申请日2009.11.06
公开(公告)日2010.12.15
IPC分类号C02F3/10; C02F3/34; C02F3/32; C02F3/30
摘要
本实用新型公开了一种多层土壤污水强化处理装置，旨在解决现有的装置处理效果差，处理效率低，占地面积大，建造成本高的缺陷。其特征是包括：至少2个上下依次排列的处理单元，每个处理单元从上至下依次包括一土壤滤层、一透水垫、一碎石层和一透水垫;一带有多个透水孔的承载板，该承载板位于最下面一个处理单元的碎石层之下面;一水池，该水池位于承载板的下方;一污水泵，该污水泵通过污水管将待处理的污水输送至最上面一个处理单元的土壤滤层的上方;一净水泵，该净水泵通过净水管将水池中经过处理的净水输送出去。适用于处理净化各种类型的有机污水。
权利要求书
1.一种多层土壤污水强化处理装置，其特征是包括：
至少2个上下依次排列的处理单元，每个处理单元从上至下依次包括一土壤滤层、一透水垫、一碎石层和一透水垫;其中最上面一个处理单元的最上面还包括一个匀水层，该匀水层可以是一透水垫或一碎石层;
一带有多个透水孔的承载板，该承载板位于最下面一个处理单元的碎石层之下面;
一水池，该水池位于承载板的正下方或侧下方;
一污水泵，该污水泵通过污水管将待处理的污水输送至最上面一个处理单元的土壤滤层的上方;
一净水泵，该净水泵通过净水管将水池中经过处理的净水输送出去。
2.根据权利要求1所述的多层土壤污水强化处理装置，其特征是所述的各个处理单元位于地面之上。
3.根据权利要求1所述的多层土壤污水强化处理装置，其特征是所述的各个处理单元位于地面之下或者部分位于地面之上，部分位于地面之下。
4.根据权利要求2或3所述的多层土壤污水强化处理装置，其特征是还有一台空气压缩机，该压缩机通过送气管将空气分别送到位于地面之下的处理单元之碎石层中。
5.根据权利要求4所述的多层土壤污水 强化处理装置，其特征是所述的处理单元为6-9层;并且所述的与污水泵连接的污水管分别通向除首层外的处理单元的碎石层中。
6.根据权利要求5所述的多层土壤污水强化处理装置，其特征是所说的处理单元中之碎石层中的碎石的直径在5-30毫米之间，碎石层的厚度在100-300毫米之间;土壤滤层厚度在50-300毫米之间。
7.根据权利要求6所述的多层土壤污水强化处理装置，其特 征是所述的处理单元中的土壤滤层中的土壤为自然土壤或人工改良土壤或旱土与砂土混合后的透气性土壤。
说明书
多层土壤污水强化处理装置
技术领域
本实用新型涉及一种污水处理装置，尤其是一种利用土壤进行污水处理的装置。
背景技术
污水土壤处理，是人们有意识地利用土壤的生态系统所具有的独特机能来处理污水的一种方法。污水在通过构成土壤的大小不同的，各种各样的土粒子间隙时，至少会产生以下的作用：①土壤粒子具备的过滤器作用(物理作用);②土壤中粘土矿物质和腐殖物完成吸附材作用后产生的分解作用(化学作用);③通过土壤中生活的小动物、微生物活动而产生的生物消化作用(生物作用)。通过这些综合作用，不仅降解了有机污染物，而且去除了污水中的的氮、磷等污染物质。
土壤处理污水时，大多数污染物质的去除主要发生在地表下的30～50cm处的熟土壤层。该土壤层具有比较复杂的生态环境结构，生活着好氧、嫌氧、无氧的小动物和微生物，有发达的植物根系，有助于各种污染物质在不同的环境中发生作用，最终达到去除或减少的目的。
污水土壤处理具备经济性好、管理简便、出水水质好的优点。另一方面，它占地面积大，效率低(水力负荷低)，也显而易见。长期以来，研究者们采用了各种手段，不同程度地解决了一些问题，如公开号为CN101269874A的专利申请，采用层状地质矿物滤池污水处理系统来解决效率和水质问题。但是，该专利亦有如下之不足：
1、该专利在通过立体层状构造来提高处理效率和出水水质，是一种改善。但是该系统仅适合于地面以上设置。而目前大部分污水土壤处理设施都在地下，这样做有不另占土地的好处。要在地上设置，就容易受到占地面积的限制。
2、该系统中的滤池由粒径2～4mm花岗岩风化矿物砂(含砩石)构成的三个结构相同的好氧滤层，其滤材成份单一，不含土壤，且仅限定于三层。人们都知道用单一的砂粒能快速过滤水，即砂粒能胜任较高的水力负荷。但是，土壤处理的本质还是要依赖土壤，出水水质好大多建立在土壤的作用上，如完全没有土壤成份的话，水的停留时间不够，也就是对有机物等污染物质的处理时间不够，这样的话，特别是在处理水污染物质浓度稍高时，出水有不达标的可能。当然，该专利的滤层不含土壤，从严格意义上说不属于污水土壤处理范畴。
3、该系统的结构比较繁杂，设置有一定难度，建造的成本较高。如该专利为了强化反冲洗和供氧的功能，而特意将全部四个滤层之间的排水收集起来，再布置到布水管道或喷头上，似乎多余。若设置于地下，则操作管理近乎不可能。另外，为了实现滤材复氧，而使每层下部悬空暴露于空气中，虽然，未说明每层有支撑架存在。但是，无支架就难以解决滤层的承重问题。支撑架若设置于地下，会有一定难度。
发明内容
本专利申请人，在综观各家长处与不足的同时，立志于解决污水土壤处理之最大难题：①减少占地面积。②制约处理效率的土壤复氧。③脱氮除磷效果不佳。为此，潜心学习请教，心无旁骛，数年如一日实验研究，以期在更小的占地面积上，有更高的处理效率和更优质的出水，使处理出水作为水资源能够循环再利用。耕耘之后，终有收获，而提出本专利申请。
本实用新型的目的就是克服现有技术的缺陷，而提供一种多层土壤污水强化处理装置，该装置的处理效果好，处理效率高，占地面积少，且建造成本低。
为了实现上述的目的，可以采用以下的技术方案：本方案的多层土壤污水强化处理装置包括：
至少2个上下依次排列的处理单元，每个处理单元从上至下依次包括一土壤滤层、一透水垫、一碎石层和一透水垫;其中最上面一个处理单元的最上面还包括一个匀水层，该匀水层可以是一透水垫或一碎石层;土壤滤层中的土壤为自然土壤或人工改良土壤或旱土与砂土混合后的透气性土壤。土壤滤层的厚度优选在50-300毫米之间。碎石层中的碎石的直径优选在5-30毫米之间，碎石层的厚度优选在100-300毫米之间。
一带有多个透水孔的承载板，该承载板位于最下面一个处理单元的碎石层之下面;
一水池，该水池位于承载板的正下方或侧下方;
一污水泵，该污水泵通过污水管将待处理的污水输送至最上面一个处理单元的土壤滤层的上方;
一净水泵，该净水泵通过净水管将水池中经过处理的净水输送出去。
上述的各个处理单元可以位于地面之上，也可以位于地面之下或者部分位于地面之上，部分位于地面之下。
进一步地，该装置还设置有一台压缩机，该压缩机通过送气管将空气分别送到位于地面之下的处理单元之碎石层中。
进一步地，在所述的水池中添加有硫磺和石灰石颗粒。该硫磺和石灰石颗粒的直径优选在5-20毫米之间，二者的比例为1∶1。
更进一步地，在所说的处理单元之土壤滤层中可以添加有铝酸钙和氧化铁粉。
上述的处理单元最好为6-9层;并且所述的与污水泵连接的污水管分别通向除首层外的处理单元的碎石层中。
使用本装置净化污水时，先启动污水泵，将污水输送到首层处理单元的上方通过喷头向土壤滤层喷下污水，或者通过污水管分别输送到第2、3层的处理单元之碎石层中;污水经过多层的土壤处理后，降解了有机污染物，再由承载板的透水孔中流至水池中，在水池中经沉淀和脱氮除磷，即可达到重新利用或排放的标准，最后用净水泵从水池中输送出去。
为了使土壤恢复其含氧量，对于位于地面之上的处理单元，因碎石层中含有较大的空隙，可以实现无动力土壤复氧;位于地面之下的处理单元中的土壤，由于在其下面的碎石层中设置有与压缩机连接的送气管，则氧气通过碎石层中的空隙通往土壤滤层，可将其强制复氧。
从以上分析可以看出，本实用新型的有益效果是：
作为传统方式的毛管浸润法等污水土壤处理系统的处理水量，通常是100～200L/m2·d，而采用本专利申请的微动力土壤渗滤技术，经过预处理装置后的流入水BOD50～80mg/L、SS30～50mg/L的条件下，可达成与亲水同等程度(BOD3mg/l、SS2mg/l以下)的水质;处理效率(水力负荷)最大可达到4,000L/m2·d。这个参数已大幅度地凌驾于传统的污水土壤处理技术之上。而且，在高速优质处理的同时，人们所担心的土壤堵塞得到了有效抑制。即使一时出现土壤堵塞，恢复也比以前的处理装置快。该专利申请的技术，用于直接处理树蓉环境技术(深圳)有限公司生产的公厕污水，可达到优于国家中水回用标准的水质。而且，水力负荷可达：1,000L～3,000L/m2·d。尤其是本装置可以实现模块化设计、占地面积小;无污泥发生，不用吸粪车;低投入，易管理;使用寿命长等优点。
本专利技术非常适合于中国的国情，是一种具有广阔推广前景的污水处理技术。
为了使本实用新型便于理解和更加清晰，下面通过附图和实施例对其作进一步说明。