CN108911437A - 地下污水生态净化及土壤改良装置 - Google Patents

Abstract

本案涉及一种地下污水生态净化及土壤改良装置，包括：净化装置本体，其包括支架和净化框；支架呈多阶梯且中空的锥状；所述净化框为顶部开口且呈方形的空心环，空心环从其一边上设有断口，两断面封闭，且两断面间的距离不小于所述支撑柱的外径；空心环内侧壁近两断面上缘处分别设有进水孔和出水孔；所述净化框从上到下内径依次递增的安装固定于支架上；本发明的地下污水生态净化及土壤改良装置，通过富集、吸收、降解、过滤、吸附等对污水进行多重处理，根据不同的污染物成分选择不同的植物和微生物，能起到较好的净化效果，可作为地下污水和土壤改良的长效治理手段，同时还能美化环境。

Description

地下污水生态净化及土壤改良装置

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种地下污水生态净化及土壤改良装置。

背景技术

改革开放以来，我国经济取得了举世瞩目的成就，但发展的背后，是自然环境的巨大牺牲。

当前我国大片土地处于轻污染状态，少部分处于严重污染状态，严重污染的土地需要很长的自然恢复时间，而处于轻污染状态的土地，如不能及时妥善处理，则污染会进一步加重；同时，由于废气排放增加，酸雨现象加重，导致土壤、水体酸化越来越严重；此外，作为历史遗留问题，我国目前盐渍国土面积超过三千万公顷，耕地盐碱化七百余万亩，近20％更低盐碱化或有盐碱化倾向，盐碱危害使大面积土壤资源难以有效利用，农业综合生产能力下降，造成大量中、低产田和农民贫困，严重影响农业发展和农民生活水平的提高。我国盐碱地的土壤改良工程浩大、任重道远。

伴随土壤污染的是地下水的污染，地表以下地层复杂，地下水流动极其缓慢，因此,地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点。地下水一旦受到污染，即使彻底消除其污染源，也得十几年，甚至几十年才能使水质复原。地下水污染与地表水污染有一些明显的不同：由于污染物进入含水层，以及在含水层中运动都比较缓慢，污染往往是逐渐发生的，若不进行专门监测，很难及时发觉；发现地下水污染后，确定污染源也不像地表水那么容易。更重要的是地下水污染不易消除。排除污染源之后，地表水可以在较短时期内达到净化；而地下水，即便排除了污染源，已经进入含水层的污染物仍将长期产生不良影响。地下污水的治理投资大、周期长、收效慢，难以收到立竿见影的效果，为此，部分地区的政府部门并不重视地下污水的治理，但人民群众的治理呼声越来越高。

总体来讲，当前的污水处理和土壤改良，受困于成本和不断加剧的污染，缺乏一种低成本、可持续的长效改良方法和设备。

针对上述问题，本发明提供一种地下污水生态净化及土壤改良装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种占地面积小、设置灵活，可广泛应用于多种环境的地下污水处理装置；

本发明的另一个目的是提供一种美观、绿化效果好、净化效果佳的长效土壤改良装置。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种地下污水生态净化及土壤改良装置，包括：

净化装置本体，包括支架和净化框；

所述支架呈多阶梯且中空的锥状，包括垂直设置的支撑柱和水平固定于支撑柱上的支撑杆，所述支撑杆沿支撑柱由上到下长度依次递增分布；

所述净化框为顶部开口且呈方形的空心环，所述空心环从其一边上设有断口，两断面封闭，且两断面间的距离不小于所述支撑柱的外径；所述空心环内侧壁近两断面上缘处分别设有进水孔和出水孔；所述净化框上的进水孔、出水孔分别与上侧相邻净化框的出水孔、下侧相邻净化框的进水孔通过连接管相连通；断开的空心环在安装或更换净化框时，可以将净化框水平装入或抽出，方便安装和维护。

所述净化框有内径依次递增的若干个；

所述净化框从上到下内径依次递增的安装固定于支架上；太阳能电池模组，其设于净化装置本体顶部，包括太阳能电池板、蓄电池和控制器；

污染物富集装置，设于深层土壤，包括两相对设置的正、负极导电板；地下污水中的重金属离子、带电荷的污染物分子、导致盐碱地和酸性土壤形成的离子和带电荷胶团在导电板的作用下分别相导电板的正、负极靠近并富集，被抽提至净化装置本体得以净化处理；

抽提装置，其设于净化装置本体外部或其内部中空处，通过取水管将正、负极导电板附近的高浓度污水抽提至净化装置本体顶部；所述抽提装置间歇性启动，启动间隔不小于半小时；地下污水的汇集需要一定时间，污染物在正、负极导电板附近的富集也需要一定的时间，抽提装置间歇性启动有利于节约能源并提高净化效果；

集水装置，其设于净化装置本体底部中空处或地表下，并与所述净化装置本体底部净化框的出水口相连通。

优选的是，所述净化框由上到下包括植物净化部、微生物净化和沉降部、过滤净化部，每部包含数个净化框；其中，所述植物净化部各净化框分别种植有水生超富集植物、土培超富集植物以及速生植物。污水从顶部净化框进入，经过植物净化部的截留、吸收和富集，微生物净化和沉降部的分解、富集与沉降，过滤净化部的最终过滤吸附和，使本发明的地下污水生态净化及土壤改良装置具对地下污水中的有毒、有机物质具有较好的净化能力，对重金属也有一定的吸附和富集效果。另外，立体设置的净化框内大量植物的种植还使本发明整体绿意盎然，十分美观，。

优选的是，所述微生物净化和沉降部投放有固定化微生物，每个净化框内所投放的优势微生物菌种不同，包括具有富集和分解功能的固定化微生物；固定化微生物的投放应根据季节、温度、地下污水中主要污染物成分、地下污水处理量的变化来进行投放，使相应净化微生物始终为优势菌种，确保净化效果。

所述微生物净化和沉降部内设有疏松多孔的微生物附着体，所述微生物附着体优选陶瓷环、蛭石、沸石、红砖颗粒中的一种或几种；微生物附着体有利于多种微生物的稳定附着，当微生物附着体上的微生物群落达到平衡后，对地下污水中的有机成分有较好的综合净化效果。

所述微生物净化和沉降部的净化框内设有加热装置、超声波发生器、气泵和照明装置。

所述加热装置、超声波发生器、气泵和照明装置与所述控制器相连通。，温度降低时，微生物净化效果降低，加热装置有利于保证净化效果；超声波发生器启动时，污水中氧气含量快速降低，迅速营造厌氧环境；超声波发生器、气泵和照明装置可使净化框持续保持有光缺氧、黑暗缺氧、有光富氧、黑暗富氧的微生物处理环境，还能在昼夜更替间使净化框在不同的微生物处理环境下进行切换，方便进行管理和针对不同污染物采用不同的处理环境和处理方法。

优选的是，所述微生物净化和沉降部的全部或部分净化框采用亚克力或玻璃材质。采用亚克力或玻璃材质，保证采光充足，另外，透明材质还使本发明整体上更加美观，尤其在夜间照明灯开启时，尤为靓丽。

优选的是，所述微生物净化和沉降部内设有小型观赏植物，使本发明整体更为美观。

优选的是，所述植物净化部内的植物应及时更换或修剪，重金属容易在植物头部富集，修剪能使超富集植物始终保持旺盛的富集能力。

优选的是，所述进水孔和出水孔处设有滤网。

优选的是，所述净化装置本体底部设有支撑足。

优选的是，所述净化装置本体内水的最大流速不超过0.1m/s。水流速度越慢，净化效果越好，必要时，可封闭各进水孔和出水孔，使其内污水得到更为彻底的净化。

优选的是，所述抽提装置由太阳能电池模组或外接电源供电。

本发明的地下污水生态净化及土壤改良装置，通过富集、吸收、降解、过滤、吸附等对污水进行多重处理，根据不同的污染物成分选择不同的植物和微生物，能起到较好的净化效果，同时，本发明在立体结构内大量栽植各种植物，使本发明整体绿意盎然，可作为地下污水和土壤改良的长效治理手段，同时还能美化环境。

附图说明

图1为净化框结构示意图。

图2为支架结构示意图。

图3为地下污水生态净化及土壤改良装置结构示意图(支撑杆未示出)。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1

如图1-3所示，一种地下污水生态净化及土壤改良装置，包括：

净化装置本体，包括支架1和净化框2；

所述支架1呈多阶梯且中空的锥状，包括垂直设置的支撑柱101和水平固定于支撑柱上的支撑杆102，所述支撑杆102沿支撑柱101由上到下长度依次递增分布；

所述净化框2为顶部开口且呈方形的空心环，所述空心环从其一边上设有断口201，两断面封闭，且两断面间的距离不小于所述支撑柱101的外径；所述空心环内侧壁近两断面上缘处分别设有进水孔202和出水孔203；所述净化框2上的进水孔、出水孔分别与上侧相邻净化框的出水孔、下侧相邻净化框的进水孔通过连接管相连通；

所述净化框2有内径依次递增的8个；

所述净化框2从上到下内径依次递增的安装固定于支架1上；

太阳能电池模组3，其设于净化装置本体顶部，包括太阳能电池板301、蓄电池302和控制器303；

污染物富集装置7，设于深层土壤，包括两相对设置的正、负极导电板；

抽提装置4，其设于净化装置本体内部中空处，通过取水管将正、负极导电板附近的高浓度污水抽提至净化装置本体顶部；所述抽提装置间歇性启动，启动间隔不小于半小时；

集水装置5，其设于净化装置本体底部中空处或地表下，并与所述净化装置本体底部净化框的出水口相连通。

所述净化框由上到下包括植物净化部210、微生物净化和沉降部220、过滤净化部230，分别包含3、4、1个净化框；其中，所述植物净化部210所述3个净化框分别种植有金鱼藻和苦草，酸模草，青萍和水葫芦。

所述微生物净化和沉降部220投放有固定化微生物，每个净化框内所投放的优势微生物菌种不同，包括具有富集和分解功能的光合细菌、硝化细菌、脱硫弧菌、啤酒酵母菌等固定化微生物；

所述微生物净化和沉降部内220设有疏松多孔的微生物附着体，所述微生物附着体优选陶瓷环；

所述微生物净化和沉降部的净化框内设有加热装置、超声波发生器、气泵和照明装置。

加热装置、超声波发生器、气泵和照明装置与所述控制器303相连通。

所述微生物净化和沉降部220的部分净化框采用亚克力材质。

所述微生物净化和沉降部220内设有小型观赏植物。

所述植物净化部内的植物应及时更换或修剪。

所述进水孔和出水孔处设有滤网。

所述净化装置本体底部设有支撑足6。

所述净化装置本体内水的最大流速不超过0.1m/s。

所述抽提装置4由外接电源供电。

实施例2

使用方法：开启污染物富集装置7和抽提装置4，将污水抽提至顶部净化框2，在重力作用下从出水口流出至下一净化框；污水先后流经植物净化部210、微生物净化和沉降部220、过滤净化部230，经植物、微生物的复合净化，加上最后过滤，得到净化后的污水。

另外，根据菌种的不同，通过加热装置、超声波发生器、气泵和照明装置的配合，营造不同的微生物净化框境，提高净化效果。

实施例3

在夏季丰水期，采用实施例1的地下污水生态净化及土壤改良装置对我国东部某地的地下污水进行为期两个月的治污试验，该地区地下污水中重金属铜含量较高，且土壤偏酸性，以1m3/天的污水净化量，持续净化两个月，对集水装置中最后收集的净化后地下污水中的主要污染物进行测试，发现其铜离子含量下降了71％，pH值恢复为6.8，COD下降了92％。

若能在该地设置多个本发明装置，长期使用，可有效治理当地地下污水并能对土壤起到改良作用，此外，还能对该地区环境起到美化效果。

实施例4

在安装、替换、维护净化框2以及更换净化框内的植物、土壤、微生物附着体时，可将净化框单个抽出进行操作，步骤为：将选中的净化框2的进水孔202和出水孔203堵塞，去掉与其相通的连接管，使支撑柱从经净化框的断口201处通过，从而水平抽出净化框。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (10)

1.一种地下污水生态净化及土壤改良装置，其特征在于，包括：

净化装置本体，包括支架和净化框；

所述支架呈多阶梯且中空的锥状，包括垂直设置的支撑柱和水平固定于支撑柱上的支撑杆，所述支撑杆沿支撑柱由上到下长度依次递增分布；

所述净化框为顶部开口且呈方形的空心环，所述空心环从其一边上设有断口，两断面封闭，且两断面间的距离不小于所述支撑柱的外径；所述空心环内侧壁近两断面上缘处分别设有进水孔和出水孔；所述净化框上的进水孔、出水孔分别与上侧相邻净化框的出水孔、下侧相邻净化框的进水孔通过连接管相连通；

所述净化框有内径依次递增的若干个；

所述净化框从上到下内径依次递增的安装固定于支架上；

太阳能电池模组，其设于净化装置本体顶部，包括太阳能电池板、蓄电池和控制器；

污染物富集装置，设于深层土壤，包括两相对设置的正、负极导电板；

抽提装置，其设于净化装置本体外部或其内部中空处，通过取水管将正、负极导电板附近的高浓度污水抽提至净化装置本体顶部；所述抽提装置间歇性启动，启动间隔不小于半小时；

集水装置，其设于净化装置本体底部中空处或地表下，并与所述净化装置本体底部净化框的出水口相连通。

2.如权利要求1所述的地下污水生态净化及土壤改良装置，其特征在于，所述净化框由上到下包括植物净化部、微生物净化和沉降部、过滤净化部，每部包含数个净化框；其中，所述植物净化部各净化框分别种植有水生超富集植物、土培超富集植物以及速生植物。

3.如权利要求1所述的地下污水生态净化及土壤改良装置，其特征在于，所述微生物净化和沉降部投放有固定化微生物，每个净化框内所投放的优势微生物菌种不同，包括具有富集和分解功能的固定化微生物；

所述微生物净化和沉降部内设有疏松多孔的微生物附着体，所述微生物附着体优选陶瓷环、蛭石、沸石、红砖颗粒中的一种或几种；

所述微生物净化和沉降部的净化框内设有加热装置、超声波发生器、气泵和照明装置；

所述加热装置、超声波发生器、气泵和照明装置与所述控制器相连通。

4.如权利要求1所述的地下污水生态净化及土壤改良装置，其特征在于，所述微生物净化和沉降部的全部或部分净化框采用亚克力或玻璃材质。

5.如权利要求1所述的地下污水生态净化及土壤改良装置，其特征在于，所述微生物净化和沉降部内设有小型观赏植物。

6.如权利要求1所述的地下污水生态净化及土壤改良装置，其特征在于，所述植物净化部内的植物应及时更换或修剪。

7.如权利要求1所述的地下污水生态净化及土壤改良装置，其特征在于，所述进水孔和出水孔处设有滤网。

8.如权利要求1所述的地下污水生态净化及土壤改良装置，其特征在于，所述净化装置本体底部设有支撑足。

9.如权利要求1所述的地下污水生态净化及土壤改良装置，其特征在于，所述净化装置本体内水的最大流速不超过0.1m/s。

10.如权利要求1所述的地下污水生态净化及土壤改良装置，其特征在于，所述污染物富集装置和抽提装置由太阳能电池模组或外接电源供电。