CN102001743A - 污水好氧土地处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污水好氧土地处理系统，包括一在地面以下挖掘而成的槽体，四周和底部铺有防渗膜，自下而上依次为：砂层、布水层、填料与集水层和土壤层，其特征在于所述污水好氧土地处理系统还包括由鼓风机、空气扩散装置和连接管道组成的鼓风曝气系统，空气扩散装置位于土地处理系统水面以下并通过管道与鼓风机相连；预处理后的污水进入土地处理系统，空气经鼓风机加压后通过空气扩散装置以小气泡的形式扩散到系统的污水中，达到向污水中充氧和搅拌的目的，复氧效果好，传质效率高，生物膜更新快，处理效率高，并有效缓解了土地处理系统运行过程中堵塞的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用人工曝气处理污水的好氧土地处理系统，属于污水生态处理技术领域。
背景技术
由于农村没有合理的粪便收集措施，相关的生活污水及畜禽养殖业所产生的粪便、废水、动物血、蛋壳等污染物质得不到有效的处理。另外，一些小城镇、公园、海滨旅游地、新开发的住宅区、宾馆饭店等由于不具备设置污水处理站的条件，使得这些地区90%以上的污水未经处理直接排放到附近的海洋、河流、湖泊中，污染了水源和环境，导致水体中的N、P超标，富营养化严重，甚至水体变黑。
而传统的城市污水处理工艺由于投资巨大、运行管理复杂、对技术要求较高，在经济基础相对薄弱、技术水平相对较低的村镇难以实施。土地处理技术（地下渗滤、快速渗滤、慢速渗滤、人工湿地等工艺）由于能有效地去除BOD5、COD，又具有脱氮除磷能力，而且成本低、运行管理简单，逐步得到推广应用。
但是传统的污水土地处理系统不足之处在于：占地面积相对较大、受气候影响大，冬季运行效果差、夏天滋生蚊蝇、有一定气味，且随着处理系统的运行，数年后污水处理效率逐渐降低，系统易发生堵塞及吸附饱和、只有厌氧段、脱氮除磷效果差等。
申请号为200820022241.6的中国专利：上向流强化污水土地处理系统，利用土壤—微生物—生物填料—植物组成的生态污水处理系统，在地面以下挖掘而成，四周和底部铺有防渗膜，自下而上依次为：布水层、填料与集水层和土壤层。填料与集水层和土壤层之间用网格分隔，布水层中分布有布水管，填料与集水层中包括有集水管，解决了传统污水土地处理系统占地面积大、冬季运行效果差、夏天滋生蚊蝇等问题。
申请号为200410017544.5的中国专利：污水处理的无动力通气复氧系统，在污水土地处理装置布水管、集水管之间的土壤渗滤层中布置穿孔通气管，穿孔通气管外表包覆高分子疏水性透气膜，形成透气不透水的通气管，其两端连接的导气管分别与地表的抽气扇相连以及直接与大气相通。系统采用风能抽气扇对处理系统自然通风，不消耗电能，解决了供氧问题，但是存在以下缺陷：1、采用自然通风，不能根据进水水质、水量调整曝气量；2、高分子疏水性透气膜损坏后更换困难，且造价较高；3、采用自然通风，风压较小，空气到土壤的传质效率相对较低，复氧效果较差。
申请号为200820080804.7的中国专利：污水人工土地系统复氧层结构，其复氧层设置于生态填料人工土地处理系统的厌氧槽下方与好氧层之间，复氧层与其他工作层之间用尼龙网隔开，复氧层配置多孔材料，其孔隙度为40~50%，在复氧层中间设置一水平通气管，水平通气管两端同垂直通气管相连，水平通气管以螺旋方式在其四周打孔。该方式采用空气复氧，与申请号为200410017544.5的中国专利存在同样的缺陷：空气的压力较小，空气到土壤的传质效率相对较低，复氧效果较差，不易控制运行工况，脱氮除磷效果较差。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种污水好氧土地处理系统，通过人工鼓风曝气，提高空气的传递效率和复氧效果，强化土壤微生物对污水中污染物的降解净化功能，从而实现土地处理系统脱氮除磷的功能，提高出水水质。
本发明技术方案如下：包括一在地面以下挖掘而成的槽体，四周和底部铺有防渗膜，自下而上依次为：砂层、布水层、填料与集水层和土壤层，填料与集水层和土壤层之间用网格分隔，布水层中分布有布水管，填料与集水层中包括有集水管、多个出气管，所述出气管通过土壤层并伸出地面以上，进水管、反冲洗进水管分别与布水管相连，排水管、反冲洗排水管分别与集水管相连，其特征在于所述污水好氧土地处理系统还包括由鼓风机、空气扩散装置和连接管道组成的鼓风曝气系统，空气扩散装置位于土地处理系统水面以下并通过管道与鼓风机相连；预处理后的污水进入土地处理系统，空气经鼓风机加压后通过空气扩散装置以小气泡的形式扩散到系统的污水中，达到向污水中充氧和搅拌的目的，复氧效果好，传质效率高，生物膜更新快，处理效率高，并有效缓解了土地处理系统运行过程中堵塞的问题。
所述空气扩散装置可采用管壁开孔的曝气管、扩散板或其他空气扩散形式。
所述污水好氧土地处理系统运行时，经预处理的污水通过进水管经埋设在布水层中的布水管缓慢向填料与集水层扩散，空气经鼓风机加压后通过空气扩散装置以小气泡的形式扩散到系统的污水中，达到向污水中充氧和搅拌的目的，在生物填料颗粒间孔隙的截留、滤除以及微生物的共同作用下，污水中的污染物质得到去除。最终，处理后的水通过集水管上的开孔汇集于集水管中，经排水管排出土地处理系统。
所述污水好氧土地处理系统运行过程中一旦发生堵塞，鼓风机可通过空气扩散装置向土地处理系统提供空气，进行气—水反冲洗，反冲洗出水通过集水管收集由反冲洗排水管排出土地处理系统。
所述污水好氧土地处理系统运行过程中空气扩散装置鼓出的空气和由于微生物新陈代谢产生的气体经填料与集水层中的出气管收集排出系统，该出气管位于填料与集水层上方靠近土壤层、穿过土壤层并伸出地面以上，气体直接排放到大气或收集后集中处理。
本发明具有以下优点：
1、与传统污水土地处理系统相比，增加了鼓风曝气系统，空气经鼓风机压缩后通过空气扩散装置以小气泡的形式扩散到系统的污水中，达到充氧及搅拌的目的，空气传递效率高，复氧效果好，生物膜更新速度快，实现了土地处理系统去除氨氮的功能，提高了出水水质；小气泡的搅拌作用能有效防止布水层、填料与集水层堵塞，缓解了传统污水土地处理系统堵塞的问题；
2、与传统污水土地处理系统相比，由于增加了鼓风曝气系统，形成好氧土地处理系统，有效减轻了系统出气的臭味；
3、与传统污水土地处理系统相比，由于增加鼓风曝气系统，土地处理系统运行过程中一旦发生堵塞，鼓风机可通过空气扩散装置向土地处理系统提供空气，进行气—水反冲洗，提高了反冲洗效果，节省了冲洗水量；
4、与自然通风复氧系统相比，采用人工鼓风曝气的方式对土地处理系统曝气复氧，复氧强度、时间不受外界环境的的影响，可根据进水水质、水量等调整土地处理系统的曝气量、曝气时间、曝气面积，处理效果稳定。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图。
图2 为本发明的断面示意图。
其中，1、集水管；2、曝气管；3、布水管；4、防渗膜；5、砂层；6、布水层；7、填料与集水层；8、土壤层；9、出气管；10、反冲洗进水管；11、反冲洗排水管；12、鼓风机；13、进水管；14、排水管。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例来进一步说明本发明。
如图1和图2所示，本发明包括一梯形断面的槽体，在地面以下挖掘而成，四周和底部铺有防渗膜4。其中填充有三部分，自下而上依次为砂层5，布水层6、填料与集水层7、土壤层8，以及铺设于布水层5中的布水管3、曝气管2和填料与集水层7中的集水管1、出气管9。布水管3和集水管1的管壁上开有多个孔。其中，布水管3靠近底部，上面用卵石覆盖，集水管1在填料与集水层7的上部靠近土壤层8处。曝气管2根据污水处理设计（孔径、数量等）在管道上开孔，铺设在布水层中，其中一端封闭，另一端与鼓风机相连接。进水管13、反冲洗进水管10分别与布水管3相连，排水管14、反冲洗排水管11分别与集水管1相连。生物填料与集水层7和土壤层8之间用网格分隔开。防渗膜4位于设计断面的底部及斜边上，主要作用是防止污水污染地下水。
经过预处理的污水通过进水管13经埋在布水层6的穿孔布水管进入土地处理系统，空气经鼓风机12加压后通过埋在布水层6的曝气管2以小气泡的形式扩散到土地处理系统的污水中，达到充氧和搅拌的目的，污水自下而上依次流经布水层6、填料与集水层（煤渣、珍珠岩、碎石、建筑垃圾等）5。有机污染物质进入土地处理系统后，首先通过生物填料颗粒间的孔隙的过滤、吸附作用被截留下来。在生物填料层中生存着种类繁多、数量巨大的微生物，它们对污水中的有机固体和溶解性有机物、氮、磷等具有强大的降解与转化能力。生物分解、转化后的残留物和惰性物质留在土壤中，成为土壤母质的一部分。通过控制土地处理系统的曝气时间、曝气量、曝气面积，脱氮细菌和除磷细菌在好氧—厌氧交替的环境下完成对氮磷化合物的去除。最终，处理后的水通过集水管上的开孔汇集于集水管1中经排水管14排出土地处理系统。土地处理系统顶部土壤层8上种有植被，提高了土地的利用率，防止臭味散发，同时达到保温、美化环境的作用。
运行过程中土地处理系统一旦发生堵塞，可通过反冲洗进水管10、反冲洗排水管11对布水层、填料与集水层进行反冲洗，反冲洗过程中，鼓风机12可通过曝气管2向土地处理系统提供空气，土地处理系统进行气—水反冲洗，提高反冲洗效果，节省反冲洗水量，解决了布水层、填料与集水层堵塞的问题。同时对布水管3和集水管1表面进行冲洗，有效解决了传统工艺长期运行易产生堵塞的问题，反冲洗出水通过集水管1收集经反冲排水管11排出土地处理系统。
在本发明的一个实例中，防渗膜厚1.2mm，布水层厚200mm，碎石填料的有效高度为650mm，上面覆盖270mm厚的粘土，起到保温与防止臭味散发的作用。布水管、集水管、曝气管均采用穿孔管，小孔与垂直方向成15°，两排斜向下。其中布水管、曝气管位于布水层中，集水管和多个出气管位于土壤和填料层之间。通过检测进出水水质，系统对COD、BOD5的去除率分别达到80%、85%以上，对总磷、氨氮的去除率分别达到40~50%、30~40%。
Claims (5)
1.一种污水好氧土地处理系统，包括一在地面以下挖掘而成的槽体，四周和底部铺有防渗膜，自下而上依次为：砂层、布水层、填料与集水层、土壤层，填料与集水层和土壤层之间用网格分隔，布水层中分布有布水管，填料与集水层中包括有集水管、多个出气管，所述出气管通过土壤层并伸出地面以上，进水管、反冲洗进水管分别与布水管相连，排水管、反冲洗排水管分别与集水管相连，其特征在于所述污水好氧土地处理系统还包括由鼓风机、空气扩散装置和连接管道组成的鼓风曝气系统，所述空气扩散装置位于土地处理系统水面以下并通过管道与鼓风机相连；经预处理的污水通过布水管在布水层与空气扩散装置中以小气泡的形式扩散出的空气混合，缓慢渗透扩散到填料与集水层中，并最终汇集于集水管中，通过排水管排出土地处理系统。
2.根据权利要求1所述的污水好氧土地处理系统，其特征在于所述的布水管、集水管的管壁上开有多个孔。
3.根据权利要求1所述的污水好氧土地处理系统，其特征在于所述的空气扩散装置采用管壁开孔的曝气管或扩散板。
4.根据权利要求3所述的污水好氧土地处理系统，其特征在于所述的曝气管安装方向与布水管平行，其中一端封闭，另一端与鼓风机相连接。
5.根据权利要求3所述的污水好氧土地处理系统，其特征在于所述的曝气管上开孔的孔口朝下。
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Denomination of invention: Sewage aerobic land treatment system Effective date of registration: 20140305 Granted publication date: 20120523 Pledgee: Qingdao high technology financing Company limited by guarantee Pledgor: Qingdao Ligong New Environmental Technology Development Co., Ltd. Registration number: 2014990000134 |
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Date of cancellation: 20150312 Granted publication date: 20120523 Pledgee: Qingdao high technology financing Company limited by guarantee Pledgor: Qingdao Ligong New Environmental Technology Development Co., Ltd. Registration number: 2014990000134 |
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