專利名稱：一種人工強(qiáng)化土地滲濾污水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用土地處理城市污水廠污水的裝置，屬于污水生態(tài)處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國(guó)是世界上13個(gè)貧水國(guó)家之一，人均水量?jī)H為世界人均水平的四分之一，居世界149個(gè)國(guó)家的110位。目前，在全國(guó)600多座建制市中，有400座城市缺水，其中缺水嚴(yán)重的城市達(dá)130多個(gè)。全國(guó)城市每年缺水60億m3，日缺水量已超過(guò)1600萬(wàn)m3，且呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。事實(shí)上，很多地區(qū)不是沒(méi)有水，而是無(wú)可用之水。據(jù)水利部組織的全國(guó)6大流域的入河排污口抽樣調(diào)查推算，目前全國(guó)年排放污水量已達(dá)560600億m3，其中80％以上的污水未經(jīng)處理直接排入水域，90％以上的城市水域污染嚴(yán)重。全國(guó)因污染而不能飲用的地表水占全部監(jiān)測(cè)水體的40％，流經(jīng)城市的河段中78％不適合作為飲用水源，50％的地下水受到污染，64％的人正在使用不合格的水源。因此水污染是造成多數(shù)城市缺水的重要原因。通過(guò)實(shí)施污水資源化，實(shí)現(xiàn)水資源的重復(fù)利用，從而緩解水資源緊張問(wèn)題。因此，污水資源化是解決我國(guó)水資源短缺的必由之路。
目前我國(guó)污水處理廠主要采用化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)或好氧生物處理(活性污泥法或接觸氧化法)處理污水?；瘜W(xué)強(qiáng)化一級(jí)處理是在一級(jí)處理的基礎(chǔ)上投加絮凝劑強(qiáng)化去除污染物的方法(簡(jiǎn)稱CEPT)。投加的絮凝劑是無(wú)機(jī)絮凝劑和高分子絮凝劑等。此方法處理污水需投加大量化學(xué)藥劑并會(huì)產(chǎn)生較難處理的化學(xué)污泥。好氧生物處理法是在處理裝置中通入氧氣，利用微生物的生物化學(xué)作用降解污染物，使水質(zhì)得到凈化。此法由于要通入大量氧氣，能耗較大，而且也會(huì)產(chǎn)生大量污泥。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種操作簡(jiǎn)單，建設(shè)、運(yùn)行成本低廉的新型生態(tài)水處理裝置。本發(fā)明的裝置具有高效，低投資、低能耗、運(yùn)行管理方便等特點(diǎn)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明根據(jù)處理目標(biāo)、處理對(duì)象不同，對(duì)傳統(tǒng)的一般可分為慢速滲濾系統(tǒng)(SR)、快速滲濾系統(tǒng)(RI)、地表慢速系統(tǒng)(OF)、濕地系統(tǒng)(WL)、地下滲濾系統(tǒng)(SC)五種類型的土地處理系統(tǒng)研究后，采用介于濕地系統(tǒng)與潛流系統(tǒng)之間的一種人工強(qiáng)化土地滲濾設(shè)計(jì)的裝置，通過(guò)裝置中的填料及生長(zhǎng)在填料表面的微生物接觸，經(jīng)物理化學(xué)吸附，微生物降解，過(guò)濾等一系列的協(xié)同作用使水質(zhì)得到凈化，從而達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)污水資源化。具體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是本發(fā)明的裝置通過(guò)隔板分成A室和B室；A室采用上行流，B室采用下行流；A室和B室內(nèi)的底部鋪設(shè)鵝卵石和礫石作為承托層，承托層上面交替鋪設(shè)一層石英砂和一層球形填料，以此類推直至頂部，且A室高于B室；A室和B室底部分別設(shè)有污泥斗和排泥管；A室和B室兩頭分別設(shè)有集水槽和出水糟；出水糟上部開(kāi)有出水管，A室和B室下部開(kāi)有放空管。
所述的集水槽和出水糟與A室和B室之間分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口；進(jìn)水口和出水口均在裝置底部，形狀采用柵欄形。
所述的鵝卵石在A室的鋪設(shè)高度為底部至進(jìn)水口，鵝卵石上鋪設(shè)的礫石為0.05-0.8m，礫石上交替鋪設(shè)一層0.05-0.8m厚的石英砂，一層0.05-0.8m厚的球形填料，依次次類推，可填放1-5層；在B室鋪設(shè)的鵝卵石高度為底部至出水口，在其之上鋪設(shè)0.1-0.6m厚的礫石，在礫石之上交替鋪設(shè)與A室相同的一層石英砂，一層球形填料，以此類推。
所述的球形填料的平均粒徑為1-5cm。球形填料可以是平均粒徑為2-5mm的陶粒填料。
所述的石英砂的平均粒徑為200-600um。礫石平均粒徑為1-8cm。
本發(fā)明有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)1、與濕地系統(tǒng)中水流流態(tài)呈單一的橫向流，容易造成死區(qū)，只能作為污水三級(jí)處理相比，本發(fā)明利用隔板形成A、B兩室，在A室水流呈上向流和橫向流，而在B室水流呈下向流和橫向流，使水流呈復(fù)合流態(tài)，從而增加了污水與填料的接觸時(shí)間，增加有機(jī)負(fù)荷處理效果，因此達(dá)能到污水二級(jí)處理。
2、由于本發(fā)明將球形填料和陶粒填料引入系統(tǒng)中，球形填料與陶粒填料具有較大的比表面積，有利于微生物的生長(zhǎng)，而濕地與潛流系統(tǒng)中填料采用砂或土壤相比大大增加微生物對(duì)污染物降解的作用，提高系統(tǒng)的處理效果和使用壽命。
3、本發(fā)明將球形填料(或陶粒填料)與石英沙按一定規(guī)則排列，有效的將非生物降解機(jī)制與生物降解機(jī)制合二為一，從而進(jìn)一步提高了系統(tǒng)處理效果。
4、本發(fā)明在集水槽中，利用水位的高差使進(jìn)水達(dá)到射流狀態(tài)，從而在集水槽中形成微曝氣效果，使本發(fā)明的污染物處理效果得到進(jìn)一步提高。
5、與濕地和潛流系統(tǒng)不設(shè)排泥裝置相比，本發(fā)明在底部增加了泥斗和排泥管，利用重力排泥將沉淀作用沉積在系統(tǒng)底部的顆粒態(tài)污染物和微生物殘留物，排除系統(tǒng)之外，可有效的延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用時(shí)間。


圖1為本發(fā)明的人工強(qiáng)化土地滲濾污水處理裝置結(jié)構(gòu)示意2為本發(fā)明的人工強(qiáng)化土地滲濾污水處理裝置俯視3為A-A剖視4為B-B剖視中標(biāo)號(hào)1-集水槽，2-球形填料，3-石英砂，4-礫石，5-鵝卵石，6-污泥斗，7-排泥管，8-隔板，9-出水糟，10-出水管，11-放空管，12-進(jìn)水口，13-出水口。
具體實(shí)施例方式
先請(qǐng)參閱附圖1。本發(fā)明由集水槽1，球形填料2，石英砂3，礫石4，鵝卵石5，污泥斗6，排泥管7，隔板8，出水糟9，出水管10，放空管11，進(jìn)水口12，出水口13組成。裝置采用PVC材質(zhì)，由隔板8將其分為A室和B室兩個(gè)室，A室采用上行流，B室采用下行流。A室和B室內(nèi)的底部鋪設(shè)鵝卵石5和礫石4作為承托層，承托層上面交替鋪設(shè)一層石英砂3和一層球形填料2，以此類推直至頂部，且A室填料層比B室高10-15cm。鵝卵石5在A室的鋪設(shè)高度為底部至進(jìn)水口12，鵝卵石5上鋪設(shè)平均粒徑為1-8cm，厚度為0.05-0.8m的礫石4；礫石4上交替鋪設(shè)一層平均粒徑為200-600um，厚度為0.05-0.8m的石英砂3，一層平均粒徑為1-5cm的球形填料2或平均粒徑為2-5mm的陶粒填料，鋪設(shè)厚度為0.05-0.8m，鋪設(shè)層數(shù)為1-5層。在B室鋪設(shè)的鵝卵石5高度為底部至出水口13，在其之上鋪設(shè)0.1-0.6m厚的礫石4，在礫石4之上交替鋪設(shè)與A室相同的一層石英砂3，一層球形填料2，以此類推。
A室和B室底部分別設(shè)有污泥斗6和排泥管7；A室和B室兩頭分別設(shè)有集水槽1和出水糟9；出水糟9上部開(kāi)有出水管10，A室和B室下部開(kāi)有出水管11。
在集水槽1和出水糟9與A室和B室之間分別設(shè)有進(jìn)水口12和出水口13；進(jìn)水口12和出水口13均在裝置底部，形狀采用柵欄形。
污水從集水槽1底部柵欄形的進(jìn)水口12進(jìn)入A室，水平流依次經(jīng)過(guò)鵝卵石5、礫石4和交替的石英砂3與球形填料(或陶粒填料層)2，最后污水經(jīng)過(guò)隔板8翻越入B室，進(jìn)入B室后，水流經(jīng)下行流和水平流一次通過(guò)交替的石英砂層與球形填料層(或陶粒填料層)、礫石層、鵝卵石層，通過(guò)底部柵欄形的出水口13進(jìn)入出水槽9，形成波浪型，直至最終出水。
由于系統(tǒng)的高度較低，并可埋入地下，因此在污水經(jīng)過(guò)預(yù)處理后到達(dá)本發(fā)明的集水槽1時(shí)有較大的水位差，因此利用這個(gè)水位差在集水槽1中使進(jìn)水形成射流狀態(tài)，從而達(dá)到微曝氣狀態(tài)。由于重力沉降作用，沉降下來(lái)的顆粒污染物和微生物殘骸通過(guò)底部的排泥斗6和排泥管7排除。
在整個(gè)過(guò)程中，污水通過(guò)一系列的物理化學(xué)吸附、微生物降解、過(guò)濾等協(xié)同作用，使水質(zhì)得到凈化，達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的應(yīng)用效果說(shuō)明如下本發(fā)明在上海市東區(qū)水質(zhì)凈化廠進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)分別采取了兩種預(yù)處理技術(shù)。一種是污水經(jīng)過(guò)沉砂、初沉、厭氧水解后進(jìn)入本發(fā)明的裝置進(jìn)行處理；另一種是污水經(jīng)過(guò)沉砂、初沉后進(jìn)入本發(fā)明裝置進(jìn)行處理。
1.經(jīng)沉砂、初沉、厭氧水解預(yù)處理然后進(jìn)入本發(fā)明的出水水質(zhì)，以及在裝置內(nèi)不加球形填料的出水水質(zhì)對(duì)比。
表1經(jīng)沉砂、初沉、厭氧水解后進(jìn)入本發(fā)明的出水水質(zhì)

表2不加球形填料的對(duì)比組

2.經(jīng)沉砂、初沉預(yù)處理然后進(jìn)入本發(fā)明的裝置進(jìn)行處理的出水水質(zhì)，以及在裝置內(nèi)不加球形填料的出水水質(zhì)對(duì)比。
表3經(jīng)沉砂、初沉處理后進(jìn)入本發(fā)明的出水水質(zhì)

表4不加球形填料的對(duì)比組

由此可見(jiàn)，加入球形填料可大大增加本發(fā)明的處理效果，并使本發(fā)明承受較高的水力負(fù)荷和有機(jī)負(fù)荷，使本發(fā)明作為污水二級(jí)處理成為可能。而以往，濕地系統(tǒng)和潛流系統(tǒng)由于受到有機(jī)負(fù)荷的限制，往往只能作為污水的三級(jí)處理。
權(quán)利要求
1.一種人工強(qiáng)化土地滲濾污水處理裝置，其特征在于該裝置通過(guò)隔板(8)分成A室和B室；A室和B室內(nèi)的底部鋪設(shè)鵝卵石(5)和礫石(4)作為承托層，承托層上面交替鋪設(shè)一層石英砂(3)和一層球形填料(2)，以此類推直至頂部，且A室高于B室；A室和B室底部還分別設(shè)有污泥斗(6)和排泥管(7)；A室和B室兩頭分別設(shè)有集水槽(1)和出水糟(9)；出水糟(9)上部開(kāi)有出水管(10)，A室與B室下部開(kāi)有放空管(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人工強(qiáng)化土地滲濾污水處理裝置，其特征在于所述的集水槽(1)和出水糟(9)與A室和B室之間分別設(shè)有進(jìn)水口(12)和出水口(13)；進(jìn)水口(12)和出水口(13)均在裝置底部，形狀采用柵欄形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人工強(qiáng)化土地滲濾污水處理裝置，其特征在于所述的鵝卵石(5)在A室的鋪設(shè)高度為底部至進(jìn)水口(12)，鵝卵石(5)上鋪設(shè)的礫石(4)為0.05-0.8m，礫石(4)上交替鋪設(shè)一層0.05-0.8m厚的石英砂(3)，一層0.05-0.8m厚的球形填料(2)，依次次類推，填放1-5層；在B室鋪設(shè)的鵝卵石(5)高度為底部至出水口(13)，在其之上鋪設(shè)0.1-0.6m厚的礫石(4)，在礫石(4)之上交替鋪設(shè)與A室相同的一層石英砂(3)，一層球形填料(2)，以此類推。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人工強(qiáng)化土地滲濾污水處理裝置，其特征在于所述的球形填料(2)的平均粒徑為1-5cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人工強(qiáng)化土地滲濾污水處理裝置，其特征在于所述的球形填料(2)是平均粒徑為2-5mm的陶粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人工強(qiáng)化土地滲濾污水處理裝置，其特征在于所述的石英砂(3)的平均粒徑為200-600um。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人工強(qiáng)化土地滲濾污水處理裝置，其特征在于所述的礫石(4)平均粒徑為1-8cm。
全文摘要
一種人工強(qiáng)化土地滲濾污水處理裝置，涉及一種用土地處理城市污水廠污水的裝置。該裝置通過(guò)隔板(8)分成A室和B室；室內(nèi)的底部均鋪設(shè)鵝卵石(5)和礫石(4)作為承托層，承托層上面交替鋪設(shè)一層石英砂(3)和一層球形填料(2)，以此類推直至頂部。A室和B室底部分別設(shè)有污泥斗(6)和排泥管(7)；其兩頭分別設(shè)有集水槽(1)和出水糟(9)；出水糟(9)上部開(kāi)有出水管(10)，下部開(kāi)有放空管(11)。集水槽(1)和出水糟(9)與A室和B室之間分別設(shè)有柵欄形的進(jìn)水口(12)和出水口(13)。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，高效低能耗，運(yùn)行費(fèi)用低廉，可處理生活污水和某些工業(yè)廢水，尤其適用于小城鎮(zhèn)生活污水的處理，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C02F1/44GK1850640SQ20061002713
公開(kāi)日2006年10月25日 申請(qǐng)日期2006年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
發(fā)明者馬利民, 崔程穎, 趙建夫 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)