CN102992563A - 海水淡化排弃污泥人工湿地处理系统及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种海水淡化排弃污泥人工湿地处理系统，包括污泥缓冲池、污泥泵、流量计及人工湿地，污泥缓冲池与人工湿地之间连接有污泥管，人工湿地包括湿地池、布泥管、集水管及自上而下依次设于湿地池内的湿地植物、污泥层、填料层及防渗层，布泥管与污泥管连接并具有出泥孔。本发明还公开了利用该处理系统的处理方法。本发明的优点在于：利用人工湿地并采用合理布置的填料层来处理污泥是集污泥浓缩、脱水、降解于一体，可实现脱水减量、渗滤液的脱氮除磷、有机物和重金属的去除等一系列的物理化学变化，从而对污泥实行减量化和无害化处置。
Description
技术领域
本发明涉及一种海水淡化排弃污泥的处理系统，本发明还涉及海水淡化排弃污泥的处理方法。
背景技术
近年来随着海水淡化技术不断进步、淡化规模的持续扩大和工程数量的增多，淡化过程本身存在的一些直接或潜在环境影响引起了人们的关注，比如在海水淡化预处理过程中，会产生较多的淤泥和膜处理系统更换下来的滤袋、膜元件等固体废弃物，这些排弃物中含有病原体、有机无机毒害物及重金属元素，如果不加处理随意排放，海水中过量重金属除直接对海洋生物造成毒害外，还由生物体富集和食物链传递，通过海产品进入人体并造成危害。
海水淡化后产生的污泥如何进行科学处理，目前一些海水淡化厂一般没做处理就直接将污泥随浓海水直接排出，必将对所在区域的环境造成污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种海水淡化排弃污泥人工湿地处理系统。
本发明所要解决的又一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种经济实用的海水淡化排弃污泥人工湿地处理系统。
本发明所要解决的又一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种海水淡化排弃污泥人工湿地处理方法。
本发明所要解决的又一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种经济实用的海水淡化排弃污泥人工湿地处理方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种海水淡化排弃污泥人工湿地处理系统，包括污泥缓冲池、污泥泵、流量计及人工湿地，前述的污泥缓冲池与人工湿地之间连接有污泥管，而前述的污泥泵和流量计则设于污泥管上，前述的人工湿地包括湿地池、布泥管、集水管及自上而下依次设于湿地池内的湿地植物、污泥层、填料层及防渗层，前述的布泥管与污泥管连接并具有出泥孔，前述的填料层自上而下依次包括
第一层，采用细砂或小砾石，颗粒大小为0.5~1mm，厚度为10~15cm；
第二层，采用小砾石，颗粒大小为10~30mm，厚度为10~15cm；以及
第三层，采用大砾石或碎石，颗粒大小为30~50mm，厚度为20~25cm，所述的集水管则埋设于第三层。
该处理系统还包括一用于承接集水管内水流的集水池，该集水池与污泥管之间连接有一用于冲洗的冲洗管，并且，所述的污泥管上设有阀门。
所述的布泥管布置于湿地池一侧，并且，所述布泥管的出泥孔均朝向湿地池另一侧内壁。
一种利用人工湿地处理系统进行海水淡化排弃污泥的处理方法，包括如下步骤：①海水淡化预处理后的污泥通入污泥缓冲池，②然后经污泥管进入人工湿地；所述的人工湿地采用间隙布泥方式运行，并且，采用四个人工湿地轮流间隙运行，运行周期为4天，工作周期为1年，人工湿地布泥量为30~50m3/d，平均进泥负荷为0.691kg(TS)/m2.d。
与现有技术相比，本发明的优点在于：利用人工湿地并采用合理布置的填料层来处理污泥是集污泥浓缩、脱水、降解于一体，可实现脱水减量、渗滤液的脱氮除磷、有机物和重金属的去除等一系列的物理化学变化，从而对污泥实行减量化和无害化处置。同时具有低投入、低成本、易管理和处理效果稳定等特点，是解决海水淡化剩余污泥的有效途径。
附图说明
图1为实施例结构示意图。
图2为图1中人工湿地的俯视图。
图3为图2中沿A-A方向的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1、图2和图3所示，本实施例中的海水淡化排弃污泥人工湿地处理系统包括污泥缓冲池1、污泥泵12、流量计14、集水池2及人工湿地3，污泥缓冲池2与人工湿地3之间连接有污泥管11，而污泥泵12和流量计14则设于污泥管11上，人工湿地3包括湿地池31、布泥管33、集水管32及自上而下依次设于湿地池内的湿地植物(图中无显示)、污泥层(图中无显示)、填料层4及防渗层5，布泥管33与污泥管11连接并具有出泥孔，布泥管33布置于湿地池31一侧，并且，布泥管33的出泥孔均朝向湿地池另一侧内壁。填料层4自上而下依次包括第一层41、第二层42及第三层43，第一层41采用细砂或小砾石，颗粒大小为0.5~1mm，厚度为10cm；第二层42采用小砾石，颗粒大小为10~30mm，厚度为10cm；第三层43采用大砾石或碎石，颗粒大小为30~50mm，厚度为20cm，集水管32则埋设于第三层43。防渗层5具有包括膨润土布层51、黄泥垫层52及汤渣回填层53，防渗层参照CJJ17要求设计。
集水池2用于承接集水管32内的水流，该集水池2与污泥管11之间连接有一冲洗管21，并且，污泥管11和冲洗管21上分别设有阀门13和阀门23。
海水淡化排弃污泥的处理方法，包括如下步骤：①海水淡化预处理后的污泥通入污泥缓冲池，②然后经污泥管进入人工湿地；所述的人工湿地采用间隙布泥方式运行，并且，采用四个人工湿地轮流间隙运行，每个湿地池的规格为5m×10m×1.5m，合计200m2，砖混结构，运行周期为4天，工作周期为1年，人工湿地布泥量为30~50m3/d，平均进泥负荷为0.691kg(TS)/m2.d。间隙式运行方式给填料层的微生物构建了充分的好氧环境，可促进污泥自身的氧化分解，可防止系统阻塞和降低运行成本。
人工湿地采用潜流式，污泥通过布泥管沿长度方向均匀分布到人工湿地中。污泥在床体表面完成泥水的分离，污泥渗滤液在重力作用下向下渗透，通过湿地床体和底部的集水管排出湿地。人工湿地中污泥经过多年稳定，体积可减少90%以上。残余污泥中包括大量难降解有机物和部分无机物质，将使湿地土层厚度增加在期末时要将多余的土层人工清理出去。
将集水池里收集的来自人工湿地系统的水合理再利用，用来冲洗污泥管道中在输送过程中留下来的污泥和布泥管中的污泥，以免产生管道堵塞。
污泥管可采用陶瓷复合耐磨管，以减小污泥摩擦阻力，从而减小泵的扬程。为减小施工难度和增加安全系数，污泥管一般采用地埋式。铺设管道时应注意：①管道尽量铺设在下水道附近，便于检修或冲洗时排出冲洗水和泄空管道。②尽量减少急剧转弯，避免水头损失过大和减小对排泥管的冲击。③管道坡度应不小0.001-0.002，凸部设排气阀，凹部设泄水阀。污泥水力特性及管径的确定：污泥含水率较高（约98%），近似为牛顿流体，其流动特性接近于水流。为减小污泥所受剪力，在设计时使污泥处于紊流状态，设计流速为1.0-2.0m/s，根据实际情况我们可采用DN=100mm的管道。
流量计和阀门安装在一起，用来实时检测和控制污泥流量，以保证系统的正常运行。流量计主要参数：型号（LDB系列）通径DN100mm；额定压力0.25-32Mpa；结构：钢混。
布泥管直径：100mm；长度：45m。布泥管采用左、中、右各开一个80mm的孔，孔的朝向是直面对人工湿地的墙壁，不能朝下直接排泥，以免冲刷人工湿地系统。集水管直径150mm；长度45m。集水管的布孔按照每隔0.1m的直径上钻孔，在直径圆周上均匀钻孔10个，以用来在人工湿地下层集水。
综合考虑污泥处理和本地优势湿地植物种类，选择芦苇作为湿地栽种植物。种植间距为15cm×15cm。移植前先用深井水浇透填料，植苗后每天上午用生化池出水浇2小时，保证填料上有10cm浮水。经过40天的浇灌生长后芦苇高度为1.5m，移植结束，可进泥处理。
湿地床表层需预留一定厚度的污泥层，用于污泥的脱水和稳定，同时污泥保证植物的自然生长。布泥管位置略高于植物根部。
填料层主要使用砾石，因其造价低廉，孔隙率高。砾石需要用自来水清洗干净。填料配齐后，直接倒池子里面，灌水，泡上一段时间，一般不低于10天，为的是去除石头和建池子时水泥的碱性。
表1 人工湿地填料层的构成
湿地池底部需要用1%的坡度。底部铺双层塑料聚乙烯膜（可以采用二布一膜的土工膜），用于收集污泥渗滤液，防止渗滤液泄露而污染地下水。防渗层参照CJJ17要求设计。
使用人工湿地对海水淡化后剩余污泥的无害化处理技术目前尚属首创，在整个系统设计时，针对海水淡化后污泥的实际情况，进行了多种处理模式的对比，例如：堆肥、制砖、机械脱水等技术途径，经综合分析和研究，采用人工湿地来处理剩余污泥是目前最经济、实用的途径之一。剩余污泥中含有一定的有机物、重金属等含量，通过人工湿地系统处理后，将对这些有害物得到有效降解，达到无害化目的。
Claims (4)
1.一种海水淡化排弃污泥人工湿地处理系统，包括污泥缓冲池、污泥泵、流量计及人工湿地，前述的污泥缓冲池与人工湿地之间连接有污泥管，而前述的污泥泵和流量计则设于污泥管上，前述的人工湿地包括湿地池、布泥管、集水管及自上而下依次设于湿地池内的湿地植物、污泥层、填料层及防渗层，前述的布泥管与污泥管连接并具有出泥孔，前述的填料层自上而下依次包括
第一层，采用细砂或小砾石，颗粒大小为0.5~1mm，厚度为10~15cm；
第二层，采用小砾石，颗粒大小为10~30mm，厚度为10~15cm；以及
第三层，采用大砾石或碎石，颗粒大小为30~50mm，厚度为20~25cm，所述的集水管则埋设于第三层。
2.根据权利要求1所述的海水淡化排弃污泥人工湿地处理系统，其特征在于该处理系统还包括一用于承接集水管内水流的集水池，该集水池与污泥管之间连接有一用于冲洗的冲洗管，并且，所述的污泥管上设有阀门。
3.根据权利要求1所述的海水淡化排弃污泥人工湿地处理系统，其特征在于所述的布泥管布置于湿地池一侧，并且，所述布泥管的出泥孔均朝向湿地池另一侧内壁。
4.一种利用权利要求1所述的人工湿地处理系统进行海水淡化排弃污泥的处理方法，包括如下步骤：①海水淡化预处理后的污泥通入污泥缓冲池，②然后经污泥管进入人工湿地；所述的人工湿地采用间隙布泥方式运行，并且，采用四个人工湿地轮流间隙运行，运行周期为4天，工作周期为1年，人工湿地布泥量为30~50m3/d，平均进泥负荷为0.691kg(TS)/m2.d。
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