CN105600936B - 一种全季候运行的污水土地处理系统 - Google Patents
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Abstract
一种全季候运行的污水土地处理系统，涉及一种污水土地处理系统，所述系统包括人工湿地和地下渗滤组合，人工湿地和地下渗滤串联，人工湿地出水作为地下渗滤进水；人工湿地系统从上到下依次是水生植物层、表面层、潜流层、砾石层和防渗层，其中进水管设置在砾石层，出水管设置在潜流层；表面层种植水生植物，用来降解污染物和水体复氧；表面层用土壤和沙子按照比例组成的混合物填充；人工湿地防渗层位于系统池体的四周和底部，由渗滤膜组成，污水经渗滤层汇集到集水层，通过集水管排出渗滤系统；在此过程中污水中小部分悬浮物颗粒物，大部分有机物、氨氮、总磷等物质通过基质吸附和微生物的作用而去除。
Description
技术领域
本发明涉及一种污水土地处理系统，特别是涉及一种全季候运行的污水土地处理系统。
背景技术
作为集中式污水处理技术的有效补充，污水生态处理技术以其近自然的思想，近年来越来越受到人们的推崇。作为一种污水生态处理技术，污水土地处理工艺是指将预处理后的污水以一种经济有效的方式，有控制地均匀投配于土壤，利用土壤、微生物与植物共存体系的自我调控机制对污染物进行综合利用和净化，使水质得到改善，实现污水资源化与无害化。人工湿地和地下渗滤工艺是污水土地处理主要工艺，近年来工程应用日趋广泛。两者都是利用系统内部基质、微生物和植物体系通过基质截留、物化吸附、微生物降解、植物吸收等机理实现水质净化，具备建造和运行费用低、易于维护等优点。其中人工湿地水力负荷高，但是在低温寒冷季节水生植物枯萎，导致污染物去除率严重降低，水质达标困难；地下渗滤存在水力负荷低，对进水悬浮颗粒物浓度要求严格等局限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全季候运行的污水土地处理系统，该系统有效弥补人工湿地和地下渗滤单一工艺自身局限与不足，克服人工湿地因低温条件下水生植物枯萎对污染物去除效果的影响，同时有效削减地下渗滤进水悬浮颗粒物浓度，提高系统水力负荷，实现污水生态处理工程全季候运行，保障处理后出水水质稳定。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种全季候运行的污水土地处理系统，所述系统包括人工湿地和地下渗滤组合，人工湿地和地下渗滤串联，人工湿地出水作为地下渗滤进水；人工湿地系统从上到下依次是水生植物层、表面层、潜流层、砾石层和防渗层，其中进水管设置在砾石层，出水管设置在潜流层；表面层种植水生植物，用来降解污染物和水体复氧；表面层用土壤和沙子按照比例组成的混合物填充；潜流层用土壤、沙子、煤渣按照比例组成的混合物填充；砾石层由砾石组成；人工湿地防渗层位于系统池体的四周和底部，由渗滤膜组成；进水管和出水管为高密度聚乙烯管，其中位于人工湿地一侧被纱布包裹，周围用砂子填充；该系统处理方式为：经化粪池预处理后的污水由人工湿地一侧进水管进入系统，经由湿地单元净化后至另一侧出水管，在这一过程中，污水中的大部分悬浮颗粒物（SS）、部分有机物、氨氮、总磷等污染物得到去除；人工湿地出水管与地下渗滤布水管相连；经人工湿地处理后的污水通过人工湿地出水管和地下渗滤布水管进入地下渗滤布水层中，并在不透水皿内积累，使得不透水皿达到动态饱和状态，然后污水在土壤毛细力的作用下向四周未饱和的渗滤区爬升，爬升到一定高度后，在重力作用下，污水向下运动；最终，污水经渗滤层汇集到集水层，通过集水管排出渗滤系统；在此过程中污水中小部分悬浮物颗粒物，大部分有机物、氨氮、总磷等物质通过基质吸附和微生物的作用而去除。
所述一种全季候运行的污水土地处理系统，所述地下渗滤系统从上到下依次是草本植物层、覆盖层、布水层、渗滤层、集水层和防渗层；覆盖层种植绿色草本植物，用于降解污染物和复氧；布水层中铺设不透水皿，不透水皿正上方是布水管，不透水皿内填充砾石，布水层由土壤、活性污泥以及煤渣按照比例配制成的基质组成；渗滤层由土壤、砂子、煤渣按照比例组成；集水层由砾石组成，内铺设集水管；所述集水层下方以及池体四周是渗滤系统防渗层，由渗滤膜组成，防止污水穿透渗滤系统而污染地下水；布水管和集水管为侧壁和底部均匀打孔的高密度聚乙烯管，其中集水管的管径比布水管的管径大。
所述的一种全季候运行的污水土地处理系统，所述人工湿地系统的出水管和地下渗滤系统的布水管相连接，其中出水管略高于布水管，满足污水重力自流需要，减少建设成本；布水管和集水管铺设角度为3~6度 。
一种全季候运行的污水土地处理系统，所述不透水皿和和防渗膜为高密聚乙烯膜；述纱布为100-300目的聚乙烯纱布。
本发明的优点与效果是：
该系统可有效弥补人工湿地和地下渗滤单一工艺自身局限与不足，实现两者优势互补，既克服了寒冷气候对人工湿地污染物去除效果的影响，同时又有效削减了地下渗滤进水悬浮颗粒物浓度，提高系统水力负荷，实现污水处理全季候运行和处理后出水水质稳定。
附图说明
图1为本发明的工艺结构示意图。
如图所示：1为水生植物层，2为表面层，3为进水管，4为潜流层，5为砾石层，6为人工湿地防渗层，7为出水管，8为草本植物层，9为覆盖层，10为布水层，11为布水管，12为不透水皿，13为渗滤层，14为集水层，15为集水管，16为地下渗滤防渗层。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：
见图1，一种全季候运行的污水土地处理系统，包括人工湿地和地下渗滤工艺。其中人工湿地床体深60厘米，床体四周用粘土夯实，并且在床体四周和底部铺设一层由高密度聚乙烯防渗膜，组成人工湿地防渗层6，防止污染地下水源。床体底部铺设一层砾石层5（砾石粒径2-10毫米），厚度为10厘米；进水管3铺设在砾石层5，其直径为8厘米，进水管3在砾石层5一侧用聚乙烯纱布包裹，深入人工湿地系统内3厘米；砾石层5上方为潜流层4，潜流层4由土壤、沙子（2-5毫米）、煤渣（5-10毫米）按照4:3:3的比例组成的混合物填充，深度为30厘米；出水管7铺设在潜流层4上部，其直径为8厘米，在潜流层4一侧用聚乙烯纱布包裹，深入人工湿地系统3厘米；最上层为表面层2，由土壤和沙子按照4:6的比例组成的混合物填充，深度为20厘米，表面层2上种植水生植物层1，种植香蒲和美人蕉。
人工湿地的出水管7与地下渗滤的布水管11相连接；地下渗滤深1米，其中覆盖层9深25厘米，填充原位土壤，上面是草本植物层8，一般种植黑麦草和高羊茅；覆盖层9下面是由土壤、煤渣、活性污泥按照6:3:1的比例组成的布水层10，深度为30厘米；布水层10中铺设布水管11；布水管11材质为高密度聚乙烯，管径为8厘米，管间距为40厘米，侧壁和底部打孔，孔径为5毫米，孔间距3厘米，布水管11铺设角度为3度，管间距为0.5米；布水管11下方是用高密聚乙烯材料制成的不透水皿12，内部填充着粒径为8~15毫米的砾石；渗滤层13由土壤、煤渣、沙子按照6:3:1的比例组成，深度为45厘米；在渗滤层13底部有形状为梯形，深度为15厘米的集水层14，集水层14由粒径为5~15毫米的砾石填充，内部铺设集水管15，集水管15材质为高密度聚乙烯，管径为10厘米，管间距为60厘米，铺设角度为3度，侧壁和底部打孔，孔径为8毫米，孔间距为4厘米；地下渗滤的底部和四周是由高密度聚乙烯防渗膜，组成地下渗滤防渗层16，防止污染地下水源。
本实施例在人工湿地水力负荷50厘米/天，地下渗滤水力负荷10厘米/天，系统连续运行，人工湿地进水COD、氨氮、总氮和总磷浓度分别为200.56~315.24毫克/升、35.74 ~56.32毫克/升、45.55 ~ 56.96毫克/升、6.21~14.42毫克/升，在日气温零下15摄氏度~零上5摄氏度条件下，污水经处理后，本系统对COD、氨氮、总氮和总磷的去除率平分别在92%、90%、75%和95%以上，出水水质COD、氨氮、总氮和总磷均满足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB/T18918-2002）标准。
实施例2：
见图1，一种全季候运行的污水土地处理系统，包括人工湿地和地下渗滤工艺。其中人工湿地床体深1米，床体四周用粘土夯实，并且在床体四周和底部铺设一层由高密度聚乙烯防渗膜，组成防渗层6，防止污染地下水源。床体底部铺设一层砾石层5（砾石粒径3-10毫米），厚度为20厘米；进水管3铺设在砾石层5，其直径为10厘米，进水管3在砾石层5一侧用聚乙烯纱布包裹，深入人工湿地系统内5厘米；砾石层5上方为潜流层4，潜流层4由土壤、沙子（3-8毫米）、煤渣（5-10毫米）按照4:4:2的比例组成的混合物填充，深度为50厘米；出水管7铺设在潜流层4上部，其直径为10厘米，在潜流层4一侧用聚乙烯纱布包裹，深入人工湿地系统5厘米；最上层为表面层2，由土壤和沙子按照4:6的比例组成的混合物填充，深度为30厘米，表面层2上种植水生植物1，一般种植芦苇和香蒲。
人工湿地的出水管7与地下渗滤的布水管11相连接；地下渗滤深1.5米，其中覆盖层9深40厘米，上面是草本植物层8，一般种植紫色苜蓿和黑麦草；覆盖层9下面是由土壤、煤渣、活性污泥按照5:4:1的比例组成的布水层10，深度为40厘米；布水层10中铺设布水管11；布水管11材质为高密度聚乙烯，管径为10厘米，管间距为50厘米，侧壁和底部打孔，孔径为5毫米，孔间距3厘米，布水管11铺设角度为5度，管间距为50厘米；布水管11下方是用高密聚乙烯材料制成的不透水皿12，内部填充着粒径为8~15毫米的砾石；渗滤层13由土壤、煤渣、沙子按照5:4:1的比例组成，深度为70厘米；在渗滤层13底部有形状为梯形，深度为20厘米的集水层14，集水层14由粒径为5~15毫米的砾石填充，内部铺设集水管15，集水管15材质为高密度聚乙烯，管径为15厘米，管间距为60厘米，铺设角度为5度，侧壁和底部打孔，孔径为8毫米，孔间距为4厘米；地下渗滤的底部和四周是由高密度聚乙烯防渗膜，组成防渗层6，防止污染地下水源。
本实施例在人工湿地水力负荷45厘米/天，地下渗滤水力负荷8厘米/天，系统连续运行，人工湿地进水COD、氨氮、总氮和总磷平均浓度分别为260.98毫克/升、38.32毫克/升、48.25毫克/升、8.95毫克/升，在日均气温零下8摄氏度条件下，污水经处理后，本系统对COD、氨氮、总氮和总磷的去除率平分别在90%、88%、72%和95%以上，出水水质COD、氨氮、总氮和总磷均满足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB/T18918-2002）标准。
Claims (2)
1.一种全季候运行的污水土地处理系统，其特征在于，所述系统包括人工湿地和地下渗滤工艺，其中人工湿地床体深60厘米，床体四周用粘土夯实，并且在床体四周和底部铺设一层高密度聚乙烯防渗膜，组成人工湿地防渗层，防止污染地下水源，床体底部铺设一层砾石层，砾石粒径2-10毫米，厚度为10厘米；进水管铺设在砾石层，其直径为8厘米，进水管在砾石层一侧用聚乙烯纱布包裹，深入人工湿地系统内3厘米；砾石层上方为潜流层，潜流层由土壤、沙子2-5毫米、煤渣5-10毫米，按照4:3:3的比例组成的混合物填充，深度为30厘米；出水管铺设在潜流层上部，其直径为8厘米，在潜流层一侧用聚乙烯纱布包裹，深入人工湿地系统3厘米；最上层为表面层，由土壤和沙子按照4:6的比例组成的混合物填充，深度为20厘米，表面层上种植水生植物层，种植香蒲和美人蕉；人工湿地的出水管与地下渗滤的布水管相连接；地下渗滤深1米，其中覆盖层深25厘米，填充原位土壤，上面是草本植物层，种植黑麦草和高羊茅；覆盖层下面是由土壤、煤渣、活性污泥按照6:3:1的比例组成的布水层，深度为30厘米；布水层中铺设布水管；布水管材质为高密度聚乙烯，管径为8厘米，管间距为40厘米，侧壁和底部打孔，孔径为5毫米，孔间距3厘米，布水管铺设角度为3度；布水管下方是用高密聚乙烯材料制成的不透水皿，内部填充着粒径为8~15毫米的砾石；渗滤层由土壤、煤渣、沙子按照6:3:1的比例组成，深度为45厘米；在渗滤层底部有形状为梯形，深度为15厘米的集水层，集水层由粒径为5~15毫米的砾石填充，内部铺设集水管，集水管材质为高密度聚乙烯，管径为10厘米，管间距为60厘米，铺设角度为3度，侧壁和底部打孔，孔径为8毫米，孔间距为4厘米；地下渗滤的底部和四周是由高密度聚乙烯防渗膜，组成地下渗滤防渗层。
2.一种全季候运行的污水土地处理系统，其特征在于，所述系统，包括人工湿地和地下渗滤工艺；其中人工湿地床体深1米，床体四周用粘土夯实，并且在床体四周和底部铺设一层高密度聚乙烯防渗膜，组成防渗层，防止污染地下水源；床体底部铺设一层砾石层，砾石粒径3-10毫米，厚度为20厘米；进水管铺设在砾石层，其直径为10厘米，进水管在砾石层一侧用聚乙烯纱布包裹，深入人工湿地系统内5厘米；砾石层上方为潜流层，潜流层由土壤、沙子3-8毫米、煤渣5-10毫米，按照4:4:2的比例组成的混合物填充，深度为50厘米；出水管铺设在潜流层上部，其直径为10厘米，在潜流层一侧用聚乙烯纱布包裹，深入人工湿地系统5厘米；最上层为表面层，由土壤和沙子按照4:6的比例组成的混合物填充，深度为30厘米，表面层上种植水生植物，种植芦苇和香蒲；人工湿地的出水管与地下渗滤的布水管相连接；地下渗滤深1.5米，其中覆盖层深40厘米，上面是草本植物层，种植紫色苜蓿和黑麦草；覆盖层下面是由土壤、煤渣、活性污泥按照5:4:1的比例组成的布水层，深度为40厘米；布水层中铺设布水管；布水管材质为高密度聚乙烯，管径为10厘米，管间距为50厘米，侧壁和底部打孔，孔径为5毫米，孔间距3厘米，布水管铺设角度为5度；布水管下方是用高密聚乙烯材料制成的不透水皿，内部填充着粒径为8~15毫米的砾石；渗滤层由土壤、煤渣、沙子按照5:4:1的比例组成，深度为70厘米；在渗滤层底部有形状为梯形，深度为20厘米的集水层，集水层由粒径为5~15毫米的砾石填充，内部铺设集水管，集水管材质为高密度聚乙烯，管径为15厘米，管间距为60厘米，铺设角度为5度，侧壁和底部打孔，孔径为8毫米，孔间距为4厘米；地下渗滤的底部和四周是由高密度聚乙烯防渗膜，组成防渗层。
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Application publication date: 20160525 Assignee: Shenyang Songliao Environmental Engineering Co., Ltd Assignor: Shenyang Univ. Contract record no.: X2019210000037 Denomination of invention: All-season running sewage land treatment system Granted publication date: 20180522 License type: Exclusive License Record date: 20191030 |
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