專利名稱:強(qiáng)化布水式地下滲濾污水處理方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種生活污水土地處理技術(shù),特別涉及一種用于城市居住小區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、休假村、療養(yǎng)院等分散居住地區(qū)的生活污水處理并進(jìn)行處理水回用的地下毛管滲濾污水處理方法及裝置。
以活性污泥法為代表的傳統(tǒng)工藝,如厭氧/好氧工藝(A/O)、厭氧/兼氧/好氧工藝(A2/O)、序批式活性污泥工藝(SBR)等,雖然技術(shù)比較成熟,但昂貴的造價(jià)和運(yùn)行管理費(fèi)用限制了它們的廣泛應(yīng)用,特別是在缺乏污水收集系統(tǒng)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)分散居住地區(qū)的應(yīng)用。
常規(guī)的土地處理工藝,如慢速滲濾系統(tǒng)、快速滲濾系統(tǒng)、地表漫流系統(tǒng),對(duì)生活污水通常具有經(jīng)濟(jì)高效的處理效果,但這些工藝也存在受環(huán)境條件影響大、破壞地面景觀、散發(fā)異味、占地面積大等缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種強(qiáng)化布水式地下滲濾污水處理方法,該方法包括如下步驟(1)在地表植物下面布置多個(gè)滲濾溝及布水槽,在滲濾溝內(nèi)填充有利于提高毛管濕潤性能、通氣透水性能和微生物附著生長(zhǎng)的人工配制土壤;(2)經(jīng)初沉池預(yù)處理后的污水通過布水系統(tǒng)投配到滲濾溝內(nèi)的布水管,經(jīng)布水管進(jìn)入布水槽,在滲濾溝內(nèi)的人工配制土壤毛管浸潤作用下,通過設(shè)置在布水槽兩側(cè)的強(qiáng)化布水材料,逐漸向四周土壤擴(kuò)散,使其進(jìn)一步進(jìn)入滲濾溝間的下降流區(qū);(3)在土壤——微生物——植物系統(tǒng)的綜合凈化功能作用下污水得到凈化,凈化后的水通過設(shè)置在底部防滲層上方的集水溝收集后,經(jīng)集水管排出。
本發(fā)明中所述的滲濾溝內(nèi)填充的人工配制上壤是由原土壤和在其中摻雜8%~20%的草炭土構(gòu)成。或者由原土壤和在其中摻雜25%~40%爐渣和8%~20%的草炭土構(gòu)成。
為了強(qiáng)化反硝化作用,對(duì)原污水按1∶1~4的分流比進(jìn)行分流,使其進(jìn)入設(shè)置在滲濾溝間的分流布水槽。
本發(fā)明還提供了一種實(shí)施上述方法的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括布置在地表植物下面的多個(gè)滲濾溝,在每個(gè)滲濾溝內(nèi)一定深度的土層中設(shè)有布水槽,布水槽內(nèi)設(shè)有多孔布水管,布水管兩側(cè)設(shè)置具有良好毛管浸潤性能的強(qiáng)化布水材料,在滲濾溝下面一定深度的土壤中設(shè)有防滲層,所述防滲層上面布置有集水溝和集水管。
在滲濾溝間水流降流區(qū)設(shè)置能夠強(qiáng)化反硝化作用的分流布水槽和分流布水管。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果布水系統(tǒng)埋于地下,受環(huán)境條件影響小,不會(huì)散發(fā)不良?xì)馕叮挥绊懙孛婢坝^,地表種植草坪,可以直接與綠化相結(jié)合。其布水管埋深僅有30~40cm,可以充分利用淺層土壤的充氣傳氧作用,并且節(jié)省開挖工程量。對(duì)于中小型城鎮(zhèn)生活污水的處理,本發(fā)明與傳統(tǒng)的活性污泥處理工藝及其它土地處理工藝比較可以節(jié)省基建費(fèi)用50%~80%,可以節(jié)省運(yùn)行管理費(fèi)用60%~100%,管理簡(jiǎn)單;對(duì)氮、磷的去除能力強(qiáng),處理出水水質(zhì)好,經(jīng)常規(guī)液氯消毒后即可用于中水回用;強(qiáng)化布水系統(tǒng)的設(shè)置有效地防止了短路流和死區(qū)的出現(xiàn),強(qiáng)化了系統(tǒng)內(nèi)的均勻布水作用,亦有利于減少土壤堵塞及地表植物的均勻供水。
圖2為強(qiáng)化布水式地下滲濾污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明主要包括布置在地表植物下面的多個(gè)滲濾溝3,在每個(gè)滲濾溝內(nèi)一定深度的土層中設(shè)有布水槽2,布水槽內(nèi)設(shè)有多孔布水管1,布水管兩側(cè)設(shè)置具有良好毛管浸潤性能的強(qiáng)化布水材料4,在滲濾溝下面一定深度的土壤中設(shè)有防滲層9,所述防滲層上面布置有集水溝7和集水管8。經(jīng)初沉池預(yù)處理后的污水經(jīng)埋于地下的多孔布水管進(jìn)入布水槽,布水槽內(nèi)填充礫石,布水槽兩側(cè)設(shè)置毛管浸潤性能良好的無紡布材料,這種材料可以起到強(qiáng)化均勻布水作用。滲濾溝內(nèi)部的人工配制土壤采用在原土壤中摻加8~20%的草炭土,或者在原土壤中摻加8~20%的草炭土和25~40%的爐渣。布水槽內(nèi)的污水通過滲濾溝內(nèi)配制土壤的毛管虹吸作用,緩慢地浸潤、擴(kuò)散入溝內(nèi)的土壤,然后再向溝間的土壤擴(kuò)散,在強(qiáng)化布水材料無紡布的再均勻布水作用下,在滲濾溝間的土壤中向下滲透;在底部防滲層9的上方設(shè)置礫石集水溝7,經(jīng)過凈化以后的處理出水在礫石集水溝收集,經(jīng)集水管8流出。布水管和集水管均可采用直徑30~50mm的PVC管,沿兩側(cè)向下45°間隔打孔,孔間距一般在10~30cm,孔徑5~10mm。
在滲濾溝間水流降流區(qū)設(shè)置能夠強(qiáng)化反硝化作用、提高總氮去除率的分流布水槽6和分流布水管5,根據(jù)生物反硝化作用脫氮的需要對(duì)原污水按比例進(jìn)行適當(dāng)分流(分流比1∶1~4)。
采用間歇投配的方式對(duì)脫氮效果進(jìn)行強(qiáng)化,間歇投配的干濕比為1,即污水向地下滲濾系統(tǒng)投配污水一天,然后落干一天。
地表種植牧草10,起到綠化作用,并且可以創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
實(shí)施例1滲濾溝內(nèi)的滲濾土層為摻加10%草炭土的北京潮土,地表種植早熟禾,布水管埋深30cm,集水管埋深80cm,系統(tǒng)水力負(fù)荷為2cm/d,滲濾系統(tǒng)面積2m2,污水采用連續(xù)投配的方式進(jìn)水。進(jìn)水為生活污水,COD、氨氮、總氮和總磷濃度分別為93.2~264.0mg/L、22.2~50.0mg/L、43.41~49.28mg/L、2~5mg/L,經(jīng)強(qiáng)化布水的地下滲濾系統(tǒng)處理以后,系統(tǒng)對(duì)COD、氨氮和總磷的去除率均在90%以上,總氮去除率亦達(dá)63.5%,出水中的COD、氨氮、總氮和總磷濃度分別低于50mg/L、0.02mg/L、30mg/L和0.025mg/L,滿足國家建設(shè)部頒發(fā)的《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ25·1-89)。
實(shí)施例2滲濾溝內(nèi)的滲濾土層為摻加25%爐渣和8%草炭的云南紅壤土,地表種植黑麥草,布水管埋深30cm,集水管埋深80cm,系統(tǒng)水力負(fù)荷為2cm/d,滲濾系統(tǒng)面積9m2,采用污水連續(xù)投配的方式進(jìn)水,進(jìn)水COD、氨氮、總氮和總磷平均濃度分別為76.0mg/L、13.2mg/L、21.2mg/L、1.94mg/L的生活污水,系統(tǒng)對(duì)COD、氨氮、總氮和總磷的去除率分別為83%、70%、77.7%和98%,處理出水中的COD、氨氮、總氮和總磷平均濃度11.7mg/L、4.0mg/L、4.7mg/L和0.04mg/L,處理出水滿足國家建設(shè)部頒發(fā)的《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ25·1-89)。
實(shí)施例3滲濾溝內(nèi)的滲濾土層為摻加25%爐渣和8%草炭的云南紅壤土,布水管埋深40cm,集水管埋深100cm,系統(tǒng)水力負(fù)荷為4cm/d,滲濾系統(tǒng)面積9m2,采用干濕周期比為1∶1的方式進(jìn)水(即投配污水1d,然后落干1d),進(jìn)水COD、氨氮、總氮和總磷平均濃度分別為132mg/L、14.2mg/L、19.5mg/L和3.4mg/L的生活污水,系統(tǒng)對(duì)COD、氨氮、總氮和總磷的去除率分別為88.7%、94.9%、91.2%和98.2%,處理出水中的COD、氨氮、總氮和總磷平均濃度14.9mg/L、0.72mg/L、1.7mg/L和0.06mg/L,處理出水滿足國家建設(shè)部頒發(fā)的《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ25·1-89)。
實(shí)施例4滲濾溝內(nèi)的滲濾土層為摻加40%爐渣和8%草炭的云南紅壤土,布水管埋深40cm,集水管埋深100cm,系統(tǒng)水力負(fù)荷為4cm/d,滲濾系統(tǒng)面積9m2,地表種植黑麥草,地表種植黑麥草,分流比采用1,干濕周期比為1,進(jìn)水為昆明某村鎮(zhèn)的生活污水,系統(tǒng)對(duì)COD、氨氮、總氮和總磷的去除率分別為81%、83%、81%和96%,處理出水中的COD、氨氮、總氮和總磷平均濃度20mg/L、3.0mg/L、4.5mg/L和0.09mg/L,處理出水滿足國家建設(shè)部頒發(fā)的《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ25·1-89)。
權(quán)利要求
1.一種強(qiáng)化布水式地下滲濾污水處理方法,該方法包括如下步驟(1)在地表植物下面布置多個(gè)滲濾溝及布水槽在滲濾溝內(nèi)填充有利于提高毛管濕潤性能、通氣透水性能和微生物附著生長(zhǎng)的人工配制土壤;(2)經(jīng)初沉池預(yù)處理后的污水通過布水系統(tǒng)投配到滲濾溝內(nèi)的布水管,經(jīng)布水管進(jìn)入布水槽,在滲濾溝內(nèi)人工配制土壤的毛管浸潤作用下,通過設(shè)置在布水槽兩側(cè)的強(qiáng)化布水材料,逐漸向四周土壤擴(kuò)散,使其進(jìn)一步進(jìn)入滲濾溝間的下降流區(qū);(3)在土壤——微生物——植物系統(tǒng)的綜合凈化功能作用下污水得到凈化,凈化后的水通過設(shè)置在底部防滲層上方的集水溝收集后,經(jīng)集水管排出。
2.按照權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化布水式地下滲濾污水處理方法,其特征在于滲濾溝內(nèi)填充的人工配制土壤是由原土壤和在其中摻雜8%~20%的草炭土構(gòu)成。
3.按照權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化布水式地下滲濾污水處理方法,其特征在于滲濾溝內(nèi)填充的人工配制土壤是由原土壤和在其中摻雜25%~40%爐渣和8%~20%的草炭土構(gòu)成。
4.按照權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化布水式地下滲濾污水處理方法,其特征在于對(duì)原污水按1∶1~4的分流比進(jìn)行分流,使其進(jìn)入設(shè)置在滲濾溝間的分流布水槽。
5.按照權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述的強(qiáng)化布水式地下滲濾污水處理方法,其特征在于污水投配方式采用間歇投配方式,間歇投配的干濕比為1。
6.實(shí)施如權(quán)利要求1所述強(qiáng)化布水式地下滲濾污水處理方法的系統(tǒng),其特征在于該系統(tǒng)包括布置在地表植物下面的多個(gè)滲濾溝,在每個(gè)滲濾溝內(nèi)一定深度的土層中設(shè)有布水槽,布水槽內(nèi)設(shè)有多孔布水管,布水管兩側(cè)設(shè)置具有良好毛管浸潤性能的強(qiáng)化布水材料,在滲濾溝下面一定深度的土壤中設(shè)有防滲層,所述防滲層上面布置有集水溝和集水管。
7.按照權(quán)利要求6所述強(qiáng)化布水式地下滲濾污水處理系統(tǒng),其特征在于在滲濾溝間水流降流區(qū)設(shè)置能夠強(qiáng)化反硝化作用的分流布水槽和分流布水管。
8.按照權(quán)利要求6所述強(qiáng)化布水式地下滲濾污水處理系統(tǒng),其特征在于所述的布水管埋深30~40cm,所述的集水管埋深80~100cm。
9.按照權(quán)利要求6所述強(qiáng)化布水式地下滲濾污水處理系統(tǒng),其特征在于所述的強(qiáng)化布水材料采用無紡布。
全文摘要
強(qiáng)化布水式地下滲濾污水處理方法及系統(tǒng),涉及一種用于城市居住小區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等分散居住地區(qū)的生活污水處理并進(jìn)行處理水回用的地下滲濾污水處理方法及裝置。本發(fā)明是在地表植物下面布置多個(gè)滲濾溝及布水槽,在滲濾溝內(nèi)填充人工配制的特殊土壤,并在布水槽兩側(cè)設(shè)置強(qiáng)化布水材料,在土壤-微生物-植物系統(tǒng)的綜合凈化功能作用下凈化污水,凈化后的水通過設(shè)置在底部防滲層上方的集水溝收集后,經(jīng)集水管排出。本發(fā)明不僅具有受環(huán)境條件影響小,不散發(fā)不良?xì)馕?,不影響地面景觀等優(yōu)點(diǎn),而且基建費(fèi)用低,基本無動(dòng)力消耗,對(duì)生活污水中的COD、氨氮、總氮和總磷的去除率可達(dá)到90%以上,處理出水可直接回用,地表種植草坪,可以與城鎮(zhèn)綠化相結(jié)合。
文檔編號(hào)C02F3/06GK1405096SQ0213094
公開日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2002年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月23日
發(fā)明者黃霞, 張建, 施漢昌, 胡洪營 申請(qǐng)人:清華大學(xué)