CN205294963U - 用于公路沿线附属设施污水处理的土壤渗滤系统装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于公路沿线附属设施污水处理的土壤渗滤系统装置，这种装置包括了预处理单元及生态处理单元，其中预处理单元采用推流沉淀池，生态处理单元采用浸润虹吸式土壤渗滤床。所述装置能够有效克服现有技术中净化效率低、工程造价高、运行成本高、维护管理较复杂等缺点，建设成本低，同时实现固体废弃物循环利用。

Description

用于公路沿线附属设施污水处理的土壤渗滤系统装置

技术领域

本实用新型涉及公路污水处理技术领域，具体涉及一种用于公路沿线附属设施污水处理的土壤渗滤系统装置，这种装置包括了预处理单元及生态处理单元，还可用于其它分散型生活污水处理领域。

背景技术

高速公路服务区污水主要由卫生间污水、餐饮污水、加油站及车辆冲洗废水等组成。同生活污水相比，服务区污水具有水质水量随季节性波动大，悬浮物和氮含量高，含有一定量的石油类物质等特点。

土壤渗滤系统是由慢速渗滤系统发展而来的。传统的慢速渗滤系统将污水直接投配到土地处理系统的土壤表面，污水臭味的散发致使系统的卫生条件很差，不便应用于小型分散生活污水的处理。而且污水漫灌于地表时，有机质的降解和硝化作用大量消耗氧气，导致地表土壤形成厌氧层，不利于下层土壤的充气传氧作用。由此，布水管埋于地下、卫生条件好、不影响地面景观的土壤渗滤系统逐渐得到越来越多的应用。

在国外，常规的土壤渗滤工艺在60年代的日本即得到应用，日本的新见正在20世纪80年代开发出土壤毛管浸润沟污水净化工艺，处理生活污水的出水水质优于二级处理出水。美、法、德、以色列等发达国家也都在大力推行与土壤渗滤技术相关的土地处理工艺，美国大约有36％的农村及零星分散建造的家庭住宅采用了此类技术处理生活污水。

随着经济的发展和环境问题的日益突出，在我国，土壤渗滤技术得到社会各界越来越多的关注。1992年北京市环境保护科学研究院建造了一个实际规模的污水地下毛管渗滤系统；中科院沈阳应用生态所对土壤渗滤系统应用于中水回用进行了探讨；2003年清华大学对土壤渗滤系统处理分散村镇生活污水进行了研究，并在滇池流域设计建造了处理规模约100m³/d的示范工程。

目前国内外对土壤渗滤系统的填充介质、污染物净化机理、运行调控等方面已经进行了广泛的研究，但是已有的一些分散式土壤渗滤处理工程，普遍存在水力负荷偏低、床体易堵塞、脱氮除磷效率低等问题。

发明内容

本实用新型提供了一种有效针对高速公路服务区污水特征及处理需求的浸润虹吸式土壤渗滤处理装置，能够有效克服现有技术中净化效率低、工程造价高、运行成本高、维护管理较复杂等缺点，渗滤床填充了多种复配填料，具有更好的吸附过滤和微生物附着效果，营造了厌氧、兼氧并存的微生物环境，具有更好的微生物降解作用，污水在渗滤床内实现浸润、虹吸及重力流等多种流态，提高了与填料及微生物的接触时间，从而对服务区污水的各种污染物均具有更高的处理效率，而且系统抗冲击能力强；系统不需要鼓风机曝气，从而极大地降低了运营能耗；仅有提升泵的用电设备，管理维护简单，不需专业技术人员维护；设有高效预处理单元，并在配水、集水单元设有防堵保护措施，渗滤床床体填料通过配置后具有更高的孔隙率，能够从很大程度上缓解床体堵塞问题；床体填充常规土壤及炉渣等废弃材料，建设成本低，同时实现固体废弃物循环利用。

本实用新型提出的用于公路沿线附属设施污水处理的土壤渗滤系统装置主要包括依次连接的预处理和生态处理两个单元，其中预处理单元采用推流沉淀池，生态处理单元采用浸润虹吸式土壤渗滤床。

高速公路服务区产生的生活污水经过管网收集后，由进水口进入推流沉淀池，通过溢流堰向下散流，与第一级挡流板碰撞后，悬浮物缓慢沉淀，污水沿池体水平方向推流，与第二级挡流板碰撞后发生沉淀反应后，污水向下折返后进入出水口溢流堰，均匀水质后由出水口排入浸润虹吸式土壤渗滤床。推流沉淀池底部设有2％的坡度，底部沉淀的污泥沿坡度方向汇入集砂凹槽。推流沉淀池维护仅需定期清理集砂凹槽沉积污泥即可，维护周期视水质情况而定，一般为1-3个月。

推流沉淀池出水为厌氧化的生活污水，通过设置在浸润虹吸式土壤渗滤床上部的配水系统均匀地由级配填料土向下渗滤，污水滞留到生态滤砂后，再通过“表面张力作用”上升，越过厌氧滤槽之后，再通过“虹吸现象”连续地向下层土壤渗透并通过集水系统流出浸润虹吸式土壤渗滤床。在上述渗滤过程中，水与污染物分离，水被渗滤后流出，污染物通过物理化学吸附作用被截留在土壤中，由土壤中的微生物和生物降解，其降解物再由表面绿化植被所利用。

浸润虹吸式土壤渗滤床中的污染物去除反应大部分发生在地表或是靠近地表的地方。在这一区域中生长着细菌、真菌、酵母、霉菌、原生动物、后生动物，甚至象蚯蚓那样的生物，在净化污水的过程中相互依存、协同作用，又相互制约。土壤微生物是维持浸润虹吸式土壤渗滤床生态系统和完成生态系统功能中物质和能量转化的重要组成部分，主要参与有机质的分解和腐殖质的合成。土壤微生物一般集中在表层50cm深度的土壤中，其中以15cm深度的土壤中最多。

通过浸润虹吸式土壤渗滤床净化后的污水通过集水系统收集后，根据设计处理要求，达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级排放标准的外排至公路边沟；达到《城市污水再生利用城市杂用水》(GB/T18920-2002)的用作绿化、冲厕、消防、道路喷洒等用途。

推流沉淀池由进水口、出水口、挡流板、溢流堰、集砂凹槽和人孔组成，其外壁采用钢混结构。进水口和出水口均位于推流沉淀池上部，与进水口和出水口对应的进水溢流堰与出水溢流堰焊接在事先预埋在推流沉淀池上部内壁的预埋件，为碳钢板制成的长方形槽体。挡流板分为两级，均采用5-8mm的碳钢板，分别与事先预埋在推流沉淀池上盖上的预埋件焊接。推流沉淀池底部设有2％的坡度，底部沉淀的污泥沿坡度方向汇入集砂凹槽。集砂凹槽为低于推流沉淀池底部的截面为梯形的横向沟槽(参见图1)。

浸润虹吸式土壤渗滤床是利用防渗膜在地下围成一个长方体形状的深坑，由下至上分别设有集水层、级配土壤层、生态滤砂层、配水层、种植土和绿化植被结构(参见图2)。浸润虹吸式土壤渗滤床对污水起到吸附过滤作用，并为土壤微生物提供适宜的生存环境，从而具有生物降解功能，能够在厌氧、兼氧环境下降解有机物的同时脱氮除磷。

集水层设有斜向下60°双向打孔的集水系统，孔径为6-10mm(参见图3)，相邻开孔处间距20-30cm。在集水系统外部覆盖20-30mm的瓜片石，瓜片石厚度10-15cm，外部用1×1mm孔尼龙网包裹。

级配土壤层填充棕壤、炉渣和草炭的混合填料，其体积比为50-60：25-30：15-20，添加炉渣可以增加填充介质的通气和透水性能，添加草炭以提高土壤的有机质含量，改善土壤的团粒结构，为微生物和植物创造良好的环境。

生态滤砂层主体填料采用粗型河砂，细度模数3.1-3.7。在配水系统正下方的生态滤砂层中设有厌氧滤槽，槽中填充5-10mm规格的聚氨酯泡沫。配水层设有和集水层相同的系统，具体为：斜向下60°双向打孔的配水系统，孔径为6-10mm(参见图3)，相邻开孔处间距20-30cm。在配水系统外部覆盖的20-30mm的瓜片石，瓜片石厚度10-15cm，外部用1×1mm孔尼龙网包裹。

种植土选用本地适于植物生长的土壤，其上栽种绿化植被。

绿化植被采用高羊茅、黑麦草。通过植物根系吸收污水中的有机物和氮磷等营养物质。

附图说明

图1推流沉淀池结构图

图2浸润虹吸式土壤渗滤床结构图

图3配水系统及集水系统穿孔图

1-进水口，2-出水口，3-挡流板，4-溢流堰，5-集砂凹槽，6-人孔，7-防渗膜，8-瓜片石，9-尼龙网，10-级配填料土，11-生态滤砂，12-聚氨酯泡沫，13-种植土，14-绿化植被，15-配水系统，16-集水系统，17-水孔，18-厌氧滤槽。

具体实施方式

实施例1：

用于公路沿线附属设施污水处理的土壤渗滤系统装置是由依次连接的推流沉淀池和浸润虹吸式土壤渗滤床组成。推流沉淀池设于地下，为钢混结构，内部设有挡流板。浸润虹吸式土壤渗滤床由防渗膜、级配填料土、生态滤砂、厌氧滤槽、种植土、配水系统、集水系统和绿化植被组成，其中厌氧滤槽设置在配水系统正下方的生态滤砂中，内部填充聚氨酯泡沫。浸润虹吸式土壤渗滤床为向地下开挖的长方形池体，底部铺设防渗膜，其上铺有采用瓜片石和尼龙网保护的集水系统，再填充由棕壤、炉渣和草炭的混合的级配填料土，上层填充生态滤砂后覆盖本地土壤，在本地土壤上种植高羊茅和黑麦草。

污水经过推流沉淀池沉淀后，经提升泵泵入浸润虹吸式土壤渗滤床，由配水系统将进水均匀投配在生态滤砂和级配填料土上，在重力作用下，发生吸附过滤反应，并与生态滤砂和级配填料土表面附着生长的微生物充分接触净化，之后通过集水系统排放或回用。

实施例2：

推流沉淀池尺寸为6m×3m×3m，浸润虹吸式土壤渗滤床共有4组，每组尺寸20m×10m×0.9m。浸润虹吸式土壤渗滤床具体结构为：集水层厚12cm，集水系统采用DN50的PVC穿孔管，斜向下60°开2组8mm孔，开孔处间距20-30cm；级配填料土填充厚度为42cm，棕壤、炉渣和草炭的体积比为60：25：15；生态滤砂填充11cm，采用天然粗河砂；厌氧滤槽宽30cm，长10m，高11cm，内部填充5-10mm规格的聚氨酯泡沫；配水层厚10cm，配水系统采用DN50的PVC穿孔管，斜向下60°开2组6mm孔，开孔处间距20-30cm；种植土采用红壤，厚度15cm；种植土上种植黑麦草。

采用上述方式建设的服务区污水土壤渗滤处理系统的进水COD350mg/L，BOD₅150mg/L，氨氮40mg/L，SS150mg/L，出水COD60mg/L，BOD₅20mg/L，氨氮15mg/L，SS20mg/L。

Claims (5)

1.一种用于公路沿线附属设施污水处理的土壤渗滤系统装置，其特征在于，所述土壤渗滤系统装置包括依次连接的预处理和生态处理两个单元，其中预处理单元采用推流沉淀池，生态处理单元采用浸润虹吸式土壤渗滤床。

2.如权利要求1所述的土壤渗滤系统装置，所述的推流沉淀池由进水口、出水口、挡流板、溢流堰、集砂凹槽和人孔组成；进水口和出水口均位于推流沉淀池上部，与进水口和出水口对应的进水溢流堰与出水溢流为碳钢板制成的长方形槽体；挡流板分为两级，均采用5-8mm的碳钢板，分别与事先预埋在推流沉淀池上盖上的预埋件焊接；推流沉淀池底部设有2％的坡度，集砂凹槽为低于推流沉淀池底部的截面为梯形的横向沟槽。

3.如权利要求1所述的土壤渗滤系统装置，所述的浸润虹吸式土壤渗滤床由下至上分别设有集水层、级配土壤层、生态滤砂层、配水层、种植土和绿化植被，其中，生态滤砂层中采用粗型河砂；生态滤砂层中设有厌氧滤槽，槽中填充5-10mm规格的聚氨酯泡沫；级配土壤层中采用棕壤、炉渣和草炭的混合填料。

4.如权利要求3所述的土壤渗滤系统装置，所述集水层、配水层均采用穿孔管汇水，穿孔为斜向下开孔，每个开孔处在与管道中垂线两侧呈60°向下开孔两个，孔径为6-10mm，相邻开孔处间距20-30cm。

5.如权利要求3所述的土壤渗滤系统装置，所述绿化植被为高羊茅、黑麦草。