CN104528940A - 一种适于污水生态处理的土壤渗滤系统 - Google Patents

一种适于污水生态处理的土壤渗滤系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适于污水生态处理的土壤渗滤系统,由植物层、种植土壤层、人工土壤层、承托层、砂滤层、防渗层自上至下组成;植物层选用根系较为发达的植物组合而成;种植土壤层由肥沃的耕作土壤组成,在种植土壤层中埋入粉碎后的秸秆,并引入蚯蚓;人工土壤层由80%的砂粘土与20%的炉渣混合而成;种植土壤层与人工土壤层设有布水沟,布水沟内铺设进水管;承托层由直径为30mm的砾石组成,在承托层中内设集水管;砂滤层由粗砂回填;防渗层采用C25素混凝土建造。本发明为综合利用土壤+秸秆+微生物+植物共同作用处理生活污水的复合净化工艺,尤其是利用蚯蚓处理秸秆,可以达到变废为宝、净化环境的目的。

Description

一种适于污水生态处理的土壤渗滤系统
技术领域
[0001] 本发明涉及污水处理技术领域,尤其涉及一种适于污水生态处理的土壤渗滤系统。
背景技术
[0002] 土壤渗滤处理系统是一种人工强化的污水生态工程处理技术,它充分利用在地表下面的土壤中栖息的土壤动物、土壤微生物、植物根系以及土壤所具有的物理、化学特性将污水净化,属于小型的污水土地处理系统。国内外对地下系统的研宄主要集中在填充介质、污染物净化机理、运行调控等方面,但对系统结构、污染物迀移转化规律、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、土壤孔隙易堵塞等问题。
[0003] 秸杆、是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗和其它农作物(通常为粗粮)在收获籽实后的剩余部分。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸杆中,秸杆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等,是一种具有多用途的可再生的生物资源。
[0004] 随着蚯蚓及其粪便作为商品走入市场,用蚯蚓处理秸杆,可以达到变废为宝、净化环境的目的。蚯蚓可以不停地吞食农作物秸杆,排出灰黑色粪便小颗粒,这些小颗粒疏松多孔,透气性好,保水性能强,而且抗压性强,是非常优质的有机肥。蚯蚓本身更是上好的鸡饲料,蚯蚓粪便是有机肥之王,可培育“绿色食品”及有机食品,种植花丼等。
[0005] 蚯蚓种苗投入秸杆堆后,土壤上层首先形成一层蚯蚓粪便。这些粪便具有比活性炭还强的除臭功能,对秸杆堆放后产生的有害气体能吸附转化,防止对环境的污染。蚯蚓粪在促进农作物生长的同时,因好气性微生物在其上大量繁殖,加速了秸杆内和土壤中农药残留的降解,每粒蚯蚓粪是一个随时供给植物营养的小营养库,又是一颗土壤消毒丸。
发明内容
[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种适于污水生态处理的土壤渗滤系统。
[0007] 为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种适于污水生态处理的土壤渗滤系统,由植物层、种植土壤层、人工土壤层、承托层、砂滤层、防渗层自上至下组成;
[0008] 植物层选用根系较为发达的植物组合而成;
[0009] 种植土壤层由肥沃的耕作土壤组成,在种植土壤层中埋入粉碎后的秸杆,并引入蚯蚓;
[0010] 人工土壤层按体积由80 %的砂粘土与20 %的炉渣混合而成;
[0011] 种植土壤层与人工土壤层的交界处设有布水沟,布水沟内铺设进水管;
[0012] 承托层由直径为30_的砾石组成,在承托层中内设集水管;
[0013] 砂滤层由粗砂回填;
[0014] 防渗层采用C25素混凝土建造。
[0015] 作为优选,种植土壤层的厚度为35cm。
[0016] 作为优选,人工土壤层的厚度为135cm。
[0017] 作为优选,进水管为DNl 10PVC穿孔管,埋深为0.3m_0.4m。
[0018] 作为优选,进水管以间歇性布水工作方式兼做曝气复氧的通气管。
[0019] 作为优选,集水管包括集水主管和集水支管;集水支管的管壁均布通孔,其周围填充砾石。
[0020] 本发明的有益效果是:
[0021] 1.以节能、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+秸杆+微生物+植物共同作用处理生活污水的复合净化工艺。
[0022] 2.成功处理了农作物收割以后遗留的秸杆。秸杆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等,是一种具有多用途的可再生的生物资源。
[0023] 3.用蚯蚓处理秸杆,可以达到变废为宝、净化环境的目的。蚯蚓可以不停地吞食农作物秸杆,排出灰黑色粪便小颗粒,这些小颗粒疏松多孔,透气性好,保水性能强,而且抗压性强,是非常优质的有机肥。蚯蚓本身更是上好的鸡饲料。
[0024] 蚯蚓种苗投入秸杆堆后,土壤上层首先形成一层蚯蚓粪便。这些粪便具有比活性炭还强的除臭功能,对秸杆堆放后产生的有害气体能吸附转化,防止对环境的污染。蚯蚓粪在促进农作物生长的同时,因好气性微生物在其上大量繁殖,加速了秸杆内和土壤中农药残留的降解,每粒蚯蚓粪便事实上是一个小水库,是一个随时供给植物营养的小营养库,又是一颗土壤消毒丸。
[0025] 4.土壤渗滤系统中的通气管利用进水管代替。曝气复氧通过进水管与外界连通,使得空气得以进入系统内部。通气管的设置通常与间歇性布水工作方式相结合,在进水时向水中曝气,而不进水时直接向进水管中曝气。设置通气管后的系统不会存在气体传输问题,即便是在微生物最活跃的上层,氧的分压也很大。
[0026] 5.土壤渗滤系统种植土壤层可种植花灌木及地被植物,可适当做绿化设计,使其形成一座花园形式的处理设施。
附图说明
[0027] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0028] 图1是本发明适于污水生态处理的土壤渗滤系统实施例的污水生态处理流程图。
[0029] 图2是本发明适于污水生态处理的土壤渗滤系统实施例的结构示意图。
[0030] 图2中,1-植物层,2-种植土壤层,3-布水沟,4-进水管,5-人工土壤层,6-承托层,7-砂滤层,8-防渗层,9-集水支管。
具体实施方式
[0031] 图1是一种污水生态处理设施,由化粪池、水解酸化池、缓冲池、土壤渗滤系统组成。
[0032] 在图1中,污水首先进入化粪池,新建化粪池有效容积为0.75m3,化粪池主要起着破坏污水的大分子链,提高废水可生化性,腐烂粪便等有机物的作用。
[0033] 化粪池处理后的污水进入水解酸化池,停留时间控制4〜6h小时,水解酸化池分两格,有效高度(深度)一般是在2〜2.5m之间,从布水均匀性和经济性考虑,水解酸化池采用圆形设计,钢筋混凝土底板,砖砌墙壁,内外防水抹面。在池内缺氧条件下,被截留下来的有机物质在大量水解一产酸菌作用下,将不溶性有机物水解为溶解性物质,将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质;大大提高了污水的可生化性,为下一步生化处理提供了较好的条件。在本实施例中,采用水解酸化池代替常规的初沉池,除达到截留污水中悬浮物的目的外,还具有部分生化处理和污泥减容稳定的功能。
[0034] 污水经过水解酸化池处理后通过缓冲池,再进入土壤渗滤系统,土壤渗滤系统的过滤速度< 5m/天,水力停留时间多7天。
[0035] 如图2所示,土壤渗滤系统的做法如下:
[0036] 将土地渗滤系统的基底经平整压实后,池体采用复合防渗膜。池体分层回填从下往上依次为防渗层8、砂滤层7、承托层6、人工土壤层5、种植土壤层2、植物层I。
[0037] 其中防渗层8位于土壤渗滤系统的最底层,防渗层采用C25素混凝土,作用是防止污水直接下渗,污染地下水源。砂滤层7由粗砂回填,是为了防止上层土壤落入承托层,堵塞水流通道。承托层6由直径为30mm左右的砾石组成,在承托上层土壤的同时起到污水均匀分布的作用,在承托层中内设集水管,集水管由集水主管和集水支管9连接组成集水网络,其中集水支管9为DN160PVC的穿孔管,埋深为200cm,用于收集处理后的污水。再往上是厚度为135cm的人工土壤层5。人工土壤层按重量由80%的砂粘土与20%的炉渣混合而成。要求回填过程中不得有垃圾、石块等杂物,回填土壤粒径不得大于5cm。回填完人工土壤层后,要从集水管向系统内注水,使土壤层下沉,停留12小时后,再最后回填35cm厚度的种植土壤层2。
[0038] 在种植土壤层与人工土壤层的交界处设有布水沟3,在布水沟内铺设进水管4。
[0039] 种植土壤层2的做法:利用收割机粉碎装置,将秸杆直接粉碎后,均匀抛洒于种植土壤层,再利用旋耕灭茬机械将秸杆深翻深埋。一般秸杆粉碎长度小于10CM,稻茬留茬高度小于15CM,耕深大于22CM。最后在种植土壤层引入艇虫弓丨。
[0040] 最后在种植土壤层中栽种植物。要求选用根系较为发达的植物组成最上面的植物层I O
[0041] 土壤渗滤系统中的集水管9分为集水主管和集水支管,集水主管通过三通与集水支管连接;集水支管在管壁上钻有均匀分布的小孔,其周围填充砾石。
[0042] 土壤渗滤系统中的通气管实际上利用进水管4来代替。曝气复氧通过布水管与外界连通,使得空气得以进入系统内部。通气管的设置通常与间歇性布水工作方式相结合,在进水时向水中曝气,而不进水时直接向进水管中曝气。设置通气管后的系统不会存在气体传输问题,即便是在微生物最活跃的上层,氧的分压也很大。
[0043] 土壤渗滤系统中的出水系统包括出水位调控弯头和出水管;水位调控弯头与集水装置连接,可自由调节土壤渗滤系统水位,可以实现系统的干湿交替,使土壤渗滤系统处于干湿交替状态。
[0044] 本实施例污水处理设施的实际运行效果如下:
[0045] 安徽省怀宁县石牌镇农户使用,污水性质为生活污水,处理水量lm3/d,进水水质COD为300mg/L,氨氮35mg/L,经过本实施例所述工艺处理,出口水质的COD降至50mg/L,出口水质的氨氮降至5mg/L,每I公斤蚯蚓种每年可消耗I亩地的秸杆,产商品蚯蚓100公斤和虫丘顿粪500公斤。
[0046] 以上所述的本发明实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适于污水生态处理的土壤渗滤系统,其特征在于:所述土壤渗滤系统由植物层、种植土壤层、人工土壤层、承托层、砂滤层、防渗层自上至下组成; 所述植物层选用根系较为发达的植物组合而成; 所述种植土壤层由肥沃的耕作土壤组成,在种植土壤层中埋入粉碎后的秸杆,并引入蚯蚓; 所述人工土壤层按体积由80%的砂粘土与20%的炉渣混合而成; 所述种植土壤层与人工土壤层的交界处设有布水沟,布水沟内铺设进水管; 所述承托层由直径为30_的砾石组成,在承托层中内设集水管; 所述砂滤层由粗砂回填; 所述防渗层采用C25素混凝土建造。
2.根据权利要求1所述的土壤渗滤系统,其特征在于:所述种植土壤层的厚度为35cm。
3.根据权利要求1所述的土壤渗滤系统,其特征在于:所述人工土壤层的厚度为135cm0
4.根据权利要求1所述的土壤渗滤系统,其特征在于:所述进水管为DN110PVC穿孔管,埋深为0.3m〜0.4m。
5.根据权利要求1所述的土壤渗滤系统,其特征在于:所述进水管以间歇性布水工作方式兼做曝气复氧的通气管。
6.根据权利要求1所述的土壤渗滤系统,其特征在于:所述集水管包括集水主管和集水支管;所述集水支管的管壁均布通孔,其周围填充砾石。
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