CN102502970A - 一种台阶式潜流人工湿地生活污水处理装置 - Google Patents

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裴亮
刘荣豪
颜明
王理明
于国强
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Xian University of Technology
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Abstract

本发明的一种台阶式潜流人工湿地生活污水处理装置，包括在混凝土池一端连通有进水管，另一端连通有出水管，在混凝土池底板上依次设置有进水蓄水池隔板、进水沉淀池隔板、出水沉淀池隔板、出水蓄水池隔板，将混凝土池依次分隔为污水沉淀池、进水通道、多层填料区、出水沉淀池及出水蓄水池；所述的进水蓄水池隔板、进水沉淀池隔板、出水沉淀池隔板、出水蓄水池隔板的上沿高度依次从高到低设置；所述的多层填料区包括大砾石层、小砾石层、煤粉灰-炉渣混合层、土壤层。本发明的装置，采用简易装置处理并回用生活污水，用途多、流程短、速度快、水质好、富集比大、成本低、能耗低，处理完的再生水用于进行灌溉可节省化肥和淡水资源。

Description

一种台阶式潜流人工湿地生活污水处理装置
技术领域
本发明属于生活污水循环利用技术领域，涉及一种台阶式潜流人工湿地生活污水处理装置。
背景技术
农业面源污染是最主要的一类非点源污染，主要是指在农业生产活动中产生的各种污染物质，在降水或灌溉过程中通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏，使大量污染物质进入水体而造成的污染。农村生活污水是农业面源污染中最主要的污染来源之一。农村生活污水主要成分有氮、磷、有机质、LAS、病原菌等，其中有些物质，如氮、磷是对植物有益的营养元素，能为植物生长提供重要的养分，有机质可以提高土壤肥力和生产力水平。然而，过量的养分、有机质，还有些其他物质可能会对土壤环境和作物生长产生影响。因此，将农村生活污水进行一定程度的处理是非常必要的。当前循环经济型农村建设是农村社会经济可持续发展的一个重要发展趋势，基于农村循环经济视角，生活污水处理后的再生水可以作为冲厕、洗车、灌溉等回用。
随着淡水资源供需矛盾的日益突出，增辟灌溉水源也成为各国解决水资源危机普遍关注的问题。再生水灌溉一方面能避免利用污水直接灌溉所引起的严重的面源污染问题，并为植物生长提供重要的养分，增加土壤有机质从而提高土壤肥力和生产力水平。另一方面，再生水中过量养分、有毒化学物质和病原体同时输入环境生态系统，也会造成一定程度的环境污染，有可能危害环境和人类健康。利用农村生活污水再生利用灌溉可以提高再生水中的氮、磷等养分物质的利用效率，节肥、节水、增产的同时又减少了多余污染物输入环境生态系统，对于水资源危机的缓解、农业面源污染防治和促进农村循环经济发展有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种台阶式潜流人工湿地生活污水处理装置，对生活污水进行处理和回用，简单易行、成本低、能耗低。
本发明采用的技术方案是，一种台阶式潜流人工湿地生活污水处理装置，包括在混凝土池一端连通有进水管，另一端连通有出水管，在混凝土池底板上依次设置有进水蓄水池隔板、进水沉淀池隔板、出水沉淀池隔板、出水蓄水池隔板，将混凝土池依次分隔为污水沉淀池、进水通道、多层填料区、出水沉淀池及出水蓄水池。
本发明的装置，提出用一种简易台阶式潜流人工湿地生活污水处理装置处理并回用生活污水，用途多、流程短、速度快、水质好、富集比大、成本低、能耗低，污水处理完的再生水进行灌溉也可以节省化肥和淡水资源，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图。
图中，1.进水管；2.混凝土池；3.进水蓄水池隔板；4.进水沉淀池隔板；5.出水沉淀池隔板；6.水生植物；7.土壤层；8.煤粉灰-炉渣混合层；9.小砾石层；10.大砾石层；11.出水蓄水池隔板；12.出水管；13.进水通道；14.出水沉淀池，15.污水沉淀池，16.出水蓄水池。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1，本发明的台阶式潜流人工湿地生活污水处理装置结构是，包括在一个混凝土池2一端连通有进水管1，另一端连通有出水管12，在混凝土池2底板上依次设置有进水蓄水池隔板3、进水沉淀池隔板4、出水沉淀池隔板5、出水蓄水池隔板11，将混凝土池2依次分隔为污水沉淀池15、进水通道13、多层填料区、出水沉淀池14及出水蓄水池16。
混凝土池2可以设置为梯形或矩形截面；进水蓄水池隔板3、进水沉淀池隔板4、出水沉淀池隔板5、出水蓄水池隔板11的上沿高度依次从高到低设置，使得污水能够逐级流过。
多层填料区从下到上依次包括大砾石层10、小砾石层9、煤粉灰-炉渣混合层8、土壤层7，土壤层7上可以种植芦苇、美人蕉等水生植物6，充分利用植物的自身吸收能力。进水蓄水池隔板3下端立于池底，进水沉淀池隔板4下端位于大砾石层10上表面，并且进水蓄水池隔板3和进水沉淀池隔板4之间的进水通道13下端与大砾石层10联通。
污水来水量很大时，污水从进水通道13下端来不及渗透到大砾石层10内，进水通道13中就会淤积很多污水，多余的污水就从进水通道13的上沿进入多层填料区，也能实现渗透的目的；如果污水来水量很少，就从进水通道13的下端渗透进入多层填料区。
土壤层7中的土壤选用壤土或者粘土。煤粉灰-炉渣混合层8中的煤粉灰与炉渣的混合体积比例为1∶3-3∶1，煤粉灰-炉渣的使用都属于废物利用，有较大的比表面积，可以很好的吸附污染物和微生物。煤粉灰-炉渣可以吸附粒径小的有机物和部分氮磷，也是微生物繁殖的温床，可以更好的去除氮磷。大砾石层10中的大砾石主要是用来去除大颗粒的污染物和大粒径的有机物，小砾石层9中的小砾石是过渡的作用，可以支撑上层煤粉灰-炉渣混合层8，也可以作为微生物生长的温床，更有效的去除有机物和过量的氮磷。砾石价格便宜、易获得且间隙比较大，也有利于长时间使用后的清洗和更换。
实施例：混凝土池2高度为160cm，大砾石层10、小砾石层9、煤粉灰-炉渣混合层8、土壤层7厚度分别为20-30cm、20-40cm、20-40cm、20-50cm，填料厚度共120cm。进水蓄水池隔板3高度为120-140cm、进水沉淀池隔板4高度为110-130cm，进水沉淀池隔板4下方立于大砾石层10上，且进水通道13与大砾石层10的一部分连通，出水沉淀池隔板5高度为100-120cm、出水蓄水池隔板11高度为80-100cm。大砾石颗粒直径为1.9-3.6cm，小砾石颗粒直径为0.7-1.8cm。
本发明装置的工作原理为，生活污水通过进水管1进入混凝土池2后先进入污水沉淀池15沉淀，后从进水蓄水池隔板3溢出通过进水通道13渗透进入多层填料区，即从进水沉淀池隔板4下面渗入填料区，自下而上依次经过大砾石层10、小砾石层9、煤粉灰-炉渣混合层8、土壤层7过滤处理后，溢出出水沉淀池隔板5后流入出水沉淀池14，蓄满后再溢入出水蓄水池16，出水有机物去除率达70-85％，全氮去除率达55-75％，全磷去除率达60-85％，出水水质达到农田灌溉水质标准(GB5084-2005)。
本发明的装置，采用简易台阶式潜流人工湿地生活污水处理装置处理并回用生活污水，用途多、流程短、速度快、水质好、富集比大、成本低、能耗低，污水处理完的再生水进行灌溉也可以节省化肥和淡水资源，适合每家每户单独使用，或一套装置供3-5户使用，具有广阔的应用前景。

Claims (7)

1.一种台阶式潜流人工湿地生活污水处理装置，其特点在于：包括在一个混凝土池(2)一端连通有进水管(1)，另一端连通有出水管(12)，在混凝土池(2)底板上依次设置有进水蓄水池隔板(3)、进水沉淀池隔板(4)、出水沉淀池隔板(5)、出水蓄水池隔板(11)，将混凝土池(2)依次分隔为污水沉淀池(15)、进水通道(13)、多层填料区、出水沉淀池(14)及出水蓄水池(16)。
2.根据权利要求1所述的台阶式潜流人工湿地生活污水处理装置，其特点在于：所述的进水蓄水池隔板(3)、进水沉淀池隔板(4)、出水沉淀池隔板(5)、出水蓄水池隔板(11)的上沿高度依次从高到低设置。
3.根据权利要求1所述的台阶式潜流人工湿地生活污水处理装置，其特点在于：所述的多层填料区从下到上依次包括大砾石层(10)、小砾石层(9)、煤粉灰-炉渣混合层(8)、土壤层(7)。
4.根据权利要求3所述的台阶式潜流人工湿地生活污水处理装置，其特点在于：所述的进水沉淀池隔板(4)下端位于大砾石层(10)上表面，并且进水蓄水池隔板(3)和进水沉淀池隔板(4)之间的进水通道(13)下端与大砾石层(10)联通。
5.根据权利要求3所述的台阶式潜流人工湿地生活污水处理装置，其特点在于：所述的煤粉灰-炉渣混合层(8)中的煤粉灰与炉渣的混合体积比例为1∶3-3∶1。
6.根据权利要求3所述的台阶式潜流人工湿地生活污水处理装置，其特点在于：所述的土壤层(7)中的土壤选用壤土或者粘土。
7.根据权利要求3所述的台阶式潜流人工湿地生活污水处理装置，其特点在于：所述的大砾石层(10)的大砾石颗粒直径1.9-3.6cm，小砾石层(9)的小砾石颗粒直径0.7-1.8cm。
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