申请日2014.03.31
公开(公告)日2014.06.18
IPC分类号C02F3/30; B01D53/02; C02F3/34
摘要
本发明属于环境工程污水处理技术领域，特别是指一种用于污水处理的装置。本发明采用如下技术方案，一种地埋式污水生态处理系统，其特征在于：包括相对密闭个箱体，箱体内设置有布水装置、大孔高透气性滤料层、反硝化厌氧层、渗滤层、排水装置和收水砾石层，其中大孔高透气性滤料层、反硝化厌氧层、渗滤层和收水砾石层依次从上到下铺设在箱体内，箱体的位于间隔处或者箱体的大孔高透气性滤料层位置对应处设置有进气口，所述布水装置的洒水头设置在大孔高透气性滤料层上方，所述排水装置的输水管设置在渗滤层的下方。通过采用上述方案，本发明提供一种能够无动力高效富氧，实现污水和空气的充分直接接触的新型的地埋式污水生态处理系统。
权利要求书
1.一种地埋式污水生态处理系统，其特征在于：包括相对密闭个箱体，箱体内设置有布水装置、大孔高透气性滤料层、反硝化厌氧层、渗滤层、排水装置和收水砾石层，其中大孔高透气性滤料层、反硝化厌氧层、渗滤层和收水砾石层依次从上到下铺设在箱体内，且最上层的大孔高透气性滤料层与箱体的内侧顶面之间成间隔设置，箱体的位于该间隔处设置有排气口，箱体的位于间隔处或者箱体的大孔高透气性滤料层位置对应处设置有进气口，所述布水装置的洒水头设置在大孔高透气性滤料层上方，所述排水装置的输水管设置在渗滤层的下方。
2.根据权利要求1所述的地埋式污水生态处理系统，其特征在于：所述大孔高透气性滤料层的高度为20-30 cm，渗滤层的高度为50-90 cm，收水砾石层的高度为20-30cm，所述箱体的排气口上设置有排气管，该排气管中设置有吸附臭气的填料，排气管的出气口处设置有自动抽气装置，所述进气口上设置有进气管，进气管中设置有吸附臭气的填料，进气管的进气端设置有太阳能加热管。
3.根据权利要求1或2所述的地埋式污水生态处理系统，其特征在于：所述大孔高透气性滤料层和渗滤层之间设置有多个厌氧槽，该厌氧槽的周边和底面为密封设置，厌氧槽高度为10-30 cm，宽度为40 cm，厌氧槽的上端成敞开式设置，其敞开式开口对着洒水头设置，所述反硝化厌氧层的材质放置在厌氧槽内，各厌氧槽之间成隔开设置，反硝化厌氧层材质为粒径小于1cm的黄沙、煤炭、海绵中的一种或几种混合而成。
4.据权利要求1或2所述的地埋式污水生态处理系统，其特征在于：所述布水装置的洒水头紧靠箱体内侧的上侧面设置，所述大孔高透气性滤料层为炉渣、砾石、陶瓷、砖块中的一种或几种组合，所述箱体由水泥混凝土或玻璃钢或塑料制成。
5.据权利要求2所述的地埋式污水生态处理系统，其特征在于：所述排气管的出气口处罩设有聚光性能的玻璃罩，所述吸附臭气的填料为活性炭、丝光沸石、土壤中的一种或几种组合，所述输水管一端从箱体中透出且其端部设置有储水箱。
说明书
一种地埋式污水生态处理系统
技术领域
本发明属于环境工程污水处理技术领域，特别是指一种用于污水处理的装置。
技术背景
随着我国经济的快速发展，水污染情况日益严峻，尤其象淮河流域、长江流域、太湖、巢湖等地区因水污染引起的水体富营养化现象时有发生，国家“九五” 、“十五”863计划均投入大量资金开发适合我国国情的面源污染防治技术。另一方面，由于我国发展水平总体上还处于比较低的水平，在城市往往污水厂的基建费、运转费用往往是制约污水处理的一大难题，在占我国人口绝大多数的农村地区，污水基本上没有经过处理就直接排入水体。因而适合我国国情的廉价、有效的污水治理技术的开发迫在眉睫，其中对于不利于建立集中污水处理厂、相对分散的面源生活污水来源地区，如村镇、别墅区、岛屿等，污水治理技术的开发尤为重要。
目前常见的分散型污水处理装置主要有：非生物处理方法(储藏运输、化粪池处理排放、沉降池处理排放等)，多箱一体化的生物处理技术(循环生物滤床、淹没式曝气生物滤床、序批式活性污泥反应器等)，生态处理技术(氧化塘、土地处理技术、温室湿地—太阳能水栖系统等)。非生物处理技术一般处理效果很差，多箱一体化生物处理技术往往就我国国情来讲基建、运行成本过高，而生态处理技术目前认为一种比较合适的方法，是人们研究的热点。
生态技术中的土地处理技术(地下渗滤工艺、快速渗滤工艺、慢速渗滤工艺、人工湿地等等)能有达到污水深度处理效果，而且成本低、运行管理简单，有广阔应用前景并逐步得到推广应用。
快速渗滤工艺、慢速渗滤工艺、人工湿地等处理技术要求处理场地面积大，消耗了宝贵的土地资源;而且处理场地同时不能恢复为原貌;容易产生臭气和滋生蚊蝇污染周边环境;且工艺受气候影响较大，冬天时往往处理性能下降幅度很大;同时这三种工艺存在复氧不足和反硝化时碳源不足等问题。
目前国内应用的地下渗滤工艺存在的缺点有：随着处理系统的运行，系统易发生堵塞，土壤渗滤层的供氧不足，导致去除有机物的好氧微生物和硝化反应的硝化菌的活性降低，硝化率很低，NH4+-N向NO3--N转化率下降，工艺出水的氨氮往往不达标。而且目前应用较多的尼米型地下渗滤工艺，出于防止堵塞和提高厌氧程度的目的在系统的布水处下方设有一个厌氧槽，截留了大部分有机物，这种工艺特点使得系统即使在复氧良好的情况下， NH4+-N在转化为NO3--N后，由于以SS存在为主的有机物被截留和污水分离，污水中的NO3--N在进行反硝化时碳源的往往不足，引起反硝化效率的低下，因而对尼米型地下渗滤系统如何改进复氧及增加反硝化过程中的碳源为人们所关注。
发明内容
本发明的目的在于针对现有土地处理技术尤其是地下渗滤工艺的不足，提供一种能够无动力高效富氧，实现污水和空气的充分直接接触，提高硝化性能和COD去除性能;本系统设计厌氧槽截留硝化后的污水，使得污水中以离子态存在的NO3--N和以SS为主存在的有机物不至于过早分离，因而提供碳源提高了反硝化效率，实现污水的有效处理;同时本系统还在通气系统的出气口处增加了臭气处理装置，解决了可能产生臭气的问题;并且本系统在进气口和出气口处增加了可以调节气体流量的聚光罩和太阳能加热管，使得冬天时进气和出气能够被加热，使得系统不至于在天气冷时因为复氧引起系统温度的下降，影响效果的新型的地埋式污水生态处理系统。
实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种地埋式污水生态处理系统，其特征在于：包括相对密闭个箱体，箱体内设置有布水装置、大孔高透气性滤料层、反硝化厌氧层、渗滤层、排水装置和收水砾石层，其中大孔高透气性滤料层、反硝化厌氧层、渗滤层和收水砾石层依次从上到下铺设在箱体内，且最上层的大孔高透气性滤料层与箱体的内侧顶面之间成间隔设置，箱体的位于该间隔处设置有排气口，箱体的位于间隔处或者箱体的大孔高透气性滤料层位置对应处设置有进气口，所述布水装置的洒水头设置在大孔高透气性滤料层上方，所述排水装置的输水管设置在渗滤层的下方。
通过采用上述方案，达到的效果是： 将洒水头放在滤料之上，实现了污水与空气的充分直接接触之后进入渗滤层，提高了的污水复氧效果; 在系统上方空间配套有无动力复氧系统，使得系统里面的气体和外面的气体可以直接高效交换; 本系统的合理设计可以使污水在重力作用下自流，无需消耗动力，并且在系统内建立稳定的微生物、原生动物生态系，高效处理污水。
本发明的进一步设置是：所述大孔高透气性滤料层的高度为20-30 cm，渗滤层的高度为50-90 cm，收水砾石层的高度为20-30cm，所述箱体的排气口上设置有排气管，该排气管中设置有吸附臭气的填料，排气管的出气口处设置有自动抽气装置，所述进气口上设置有进气管，进气管中设置有吸附臭气的填料，进气管的进气端设置有太阳能加热管;所述大孔高透气性滤料层和渗滤层之间设置有多个厌氧槽，该厌氧槽的周边和底面为密封设置，厌氧槽高度为10-30 cm，宽度为40 cm，厌氧槽的上端成敞开式设置，其敞开式开口对着洒水头设置，所述反硝化厌氧层的材质放置在厌氧槽内，各厌氧槽之间成隔开设置，反硝化厌氧层材质为粒径小于1cm的黄沙、煤炭、海绵中的一种或几种混合而成;所述布水装置的洒水头紧靠箱体内侧的上侧面设置，所述大孔高透气性滤料层为炉渣、砾石、陶瓷、砖块中的一种或几种组合，所述箱体由水泥混凝土或玻璃钢或塑料制成;所述排气管的出气口处罩设有聚光性能的玻璃罩，所述吸附臭气的填料为活性炭、丝光沸石、土壤中的一种或几种组合，所述输水管一端从箱体中透出且其端部设置有储水箱。
通过上述的进一步设置方案，达到的效果是，1、本系统的箱体材料可以是水泥混凝土、玻璃钢、塑料等，大小可以根据实际污水量加以选择。箱体整体埋入地下，装置壳体上方可以填土绿化，不影响景观;2、在以土壤为主的填料和其它有一定渗透性能的易于长生物膜的大块滤料组成生态渗滤系统之上和本系统的顶部之间留有一部分空间，用于流通空气，同时在这个空间之内设置不会引起气体短流的进气口和出气口，在出气口处装有风能驱动的抽负压装置使得空气能够从进气口向出气口流动，实现系统内外氧气的顺利交换;3、污水从洒水头进入系统后，由架在空气中的洒水头分布下滴跌落至高透气性多孔滤料，实现污水与空气的直接接触，其中洒水头可以是喷头式的，也可以是架高的钻孔滴水管。污水在实现高效复氧后，进入高透气性多孔滤料，经滤料表面生长的微生物处理，实现氨氮的硝化和COD的降解处理，之后污水在重力的作用下大部分流入厌氧槽。本系统的特点还在于可以通过污水收集管网标高的控制，可以实现无动力自流式布水，不需要消耗动力，另外高透气性多孔滤料之间的空隙比较大，系统上方的空气流动可以对滤料中的空气进行交换，也可以将进气口埋入滤料，进一步提高系统的复氧效果;4、厌氧槽的设置，厌氧槽外壳可以由塑料、玻璃钢、水泥混凝土等组成，装置里面装有沙子、塑料填料等提供微生物生长用的介质，经过硝化后的污水在重力的作用下大部分流到厌氧槽中储存，实现含有NO3—-N的污水和碳源的有充分的接触时间进行反硝化，同时利用周边土壤的毛细管力或者利用无纺布等加强的布水装置的作用力，当厌氧槽中的污水充满到一定程度之后跃迁，污水爬升到一定高度后与高透气性多孔滤料接触进入下方土壤，污水发生好氧反应后流至系统下部的以土壤为主的滤料中，在这些滤料的生物、物化、化学作用下进一步净化后，进入由砾石包裹的收水砾石层，流入出水井，合适的设计控制恰当的标高可以实现系统上述过程中污水的无动力流动;5、在进出气口处还装有能够吸附臭气的填料，填料可以是活性炭、丝光沸石粉、土壤等吸附剂以及它们的组合，当空气从进气口向出气口单向基本无阻力流动，通过吸附剂时同时除去了臭气，防止了系统可能造成的臭气污染，本除臭装置的特点还在于方便卸载安装和更换填料，并且可以根据需要决定是否需要在进出气口同时安装;6、在系统的进气口处，可以根据系统是否要求保温或者升温按照需求接上方便安装卸载的太阳能加热管，这种太阳能加热管类似于太能能热水器的加热部件，即外部用透明的夹层真空玻管包裹，内部是黑色的能高效吸热的加热管，管子一端接大气，另一段接本系统的进气口，可以根据实际情况调节加热管的和阳关之间的角度、加热管的数量以及每根管子的进气流量，对进气的温度进行控制，气体温度的控制使得系统内部有一个比较稳定的温度，有利于装置处理性能的稳定和提高。此外在出气口处安装有能够阻挡雨水进入系统同时又能利用太阳能加热出气的罩件，由于出气口处需要同大气利用风能对装置内的气体进行抽取，因而罩件的设计首先必须满足这一要求，不至于影响系统的换气效率，罩件的进气口和出气口都可调，另外这个罩件功能还在于当下暴雨时防止雨水通过出气口进入系统，对抽气装置防止雨水侵蚀也有一定用处，在满足以上要求的同时，可以将罩件设计成有一定聚光性能的透明器件，材料可以用玻璃、塑料等，可以将出气管设计成具有能够吸高效吸收热辐射的特性，对出气进行保温加热，进一步对装置保温。