專利名稱：防堵塞的土壤高度處理污水裝置的制作方法
本裝置是具有防止土壤堵塞，充分利用和發(fā)揮土壤自然凈化功能的土壤浸潤(rùn)式高度凈化污水的裝置。屬污水處理設(shè)備領(lǐng)域。
現(xiàn)有的土壤浸潤(rùn)式處理污水法是把含有固體的污水經(jīng)過前處理分離以后，其污水通過埋設(shè)在土壤中的散水管，浸潤(rùn)擴(kuò)散到周圍的土壤，利用土壤的物理吸附特性和微生物的分解作用，凈化處理污水的一種污水處理方法。
土壤浸潤(rùn)式處理污水法和其他的污水處理法相比，具有很多優(yōu)點(diǎn)。例如具有高的凈化能力，造價(jià)成本低，也不須日常管理，所以其處理費(fèi)用與其他方法相比大大降低。另外整個(gè)處理過程是在地下進(jìn)行，在處理過程中沒有一般污水處理法所形成的噪音，臭氣，蒼蠅、蚊蟲等第二次公害。除此之外，土地處理法把污水的有效養(yǎng)分和水分還原給土地，具有維持自然生態(tài)良性循環(huán)的效果，尤其在水源缺乏的地區(qū)，是一個(gè)理想的污水處理方法。
盡管土壤浸潤(rùn)式污水處理法有上述的這些優(yōu)點(diǎn)，但此法一直沒有能大規(guī)模地普及推廣，其主要原因是由于存在一直難以解決的土壤堵塞問題，即土壤處理法在使用一段時(shí)期后，土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)被破壞，土壤的孔隙被堵塞，處理水無法均勻地浸透流動(dòng)，而致使凈化效果降低，甚至無法進(jìn)行凈化處理。
本發(fā)明的目的是提供一種可以防止土壤堵塞的土壤污水處理裝置。
本發(fā)明土壤污水處理裝置是一處理槽，該處理槽可以在地下挖掘而成，底部及四周鋪設(shè)防滲漏的塑料布，槽中從上到下分設(shè)有上部土壤層，擴(kuò)散層，浸潤(rùn)A層，浸潤(rùn)B層，下部土壤層，砂礫集水層；在擴(kuò)散層中安置有散水管，同時(shí)在散水管兩側(cè)各安置一條送氣管，在散水管下安置有散水管墊座和水平高度調(diào)節(jié)支架，在該調(diào)節(jié)支架上裝有散水管高度調(diào)節(jié)螺絲，在砂礫集水層中安置有集水管。
本裝置各層的作用如下第一層為上部土壤層，第二層為擴(kuò)散層。在所說的擴(kuò)散層中安置有散水管，待處理的污水通過散水管送到擴(kuò)散層，通過擴(kuò)散層將污水迅速擴(kuò)散到上層和下層。第三，第四層為浸潤(rùn)A層和浸潤(rùn)B層，擴(kuò)散到第三，第四層的污水由于該層的透水性可使其均勻地?cái)U(kuò)散進(jìn)入第五層下部土壤層，經(jīng)過第五層凈化處理后的污水再進(jìn)入第六層砂礫集水層，通過集水管排出。
說明附圖如下圖1為本發(fā)明污水處理裝置剖示圖。
圖2為圖1的橫剖面圖。
圖3為本裝置的施工順序側(cè)視圖一。
圖4為施互順序側(cè)視圖二。
圖5為施工順序側(cè)視圖三。
圖6為施工順序側(cè)視圖四。
圖7為本裝置與舊裝置的土壤氧化還原電位對(duì)比圖。
圖8為土壤團(tuán)粒含量與氧化還原電位成正比的關(guān)系圖。
圖9為本裝置的土壤團(tuán)粒含量與舊裝置的土壤團(tuán)粒含量對(duì)比圖。
圖10為土壤多糖類含量與氧化還原電位成反比關(guān)系圖。
圖11為本裝置的土壤多糖類含量與舊裝置的多糖類含量對(duì)比圖。
圖12為舊式裝置的土壤堵塞發(fā)生時(shí)間與本裝置浸透安定對(duì)比圖。
結(jié)合


實(shí)施例如下本防堵塞的土壤高度處理污水裝置，可用于凈化公共廁所和家庭的屎尿污水、生活廢水以及經(jīng)過前處理后的工業(yè)廢水，以下以公共廁所的屎尿污水的處理過程(參考圖1)作為說明從公共廁所流出的屎尿污水首先經(jīng)過多室化糞沉淀池(17)，然后經(jīng)分水槽(18)，定期定量的輸送到本土壤浸潤(rùn)凈化裝置(16)中的散水管(9)，然后經(jīng)散水管流入到擴(kuò)散層(3)，一部分污水經(jīng)土壤毛細(xì)管作用擴(kuò)散到上部土壤層(2)，一部分污水經(jīng)浸潤(rùn)A層(4)和浸潤(rùn)B層(5)浸透到下部土壤層(6)，經(jīng)過土壤凈化處理的水匯集到底部的砂礫集水層(7)中的集水管(8)后排出裝置外，最后經(jīng)消毒槽(19)消毒處理后可以重新使用。
本裝置(16)是由向地下挖掘的溝槽構(gòu)成(參見圖一至圖六)，其寬度約為2米，深度為1米，長(zhǎng)度根據(jù)污水的負(fù)荷量而定。在溝槽的內(nèi)側(cè)鋪設(shè)有防滲漏的塑料布(1)，在裝置內(nèi)有六層構(gòu)造，由上而下分別為上部土壤層(2)，擴(kuò)散層(3)，浸潤(rùn)A層(4)和浸潤(rùn)B層(5)，下部土壤層(6)以及最底層的砂礫集水層(7)。
上部土壤層(2)的厚度為300mm，土壤孔隙度為50～65％(最佳為60％)，透水系數(shù)1×10-2～1×10-3cm/秒。
擴(kuò)散層(3)位于上部土壤層(2)之下，厚度約為100mm，寬度約為1980mm，由10～20mm(最佳為20mm)礫石和經(jīng)化學(xué)處理的木炭各50％混合組成，擴(kuò)散層(3)的上部?jī)蓚?cè)的斜面角度為15±5度。
礫石的粒徑大于10mm有利于防止污水中固體物堵塞，使透水系數(shù)保持大于10cm/秒而使污水能迅速擴(kuò)散于此層中，粒徑小于20mm的范圍是防止上層的土壤掉落而引起堵塞。兩側(cè)的斜面角度在15±5度范圍是為了增大該層與上層的接觸面積，同時(shí)使污水在斜面的接觸部上的不斷滲出后隨土壤的毛細(xì)管作用上升，防止因該層的礫石的孔隙大于上層土壤的孔隙而中斷土壤毛細(xì)管的連續(xù)性。
在擴(kuò)散層(3)的中央位置安放有散水管(9)，散水管是直徑約為100mm的塑料管或陶管，在管道壁上有散水孔洞，在距散水管(9)的兩側(cè)約400mm處各有一條有氣孔的散氣管(15)，由供氣裝置(13)向散氣管(15)輸送一定量的空氣，能使土壤保持好氣狀態(tài)(參見圖九)，除了能維持土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性之外(參見圖九)，還能增強(qiáng)微生物的分解活性(參見圖十)，提高對(duì)污水的凈化能力。
浸潤(rùn)A層(4)位于擴(kuò)散層(3)之下，浸潤(rùn)A層(4)寬約為1980mm，厚度約為60mm，由2～5mm(最佳為5mm)的砂和經(jīng)化學(xué)處理的木炭各50％混合組成，其飽和透水系數(shù)為1～1×10-1cm/秒。
浸潤(rùn)B層(5)位于浸潤(rùn)A層(4)之下，浸潤(rùn)B層(5)寬度約為1980mm，厚度約為40mm，由0.1～1mm(最佳為1mm)的砂，土壤和經(jīng)化學(xué)處理的木炭各33％混合組成，其飽和透水系數(shù)約為1×10-1～1×10-2cm/秒。
浸潤(rùn)A層和浸潤(rùn)B層的粒徑大小決定了A層和B層的飽和透水系數(shù)，同時(shí)又決定了A層和B層的透水性間的相差關(guān)系，以及決定了與擴(kuò)散層和下部土壤層透水性的相互關(guān)系，即能使污水逐級(jí)浸潤(rùn)擴(kuò)散到下部土壤中。
下部土壤層(6)位于浸潤(rùn)B層(5)之下，厚度約為400mm，上部土壤層(2)和下部土壤層(6)是該裝置主要的凈化污水的場(chǎng)所，必須保證土壤的通氣性和透水性，所使用的土壤要經(jīng)過預(yù)先的測(cè)定和適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，土壤的孔隙度為50～65％(最佳為60％)，土壤的透水系數(shù)約為＜1×10-3cm/秒。
土壤的孔隙度在50～65％有利于維持土壤的通氣性，土壤的透水系數(shù)小于1×10-3cm/秒是防止因污水下滲太快而沒有充分的過濾凈化。
砂礫集水層由厚100mm，直徑30～40mm(最佳為40mm)的碎石構(gòu)成，在集水層的中央部安置有直徑約為90mm的塑料集水管，在管壁上有集水孔。
縱向水平調(diào)節(jié)支架由泡沫材料的散水管墊座(11)以及防銹材料的調(diào)節(jié)支架(12)和調(diào)節(jié)螺絲(13)組成(參見圖三，圖四)。散水管墊座(11)的長(zhǎng)度和散水管(9)的長(zhǎng)度相同，調(diào)節(jié)支架(12)每5米長(zhǎng)設(shè)立一個(gè)，通過調(diào)節(jié)支架(12)上的螺絲(13)，使散水管保持相同的水平高度。
由擴(kuò)散層(3)以及浸潤(rùn)A層(4)和浸潤(rùn)B層(5)構(gòu)成本裝置的迅速擴(kuò)散和逐級(jí)浸潤(rùn)的擴(kuò)散浸潤(rùn)方式，其特點(diǎn)是使污水能均勻地分布在整體裝置的土壤中，即當(dāng)污水經(jīng)散水管擴(kuò)散到擴(kuò)散層(3)時(shí)，因擴(kuò)散層(3)的透水性比下層的浸潤(rùn)A層(4)的透水性高，在污水流入浸潤(rùn)A層(4)之前迅速充填滿擴(kuò)散層(3)，然后污水從上部的擴(kuò)散層均勻地流入下部的浸潤(rùn)A層(4)。同樣浸潤(rùn)A層(4)的透水性比浸潤(rùn)B層(5)的透水性高，浸潤(rùn)B層(5)的透水性又比下部土壤層(6)的透水性高，因此在污水流入下部土壤層之前必須填滿其上部的浸潤(rùn)A層(4)和浸潤(rùn)B層(5)，這樣保證污水能逐級(jí)地浸潤(rùn)擴(kuò)散，均勻地流入到下部的土壤中(6)。
另外，擴(kuò)散層(3)的兩側(cè)與上部土壤的接觸面呈斜面構(gòu)造，使污水能充分地利用土壤毛細(xì)管上升作用，均勻的擴(kuò)散于上部土壤層(2)中。
通過向在本裝置的擴(kuò)散層(3)中埋設(shè)的送氣管(15)輸送一定量的空氣，能使土壤維持好氣狀態(tài)和保持土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，除此之外，還能增強(qiáng)微生物的分解活性，提高對(duì)污水的凈化能力。
為了使散水管縱向保持在同一水平上，通過調(diào)節(jié)散水管(9)的支架上的微調(diào)節(jié)(12)，使散水管(9)保持相同的水平高度，以便能使污水均勻地分配于裝置的縱方向。
現(xiàn)有的土壤污水處理裝置很容易引起土壤堵塞，主要是在裝置的設(shè)計(jì)上對(duì)污水在土壤中的分布和擴(kuò)散形式不清楚，沒有能使污水均勻地?cái)U(kuò)散于整體裝置上，同時(shí)對(duì)形成土壤堵塞的部位，堵塞的物質(zhì)組成以及堵塞的機(jī)理的不了解，在土壤等材料的選用上的不科學(xué)，以至于裝置在使用一段時(shí)間后，土壤局部的污水負(fù)荷過大，土壤團(tuán)粒構(gòu)造被破壞，土壤的孔隙被堵塞以至使土壤的浸透性能和凈化性能降低。
本裝置采用迅速擴(kuò)散和逐級(jí)浸潤(rùn)的擴(kuò)散浸潤(rùn)方式，使污水能均勻地分布在整體裝置的土壤中，即當(dāng)污水經(jīng)散水管流入到擴(kuò)散層(3)時(shí)，因擴(kuò)散層的透水性比下層的浸潤(rùn)A層(4)的透水性高，在污水流入下部的浸潤(rùn)A層(4)之前迅速充填滿擴(kuò)散層(3)，然后污水從上部的擴(kuò)散層(3)均勻地流入下部的浸潤(rùn)A層(4)。
同樣，浸潤(rùn)A層(4)的透水性比浸潤(rùn)B層(5)的透水性高，浸潤(rùn)B層(5)的透水性又比下部的土壤層(6)的透水性高，在污水流入下部土壤層(6)之前必須充填滿在其之上的浸潤(rùn)A(4)和B層(5)，這樣經(jīng)過三次的逐級(jí)地浸潤(rùn)擴(kuò)散，保證污水能均勻地流入到下部的土壤中。
為了使污水同時(shí)均勻地?cái)U(kuò)散于土壤的上部和下部土壤，擴(kuò)散層(3)的兩側(cè)與上部土壤(2)的接觸面呈斜面構(gòu)造，其目的是利用上部土壤毛細(xì)管上升擴(kuò)散作用，使污水的一部分作上移運(yùn)動(dòng)。
另外，為了能保持散水管(9)的縱向散水均勻一致通過對(duì)調(diào)節(jié)散水管的支架(11)上的微調(diào)節(jié)螺絲(12)使散水管保持水平高度，通過以上手法，使污水不僅在土壤裝置斷面的上下方面的擴(kuò)散分布保持均勻，對(duì)整體裝置的縱向擴(kuò)散也能保持均一平衡。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，向在本裝置的擴(kuò)散層中埋設(shè)的送氣管輸送一定量的空氣，能使土壤保持好氣狀態(tài)，本裝置中的土壤的氧化還原電位比舊式裝置的氧化還原電位高達(dá)600毫伏(參見圖七)，這有利于維持土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因?yàn)橥寥赖膱F(tuán)粒含量與土壤的氧化還原電位成正比(參見圖八)，分析結(jié)果表明本發(fā)明裝置的土壤團(tuán)粒的各粒徑的含量都比舊式的土壤裝置的含量高(參見圖九)，除此之外，還能增強(qiáng)微生物的對(duì)多糖類的分解活性，因?yàn)橥寥赖亩嗵穷惡颗c土壤的氧化還原電位成反比(參見圖十)，本裝置中各層土壤的多糖類含量即堵塞物質(zhì)的含量都比舊式的裝置中的要少(參見圖十一)，同時(shí)提高對(duì)污水的BOD(生物化學(xué)耗氧量)，COD(化學(xué)耗氧量)，SS(懸浮物含量)的凈化能力。
通過上述的散水方式，使污水能均勻地?cái)U(kuò)散于土壤裝置中，防止了因局部過度的水負(fù)荷而引起的土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的破壞，并且充分的利用了裝置內(nèi)全體土壤的凈化性能。同時(shí)通過上述的送氣方式，維持了土壤的氧化還原電位，防止了土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的崩壞，并增強(qiáng)了微生物對(duì)難分解的有機(jī)物和多糖類的物質(zhì)的分解活性作用，因此本裝置不僅能有效的防止了土壤堵塞，大大的延長(zhǎng)土壤裝置的壽命(參見圖十二)，并且提高對(duì)污水的凈化能力，本裝置的凈化能力經(jīng)過多次的證明，流出水的BOD(生物化學(xué)耗氧量)可以達(dá)到10ppm以下，凈化率可高達(dá)98％以上，流出水的SS(懸浮物含量)同樣可以達(dá)到10ppm以下，凈化率也可高達(dá)95％以上。
權(quán)利要求
1.一種防堵塞的土壤高度處理污水裝置，其特征是該污水處理裝置是一處理槽，所說的處理槽可在地下挖掘而成，在其底部及四周鋪設(shè)防滲漏塑料布，槽中從上到下分設(shè)有上部土壤層，擴(kuò)散層，浸潤(rùn)A層，浸潤(rùn)B層，下部土壤層，砂礫集水層。在所說的擴(kuò)散層中安置有散水管，且在散水管兩側(cè)各安置一條送氣管，在散水管下安置有散水管墊座和水平高度調(diào)節(jié)支架，在該調(diào)節(jié)支架上裝有散水管高度調(diào)節(jié)螺絲；在所說的砂礫集水層中安置有帶有集水孔的集水管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的土壤高度處理污水裝置，其特征是所說的上部土壤層的孔隙度為50～65％，透水系數(shù)1×10-2～1×10-3cm/秒，所說的擴(kuò)散層由10～20mm礫石和經(jīng)化學(xué)處理的木炭混合而成，透水系數(shù)為大于10cm/秒，其上部?jī)蓚?cè)的斜面角度為15±5度；在所說的擴(kuò)散層中央位置安放有散水管，在管壁上有散水孔，在散水管兩側(cè)到凈化槽側(cè)旁的中央處各有一條帶有氣孔的送氣管，所說的浸潤(rùn)A層，由2～5mm的砂和經(jīng)化學(xué)處理過的木炭混合而成，其飽和透水系數(shù)1～1×10-1cm/秒，所說的浸潤(rùn)B層由0.1～1mm的砂，土壤和經(jīng)化學(xué)處理過的木炭混合而成，其飽和透水系數(shù)為1×10-1～1×10-2cm/秒，所說的下部土壤層的孔隙度為50～65％，透水系數(shù)＜1×10-3cm/秒，所說的砂礫集水層由直徑為30～40mm碎石構(gòu)成。
全文摘要
一種防堵塞的土壤高度處理污水裝置，屬污水處理設(shè)備領(lǐng)域。本裝置是一處理槽，可在地下挖掘而成，在底部及四周鋪設(shè)防滲漏塑料布，槽中從上到下分設(shè)有上部土壤層，擴(kuò)散層，浸潤(rùn)A層，浸潤(rùn)B層，下部土壤層，砂礫集水層。在擴(kuò)散層中安置有散水管和送氣管，在散水管下安置有散水管墊座和水平高度調(diào)節(jié)支架，在該調(diào)節(jié)支架上裝有散水管高度調(diào)節(jié)螺絲，在砂礫集水層中安置有集水管。本裝置由于采用迅速擴(kuò)散和逐級(jí)浸潤(rùn)的擴(kuò)散方式，及有送氣管定時(shí)送氣，所以可以有效地防止土壤堵塞，提高污水凈化能力，流出水的生物化學(xué)耗氧量可達(dá)10ppm以下，凈化率高達(dá)98％以上，流出水的懸浮物含量可達(dá)10ppm以下，凈化率高達(dá)95％以上。
文檔編號(hào)C02F1/00GK1159426SQ9710002
公開日1997年9月17日 申請(qǐng)日期1997年2月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月28日
發(fā)明者江鷹 申請(qǐng)人:江鷹