CN109281371A - 一种用于寒冷干旱地区的废水生态处理系统 - Google Patents

一种用于寒冷干旱地区的废水生态处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于寒冷干旱地区废水处理的双层生态系统，主体包括冻土层以上植被恢复层、冻土层以下潜流层及防渗层；潜流层包括前端石笼部分及多介质填料层，两侧有配水井及收水井，配水井配有曝气系统和单面配水花墙及过滤墙，出水收集管由带孔得出水收集支管、收水总管组成，收水总管底部设置排空阀门，收水井配置内循环泵。上层植被修复层使用配水井预处理后的水保育耐盐耐氟耐寒植物，改善土质，恢复植被；上下层之间留有缝隙，使上层植物灌溉后渗透的水分进入下层潜流湿地，进一步净化水分，避免水分流失；下层湿地位于生态系统所在地的冻土层以下，在重力作用下废水先经过前端石笼层以垂直流方式净化后，在中段水流以水平潜流方式延浸润曲线自驱动前进，最终在床层底部经收水管进入收水井，冬季潜流层运行温度保持在8～15℃，解决寒冷地区上冻的问题。

Description

一种用于寒冷干旱地区的废水生态处理系统
技术领域
本发明专利涉及一种适用于寒冷干旱地区的生态污水处理系统，属于污水处理工程领域。
背景技术
我国矿产资源多分布于西部寒冷干旱地区且，由于矿产资源开采对地层、地下水流场和地表造成损害，导致自然水源断流或地下水资源因流入采空区形成废水而失去地下水赋存量，生态环境破坏严重，水资源短缺问题日益凸显。但随着相关约束政策出台及技术进步，采矿废水综合利用逐渐步入正轨，然而，总体看来，仍是一种“被动”行为，处理成本不断增加，令能源行业发展承受较大压力，为达标而投加大量化学药剂、使用工业吸附剂等处理废水，不断向水体中引入其他化学成分或产生高盐浓水，造成了“看不见”的污染。因此，研发西部干旱半干旱地区废水生态处理相关技术具有现实意义。
由于寒冷干旱地区多为沙地，水分渗滤快、保水难度大，且大多属于温带大陆性气候，冬季寒冷，传统的人工湿地系统很难应用于这些地区。因此，亟需结合自然环境条件开发新型生态水处理系统。
发明内容
本发明目的是开发一种投资少、管理容易、适用于干旱寒冷地区特别是西部地区全年运行的废水处理用生态系统。
为实现上述发明的目的，本发明的技术方案为：一种用于寒冷干旱地区废水处理的双层生态系统，包括池体一侧的配水井、池体另一侧的收水井、池体内部的上层植被修复层和下层潜流湿地层、地下布水管和处理后的收水管，其特征在于系统底部及两侧作防渗，上层植被修复层使用配水井预处理后的水保育耐盐耐氟耐寒植物，改善土质，恢复植被；上下层之间留有缝隙，使上层植物灌溉后渗透的水分进入下层潜流湿地，进一步净化水分，避免水分流失；下层湿地位于生态系统所在地的冻土层以下，以煤矸石、粗砾石等隔开，配水井中废水经配水花墙、过滤墙进入潜流湿地，在重力作用下先经过前端石笼层以垂直流方式净化后，在中段水流以水平潜流方式延浸润曲线自驱动前进，最终在床层底部经收水管进入收水井。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
生态处理系统主体包括冻土层以上植被恢复层（101）、冻土层以下潜流层（102）及防渗层（103）；潜流层包括前端石笼部分及多介质填料层（粗砾石、粉煤灰基陶粒、煤矸石、方解石、火山岩、天然沸石、石英砂、天然沙土中的一种或多种），两侧有配水井（105）及收水井（107），配水井（105）配有曝气系统（106）和单面配水花墙及过滤墙，出水收集管由带孔得出水收集支管、收水总管组成，收水总管底部设置排空阀门，收水井配置内循环泵。
一种用于寒冷干旱地区的废水生态处理系统运行方法为：（1）夏季运行时，废水经地下布水系统进入配水井，进水流量为20~100m3/h，配水井中废水经过1～4天预处理后一部分抽提到地表灌溉，耐盐植物经过根系吸收后多余水分经沙地渗滤至下层；其余配水井中废水导入下层潜流层，经过垂直流经前端石笼层过滤吸附后进入中端多介质填料层（粗砾石、粉煤灰基陶粒、煤矸石、方解石、火山岩、天然沸石、石英砂、天然沙土中的一种或多种），自驱动水平潜流，处理后的水在床层底部经收水管进入收水井静置回用或外排至地表。（2）低温期运行时，地表草灌木按季收割待来年灌溉保育，此时配水井中废水预处理后全部进入下层潜流层。配水井及潜流层温度平稳运行，温度保持在8～15℃，解决寒冷地区上冻的问题。
本实施方式中所用的污水水质如表1。
表1.入水水质
项目（单位） 数值
COD (mg/L) 30~76
SS (mg/L) 26~50
NH<sub>3</sub>-N (mg/L) 10~28
TDS (mg/L) 800~1000
SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>(mg/L) 260~350
本实施方式处理后的出水水质如表2。
表2.出水水质
项目（单位） 数值
COD (mg/L) ≤20
SS (mg/L) ≤30
NH<sub>3</sub>-N (mg/L) ≤1
TDS (mg/L) ≤800
SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>(mg/L) ≤250

Claims (5)

1.一种用于寒冷干旱地区废水处理的双层生态系统，主体包括冻土层以上植被恢复层、冻土层以下潜流层及防渗层。
2.根据权利要求1所述的双层生态系统，其特征为：上层植被修复层使用配水井预处理后的水以草灌木网格保育法灌溉培育吸盐固氟耐寒植物，改善土质，恢复植被；上下层之间留有缝隙，使上层植物灌溉后渗透的水分进入下层潜流湿地，进一步净化水分，避免流失。
3.根据权利要求1所述的双层生态系统，其特征在于潜流层包括前端石笼部分及多介质填料层（粗砾石、粉煤灰基陶粒、煤矸石、方解石、火山岩、天然沸石、石英砂、天然沙土中的一种或多种），两侧有配水井及收水井，配水井配有曝气系统和单面配水花墙及过滤墙，出水收集管由带孔得出水收集支管、收水总管组成，收水总管底部设置排空阀门，收水井配置内循环泵。
4.根据权利要求1所述的双层生态系统，其特征在于冻土层以下三面防渗。
5.根据权利要求1和3所述的双层生态系统，其特征为：配水井中废水经配水花墙、过滤墙进入潜流湿地，在重力作用下先经过前端石笼层以垂直流方式净化后，在中段水流以水平潜流方式延浸润曲线自驱动前进，最终在床层底部经收水管进入收水井。
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