專利名稱：準(zhǔn)好氧生物反應(yīng)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種污水處理裝置，具體涉及一種用于處理填埋場(chǎng)滲濾液的準(zhǔn)好氧生物反應(yīng)床；該反應(yīng)床利用了礦化垃圾處理填埋場(chǎng)滲濾液技術(shù)。
背景技術(shù)：
城市每天會(huì)產(chǎn)生大量生活垃圾，這些垃圾的出路主要是送至填埋場(chǎng)進(jìn)行衛(wèi)生填埋。衛(wèi)生填埋是垃圾土地填埋處理的一種，是從傳統(tǒng)的垃圾堆放和填地處理發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)最終處理技術(shù)。
在垃圾進(jìn)入填埋場(chǎng)后，由于自身的好氧或厭氧發(fā)酵、降水的淋溶、沖刷以及地表水、地下水的浸泡，而產(chǎn)生了大量的滲瀝液，這部分滲瀝液被稱為垃圾滲濾液。滲濾液的外觀呈深褐色乃至黑色，色度深且有惡臭，并具有以下的特征(1)有機(jī)污染物種類繁多，總量大；(2)氨氮含量較高；(3)磷含量偏低，營(yíng)養(yǎng)元素比例失調(diào)；(4)溶解性固體含量較高；(5)色度較高；(6)其水質(zhì)變化較大，滲濾液的水質(zhì)取決于填埋場(chǎng)的構(gòu)造方式、垃圾的種類、質(zhì)量、數(shù)量以及填埋時(shí)間等。由于以上滲濾液特殊的水量水質(zhì)特點(diǎn)，滲濾液處理一直是垃圾衛(wèi)生填埋的一個(gè)棘手的難以解決的問(wèn)題。
通常對(duì)垃圾滲濾液的處理方法主要有四大類一、生物處理；生物處理原理是利用微生物氧化分解有機(jī)物質(zhì)并將其轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物質(zhì)。水的生物化學(xué)處理就是在特定的條件下，使微生物大量繁殖，降解滲濾液中的有機(jī)物，以達(dá)到凈化滲濾液的目的。由于滲濾液是一種以有機(jī)污染物為主的廢水，因此，生物處理是垃圾滲濾液的主要處理方式。生物處理包括好氧處理、厭氧處理及兩者的結(jié)合。
二、物理處理；物化處理法常采用混凝沉淀、吸附、過(guò)濾、膜分離、氨氮吹脫等方法去除水中的SS、色度、NH3-N、重金屬離子等，特別是對(duì)一些生物難降解的CODCr具有較高的去除效果。但是這些方法大多都因?yàn)檫\(yùn)行成本高、運(yùn)行管理具有難度、或處理能力小，需要消耗能量等缺點(diǎn)，而不適于大水量的垃圾滲濾液的處理。
三、化學(xué)處理；化學(xué)法是根據(jù)滲濾液污染物的化學(xué)性質(zhì)，加入特定的化學(xué)藥劑，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)調(diào)節(jié)廢水的pH值等特性，將有毒有害的污染物從水中分離出來(lái)，或者轉(zhuǎn)化成無(wú)毒害或低毒害的物質(zhì)，有利于進(jìn)一步處理、處置。它包括有中和法、光氧化法、化學(xué)沉淀法、電化學(xué)法等。
四、土地處理；土壤凈化滲濾液是在物理、化學(xué)和生物的協(xié)同作用下完成的，其中，尤以生物作用為主。這主要依賴于土壤的三相多孔結(jié)構(gòu)，以及其中生存的數(shù)量龐大、種類繁多的微生物體系。土壤是由無(wú)機(jī)物、有機(jī)質(zhì)與微生物系統(tǒng)組成的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，通過(guò)過(guò)濾、吸附、離子交換和和化學(xué)沉淀等作用對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行綜合處理。土地處理在實(shí)踐中被證明是一種經(jīng)濟(jì)有效，既可取代三級(jí)處理、又能取代二級(jí)處理的技術(shù)。人們開發(fā)出了地表漫流系統(tǒng)(OF)、快速滲濾系統(tǒng)(RI)、慢速滲濾系統(tǒng)(SR)、地下滲濾土地系統(tǒng)(HG)和人工土層快速滲濾系統(tǒng)(ARI)等多種土地處理系統(tǒng)。
近年來(lái)，人們?cè)谕恋靥幚淼幕A(chǔ)上進(jìn)行了近一步研究，開發(fā)出了新型的以礦化垃圾來(lái)處理垃圾滲濾液的技術(shù)。國(guó)家專利局于2003年9月3日公告了一份專利號(hào)為00127298.5，名稱為《一種垃圾填埋場(chǎng)滲濾水的凈化處理方法》的發(fā)明專利，該技術(shù)方案公開的處理步驟是首先將礦化垃圾篩選、剔除其中顆粒較大的石子、碎玻璃、未降解的橡膠、塑料、木棍后裝入底部填有碎石的生物反應(yīng)床內(nèi)；然后將收集在水箱內(nèi)的垃圾滲濾液用泵抽提到生物反應(yīng)床頂端的布水器，利用泵的水壓力將滲瀝水均勻噴灑在礦化垃圾上。該方案開創(chuàng)性地提出了一種以礦化垃圾來(lái)處理垃圾滲濾液、以廢(垃圾)治廢(廢水)的滲濾液處理工藝。
礦化垃圾在形成過(guò)程中經(jīng)歷了好氧、兼氧和厭氧的變化過(guò)程，其各種物質(zhì)間不斷發(fā)生著各種生物化學(xué)等相互作用，其中尤以多階段降解性生物反應(yīng)過(guò)程為主，同時(shí)，經(jīng)過(guò)滲濾液的長(zhǎng)期產(chǎn)生和洗瀝，這使得它逐漸成為一個(gè)微生物數(shù)量種類繁多(尤以多階段降解性微生物為主)、水力滲透性能優(yōu)良、多相多孔的生物活體，它同土壤一樣屬于三相多孔自然凈化體系，因此，礦化垃圾對(duì)滲濾液的凈化機(jī)理與土壤處理有類似之處。礦化垃圾處理滲濾液的工藝所需設(shè)備簡(jiǎn)單，投資費(fèi)用小、運(yùn)行成本低，并且還具有管理操作方便、吸附效果好、凈化出水質(zhì)穩(wěn)定等等優(yōu)點(diǎn)。因此，這種以礦化垃圾處理滲濾液，以廢治廢的處理技術(shù)的發(fā)展前景廣闊。
在礦化垃圾處理填埋場(chǎng)滲濾液技術(shù)中，最重要的設(shè)備就是礦化垃圾的生物反應(yīng)床，因此，設(shè)計(jì)出合理的生物反應(yīng)床是開發(fā)利用礦化垃圾處理填埋場(chǎng)滲濾液技術(shù)的首要任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型目的是提供一種準(zhǔn)好氧生物反應(yīng)床，該反應(yīng)床結(jié)構(gòu)合理、占地面積小，投資低，以填補(bǔ)現(xiàn)有礦化垃圾處理填埋場(chǎng)滲濾液技術(shù)中反應(yīng)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的空白。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種準(zhǔn)好氧生物反應(yīng)床，包括一由四周墻體和防滲底面構(gòu)成的敞口床體，在該床體內(nèi)從下至上依次鋪設(shè)有碎石集水層、網(wǎng)砂布層二、生物填料層二、碎石分隔層、網(wǎng)砂布層一和生物填料層一；所述床體敞口的上方和床體的防滲底面上分別設(shè)置有布水裝置和集排水裝置，并且，該反應(yīng)床內(nèi)還設(shè)置有通氣管，上述碎石集水層和碎石分隔層均通過(guò)通氣管與外界相通。
上述技術(shù)方案的有關(guān)內(nèi)容和變化解釋如下1、上述技術(shù)方案中，所述反應(yīng)床內(nèi)通氣管的設(shè)置方案為在墻體的根部間隔分布有橫向通氣管，該通氣管一頭連接碎石集水層，一頭與外界相通；所述生物填料層一與墻體相接觸處間隔分布有豎向通氣管，該通氣管一頭連接碎石分隔層，一頭與外界相通；其中，所述“橫向、豎向”參見(jiàn)附圖1，附圖1的上下方向?yàn)樨Q向，其左右方向?yàn)闄M向。
2、上述技術(shù)方案中，所述布水裝置為間隔排列的給水管組，該給水管組通過(guò)支架平行間隔設(shè)置在床體敞口的上方，每根給水管的管體上間隔開設(shè)有噴淋孔。
3、上述技術(shù)方案中，所述集排水裝置由集水管與床體的防滲底面配合構(gòu)成，所述床體防滲底面上設(shè)置有斜坡，在斜坡的低端鋪置有管體上帶集水孔的集水管，該集水管位于碎石集水層中，且集水管[13]向出水口方向傾斜；所述斜坡和傾斜的坡度大于2％。其中，集排水裝置結(jié)構(gòu)的最佳方案是將防滲底面的橫截面設(shè)計(jì)成V字型，在其V字型的谷底處鋪設(shè)一集水管。但當(dāng)床體底面面積較大時(shí)，為加快集排水速度，有另一方案可選擇將防滲底面的橫截面設(shè)計(jì)成鋸齒型，在鋸齒型的每一谷底內(nèi)鋪設(shè)一集水管。
4、上述技術(shù)方案中，所述防滲底面為鋪設(shè)了高密度聚乙烯膜的地面。
5、上述技術(shù)方案中，所述生物填料層一和生物填料層二可為各種多相多孔的生物活體，最佳為礦化垃圾，其厚度應(yīng)小于或大于1000mm。
6、上述技術(shù)方案中，為減少死角和造成流體短路的可能，所述墻體的橫截面為梯形，上窄下寬，并且，為了節(jié)省材料以廢物再利用的原則，所述墻體中部為垃圾，外壁為水泥墻面，內(nèi)壁為塑料薄膜墻面。
7、上述技術(shù)方案中，所述集水管下方設(shè)置有集水管基礎(chǔ)，以增強(qiáng)集水管的固定牢度。
8、上述技術(shù)方案中，所述碎石集水層從下至上石塊的粒度由粗到細(xì)，總厚度為300mm以上。
本實(shí)用新型工作原理是本實(shí)用新型為節(jié)省占地面積、減少投資設(shè)計(jì)，特別采用了上下雙層結(jié)構(gòu)，通過(guò)生物填料層一和生物填料層二二次處理垃圾滲濾液；生物填料層一和生物填料層二之間以碎石分隔層分隔開，并在床體底部鋪設(shè)碎石集水層。碎石集水層的作用主要有兩方面一是在反應(yīng)床底部起承托生物層的作用，使生物層架空，便于濾出水順暢排出，以利于滲濾過(guò)程的持續(xù)進(jìn)行；二是通過(guò)濾液的排出使空氣由通氣管的進(jìn)入，促進(jìn)生物介質(zhì)層內(nèi)的氣體交換。本實(shí)用新型中床體生物填料層厚度的確定，生物填料層的厚度與反應(yīng)床處理效果、水力負(fù)荷及投資成本均直接相關(guān)，厚度越小，水力負(fù)荷越高，投資成本越低，但出水水質(zhì)下降；當(dāng)生物填料層為礦化垃圾層時(shí)，由測(cè)試結(jié)果得知，填埋場(chǎng)滲濾液通過(guò)1000mm厚的垃圾床層時(shí)，不同高度出水COD去除率隨床層厚度的增加表現(xiàn)出的變化規(guī)律為起始增長(zhǎng)速率較大，隨后逐漸趨于一定值。由層間平均去除率看，反應(yīng)床對(duì)滲濾液COD的去除主要集中在表層200mm之內(nèi)，該層對(duì)COD的去除率約達(dá)床層總體去除率的50％。其后其層間去除率迅速下降，當(dāng)床層達(dá)1000mm后，反應(yīng)床深度的增加對(duì)COD去除率的提高作用已不明顯。根據(jù)反應(yīng)床的這一特點(diǎn)，結(jié)合具體處理水質(zhì)目標(biāo)，并綜合考慮基建投資因素，故將床體垃圾層厚度選擇在1000mm之內(nèi)。
本實(shí)用新型通過(guò)通氣管將碎石分隔層、碎石集水層與外界相接通，在正常工作時(shí)，給水管中噴灑出滲濾液，這些滲濾液在反應(yīng)床內(nèi)從上向下滲透，直至集水管將收集到的濾出水排出，整個(gè)過(guò)程中，滲濾液的流走會(huì)造成反應(yīng)床內(nèi)呈負(fù)壓狀態(tài)，此時(shí)，通氣管即會(huì)自動(dòng)向反應(yīng)床內(nèi)補(bǔ)充氧氣，以此形成反應(yīng)床內(nèi)的大量空氣水分的不斷流通，達(dá)到準(zhǔn)好氧狀態(tài)，其工作機(jī)理同準(zhǔn)好氧填埋場(chǎng)的工作機(jī)理相似，因此，本實(shí)用新型帶有準(zhǔn)好氧反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1、由于本實(shí)用新型的碎石分隔層、碎石集水層通過(guò)通氣管與外界相通，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)好氧，提高了處理效率。
2、由于本實(shí)用新型特殊的結(jié)構(gòu)，特別是其上、下雙層結(jié)構(gòu)，使占地面積減小、總的建設(shè)投資費(fèi)用、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用及處理成本都降低。
3、由于本實(shí)用新型給水裝置和集排水裝置的設(shè)計(jì)，操作簡(jiǎn)單易行，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。


附圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)剖面圖；附圖2為本實(shí)用新型的通氣管的分布示意圖，該圖為本實(shí)用新型的俯視狀態(tài)；附圖3為本實(shí)用新型集水管的示意圖；附圖4為本實(shí)用新型給水管的示意圖。
以上附圖中1、墻體；2、防滲底面；3、碎石集水層；4、網(wǎng)砂布層二；5、生物填料層二；6、碎石分隔層；7、網(wǎng)砂布層一；8、生物填料層一；9、橫向通氣管；10、豎向通氣管；11、給水管；12、噴淋孔；13、集水管；14、集水孔；15、高密度聚乙烯膜；16、地面；17、集水管基礎(chǔ)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述實(shí)施例參見(jiàn)附圖1～附圖4所示，一種準(zhǔn)好氧生物反應(yīng)床，該反應(yīng)床包括一由四面墻體1和防滲底面2構(gòu)成的方形敞口床體，在該床體內(nèi)從下至上依次鋪設(shè)有碎石集水層3、網(wǎng)砂布層二4、生物填料層二5、碎石分隔層6、網(wǎng)砂布層一7和生物填料層一8；所述床體敞口的上方和床體的防滲底面2上分別設(shè)置有布水裝置和集排水裝置，并且，在墻體1的根部每間隔1m嵌設(shè)一橫向通氣管9，該通氣管一頭連接碎石集水層3，一頭與外界相通；在礦化垃圾層一8與墻體1相接觸處每間隔1m嵌設(shè)一豎向通氣管10，該通氣管一頭連接碎石分隔層6，一頭與外界相通。所述布水裝置為間隔排列的給水管組，該給水管組通過(guò)支架平行間隔設(shè)置在床體敞口的上方，每根給水管11的管體上間隔開設(shè)有噴淋孔12；集排水裝置由集水管13與床體的防滲底面2配合構(gòu)成，且集水管13向出水口方向傾斜；傾斜的坡度大于2％；防滲底面2橫截面為V字型，在其V字型的谷底鋪設(shè)一集水管13，該集水管13位于碎石集水層3中，其管體上間隔開設(shè)有集水孔14，其管口穿過(guò)墻體1通向床體外，并且，構(gòu)成V字型防滲底面2的兩斜坡的坡度都應(yīng)大于2％；墻體1的橫截面為梯形，上窄下寬，其中部為垃圾，外壁為水泥墻面，內(nèi)壁為塑料薄膜墻面；并在集水管13下方設(shè)置有集水管基礎(chǔ)17。
上述防滲底面2為鋪設(shè)了0.5mm高密度聚乙烯膜15的地面16；生物填料層一8和生物填料層二5均為礦化垃圾層，其厚度小于或等于1000mm，并均采用礦化垃圾的細(xì)料；碎石集水層的物料采用粒徑10～20mm的破碎石塊，鋪設(shè)時(shí)較大石塊放置在底層，上層以小石塊為主，總厚度為300mm以上；碎石分隔層為100mm；網(wǎng)砂布層一和網(wǎng)砂布層二采用孔徑為5mm的網(wǎng)砂布。
權(quán)利要求1.一種準(zhǔn)好氧生物反應(yīng)床，其特征在于該反應(yīng)床包括一由四周墻體[1]和防滲底面[2]構(gòu)成的敞口床體，在該床體內(nèi)從下至上依次鋪設(shè)有碎石集水層[3]、網(wǎng)砂布層二[4]、生物填料層二[5]、碎石分隔層[6]、網(wǎng)砂布層一[7]和生物填料層一[8]；所述床體敞口的上方和床體的防滲底面[2]上分別設(shè)置有布水裝置和集排水裝置，并且，該反應(yīng)床內(nèi)還設(shè)置有通氣管，上述碎石集水層[3]和碎石分隔層[6]均通過(guò)通氣管與外界相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)好氧生物反應(yīng)床，其特征在于所述墻體[1]的根部間隔分布有橫向通氣管[9]，該通氣管一頭連接碎石集水層[3]，一頭與外界相通；所述生物填料層一[8]與墻體[1]相接觸處間隔分布有豎向通氣管[10]，該通氣管一頭連接碎石分隔層[6]，一頭與外界相通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)好氧生物反應(yīng)床，其特征在于所述布水裝置為間隔排列的給水管組，該給水管組通過(guò)支架平行間隔設(shè)置在床體敞口的上方，每根給水管[11]的管體上間隔開設(shè)有噴淋孔[12]。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)好氧生物反應(yīng)床，其特征在于所述集排水裝置由集水管[13]與床體的防滲底面[2]配合構(gòu)成，所述床體防滲底面[2]上設(shè)置有斜坡，在斜坡的低端鋪置有管體上帶集水孔[14]的集水管[13]，該集水管[13]位于碎石集水層[3]中，其管口穿過(guò)墻體[1]通向床體外，且集水管[13]向出水口方向傾斜；所述斜坡和傾斜的坡度大于2％。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的準(zhǔn)好氧生物反應(yīng)床，其特征在于所述防滲底面[2]的橫截面為V字型，在其V字型的谷底處鋪設(shè)一集水管[13]。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的準(zhǔn)好氧生物反應(yīng)床，其特征在于所述防滲底面[2]的橫截面為鋸齒型，在其鋸齒型的每一谷底處鋪設(shè)一集水管[13]。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)好氧生物反應(yīng)床，其特征在于所述防滲底面[2]為鋪設(shè)了高密度聚乙烯膜[15]的地面[16]。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)好氧生物反應(yīng)床，其特征在于所述生物填料層一[8]和生物填料層二[5]均為礦化垃圾層，其厚度小于或等于1000mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)好氧生物反應(yīng)床，其特征在于所述墻體[1]的橫截面為梯形，上窄下寬，其中部為垃圾，外壁為水泥墻面，內(nèi)壁為塑料薄膜墻面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)好氧生物反應(yīng)床，其特征在于所述集水管[13]下方設(shè)置有集水管基礎(chǔ)[17]。
專利摘要一種準(zhǔn)好氧生物反應(yīng)床，其特征在于該反應(yīng)床包括一由四周墻體1和防滲底面2構(gòu)成的敞口床體，在該床體內(nèi)從下至上依次鋪設(shè)有碎石集水層3、網(wǎng)砂布層二4、生物填料層二5、碎石分隔層6、網(wǎng)砂布層一7和生物填料層一8；所述床體敞口的上方和床體的防滲底面2上分別設(shè)置有布水裝置和集排水裝置，并且，該反應(yīng)床內(nèi)還設(shè)置有通氣管，上述碎石集水層3和碎石分隔層6均通過(guò)通氣管與外界相通。該反應(yīng)床結(jié)構(gòu)合理、占地面積小，投資低，填補(bǔ)了現(xiàn)有礦化垃圾處理填埋場(chǎng)滲濾液技術(shù)中反應(yīng)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的空白。
文檔編號(hào)C02F3/02GK2741969SQ200420080629
公開日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2004年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月26日
發(fā)明者邊炳鑫, 趙由才, 艾淑艷 申請(qǐng)人:蘇州科技學(xué)院