渗滤介质的供氧，传统方法有三种：周期性的干湿交替、鼓风充氧以及利用植物的根系。干湿交替能使系统在落干期间缓慢复氧，污染物及微生物胞外多聚糖类得到有效降解，渗滤系统的渗滤速率和处理能力都得到恢复，但仅靠干湿交替，效率不高；强制向处理系统中开孔气管送风的方式，增强了复氧强度，但增加基建投资，消耗了电能，违背了土地处理低投资与低成本原则；利用植物根系对系统的复氧，不同学者计算的方法不同，得出的结果差别也很大，不同类型的植物对氧的传输能力也不相同，在现实工程中意义有限。

发明内容

本发明的目的是针对目前生活污水土地强化处理工艺复氧困难的问题，提供一种生活污水土地强化处理装置。

本发明是这样实现的：

(1)建立一个生活污水土地强化处理装置，里面充填渗滤介质，渗滤介质为冲积河沙，其分三层：下层为渗滤介质底部承托层，渗滤介质粒径由下往上为32-16-8mm；中层为渗滤介质中间层，粒度为0.5-2mm；上层为渗滤介质最上层粒度为1-1.2mm；渗滤介质底部承托层安装出水管。

(2)在渗滤介质表面铺设一根配水干管，配水干管与配水主干管垂直相连；配水干管在渗滤介质表面垂直连接有配水支管。将渗滤介质平面划分为若干个面积为一平方米的小格，将穿孔通气管安插于各个小格的中心位置处，以实现均匀分布，配水支管上有配水支管出水孔口。在渗滤介质表面上插入穿孔通气管，增加浅表面土壤渗滤介质与空气接触的面积，提高复氧效率；另外穿孔通气管的设置与间歇性布水工作方式相结合，在污水整体下渗落干过程中，处于饱水状态的渗滤介质，其孔隙水在重力作用下排干，产生负压，在压力差的驱动，同时在通气孔气-固界面两侧氧气浓度差造成的扩散作用下，外界空气通过穿孔通气管进入到系统内渗滤介质孔隙中。更为重要的是，外界空气主要进入渗滤介质表面以下50cm，这将极大的促进微生物的好氧代谢，加快渗滤介质浅表层的截留有机物分解，加速解决渗滤介质浅表面堵塞问题，同时也促进了该区域硝化细菌的硝化作用。在渗滤介质再往下一定的渗滤区域，兼性厌氧区和厌氧区依次存在，会极大促进处理系统的脱氮能力和整体处理效果。

所述穿孔通气管管径50mm，长100cm，露出渗滤介质以上部分20cm，穿孔通气管下部30cm做成封闭的圆锥形，以方便插入渗滤介质，穿孔通气管中间50cm有通气孔9，开孔率为50-80％，孔径为0.5mm，因为渗滤介质中的填料其粒径是大于0.5mm的，穿孔不容易堵塞。

本发明的创新之处为整个复氧系统通过穿孔通气管，渗滤介质浅表面直接与大气相连，提高了空气到土壤的传质效率和复氧效果，进一步加强了系统的脱氮效果，而且该系统不消耗电能，施工方便，管理简单，符合土地处理低造价、低运行成本的原则。

附图说明

图1为本发明装置平面图。

图2为本发明装置剖面图。

图中标记为：1-渗滤介质上层；2-渗滤介质中间层；3-渗滤介质底部承托层；4-配水干管；5-配水支管；6-配水支管出水孔口；7-出水管；8-穿孔通气管；9-通气孔；10--配水总干管。

具体实施方式

实施例：

(1)装置长2m、宽2m、深2.5m，里面充填渗滤介质，厚度为2.4m；渗滤介质为冲积河沙，其分三层：下层为渗滤介质底部承托层3，厚0.5m，渗滤介质粒径由下往上为32-16-8mm；中层为渗滤介质中间层2，厚1.4m，粒度为0.5-2mm；上层为渗滤介质最上层1，厚0.5m，渗滤介质粒度为1-1.2mm；渗滤介质底部承托层安装出水管7。

(2)在渗滤介质表面铺设一根配水干管4，配水干管4与配水主干管10垂直相连；配水干管4在渗滤介质表面垂直连接有1根配水支管5，将渗滤介质表面划分为4个面积为一平方米的小格，在小格中央处插入管径50mm的穿孔通气管8，长100cm，露出渗滤介质以上部分20cm，穿孔通气管下部30cm做成封闭的圆锥形，以方便插入渗滤介质，穿孔通气管中间50cm有通气孔9，开孔率为80％，孔径为0.5mm；配水支管5上有配水支管出水孔口6。

本实施例为对比试验，对比组除了不设复氧装置外其余相同。

本实施例采用学校宿舍区生活污水，进行了格栅及初沉预处理，实验时段室温在12-28摄氏度之间，历时5个月。运行的参数如下：水力负荷为2.0m³/(m²·d)；湿干比为1∶3，其中淹水时间为2h。

系统经过一个月的起动调试运行，污水处理功能发挥正常，运行到第3个月时，对照组滤料表面生物膜较厚，出现配水积水，而复氧装置组正常运行，对照组经表面清膜处理后，出水效果有三天下降，但复氧装置组一直稳定运行。一直到实验期结束，对照组进行了二次表面清膜，恢复通水，复氧装置组未出现堵塞现象。

处理效果：此实验人工快速渗滤系统稳定运行的阶段，复氧装置组对污水COD、氨氮和SS的去除效果见下表：

对照组的去除效果为下表：

从实验结果来看，相对于不设通气管的对照组而言，设置了通气管的复氧组对COD、氨氮和SS的去除率相应均有所增强，因为复氧增加了渗滤介质浅表面包气带的氧含量，微生物活性增强，硝化顺利进行，避免了氮穿刺，同时加速了对截留有机物的分解。更为重要的是在本实验运行的几个月中，渗滤介质中间不需要人工清膜，堵塞问题随之相应解决，初步预计能延长堵塞时间至一年左右，经济和社会效益俱佳。该发明单纯解决浅表面溶氧，缓解堵塞，但仍未解决人工快速渗滤系统除磷效果不佳的问题，为达到污水处理出水国家一级标准，对此有待于诸如改变渗滤介质组分、加强预处理等方法解决。

Claims (1)

1.一种生活污水土地强化处理装置，其特征在于：装置内部充填渗滤介质，渗滤介质为冲积河沙，其分三层，下层为渗滤介质底部承托层(3)，渗滤介质粒径由下往上为32-16-8mm；中层为渗滤介质中间层(2)，渗滤介质粒径为0.5-2mm；上层为渗滤介质最上层(1)，渗滤介质粒径为1-1.2mm；渗滤介质底部承托层安装出水管(7)；在渗滤介质表面铺设一根配水干管(4)，配水干管(4)与配水主干管(10)垂直相连；配水干管(4)在渗滤介质表面垂直连接有配水支管(5)，将渗滤介质平面划分为若干个面积为一平方米的小格，将穿孔通气管(8)安插于各个小格的中心位置处；配水支管(5)上有配水支管出水孔口(6)；

所述穿孔通气管(8)管径50mm，长100cm，露出渗滤介质以上部分20cm，穿孔通气管(8)下部30cm做成封闭的圆锥形，穿孔通气管(8)中间50cm有通气孔(9)，开孔率为50-80％，孔径为0.5mm。

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