專利名稱：水平分段去除目標(biāo)污染物的污水深度處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水平分段去除目標(biāo)污染物的污水深度處理裝置，使污水沿水平方向流過系統(tǒng)的若干個(gè)功能區(qū)后，實(shí)現(xiàn)深度處理，屬于水環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的地下滲濾、快速滲濾等土地處理技術(shù)，利用了土壤、植物、微生物的物理吸附、化學(xué)吸附、生物降解和生態(tài)效應(yīng)原理，由于成本低，施工簡(jiǎn)單，管理方便，在我國(guó)流域面源污染治理中正逐步得到推廣應(yīng)用。
但是，現(xiàn)有技術(shù)都是將污水引入一個(gè)槽中，使污水自上而下靠重力垂直向下流動(dòng)，在經(jīng)過土壤或其他滲濾材料的過濾、吸附、生化反應(yīng)后，處理水從距離地表深度為500mm～2000mm的集水管排除?，F(xiàn)有的滲濾法土地處理技術(shù)主要存在3個(gè)缺點(diǎn)(1)由于不同滲濾層對(duì)懸浮物、無機(jī)物等污染物的吸附飽和時(shí)間是不一致的，當(dāng)某一項(xiàng)出水指標(biāo)超標(biāo)時(shí)，必需對(duì)系統(tǒng)的全部濾層重新進(jìn)行置換，未能充分利用土壤滲濾層對(duì)其他污染物的吸附能力，出現(xiàn)功能浪費(fèi)，而且施工麻煩，每置換一次的投資接近重新建設(shè)一個(gè)新的系統(tǒng)；(2)復(fù)氧困難，降低污水處理效率；(3)土壤滲濾層容易堵塞，處理系統(tǒng)容易失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種水平分段去除目標(biāo)污染物的污水深度處理裝置，不僅具有較好的污水處理效果，還可方便地有針對(duì)性置換各層功能材料，降低處理成本。
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)的污水深度處理裝置中，將水流方向設(shè)計(jì)成下流、上流、水平流三種方式相結(jié)合的自流方式，在地面建構(gòu)一個(gè)不透水的槽，將槽沿水平方向用穿孔的墻隔開并相互連通，將不透水的槽分隔為四個(gè)特定的小池，每個(gè)小池是一個(gè)功能段，分別放入對(duì)不同目標(biāo)污染物有高效特異去除功能的填料，使每個(gè)功能段主要用于去除某一特定目標(biāo)污染物。生活污水靠進(jìn)出口的液位差由槽的一端流向另一端，污水流過幾個(gè)功能段后，目標(biāo)污染物分別在不同功能段得到集中分離，分別去除生活污水中BOD、SS、NH4+-N、NO3--N、T-P，達(dá)到處理效果。當(dāng)某一功能段的填料被吸附飽和導(dǎo)致出水相應(yīng)某項(xiàng)水質(zhì)超標(biāo)時(shí)，可以隨時(shí)方便地置換該填料，同時(shí)保留還具有滲濾吸附作用的其他填料。
本發(fā)明的污水深度處理裝置具體結(jié)構(gòu)為在一個(gè)不透水槽中，將污水滲濾處理過程沿水平方向分為四段，從污水進(jìn)口到出口依次為去除有機(jī)物(BOD)和懸浮物(SS)功能段，脫NH4+-N功能段，去除NO3--N功能段，去除溶解性磷酸鹽功能段。每個(gè)功能段填入用塑料網(wǎng)袋分裝成袋的具有相應(yīng)吸附、滲濾功能的填料。
其中，去除有機(jī)物(BOD)和懸浮物(SS)功能段，放入細(xì)沙、土壤和生物活性催化劑均勻混合的好氧微生物功能填料；脫NH4+-N功能段放入對(duì)NH4+-N有特異吸附功能的型材，該功能型材由改性的人工沸石等材料為主，添加其他的添加劑加工而成；去除NO3--N功能段放入主要成分為土壤和含鐵反硝化還原劑組成的型材；去除溶解性磷酸鹽的功能段放入含有鋁離子、鐵離子、鈣離子、鎂離子的改性無機(jī)材料型材，該型材由改性的粉煤灰、煤渣、等材料為主，添加其他成型劑加工而成。
每一功能段的填料都用塑料網(wǎng)袋分裝成袋后再放入溝槽，以方便填料被吸附飽和后置換操作。用于裝去除有機(jī)物和懸浮物功能段填料的塑料網(wǎng)袋孔徑為0.5～2mm，用于裝其他三種功能型材填料的塑料網(wǎng)袋孔徑為5～30mm，塑料網(wǎng)袋的大小尺寸為100～500×200～1000mm。污水出口液位比進(jìn)口液位低50～200mm。
在本發(fā)明污水處理裝置的上方鋪設(shè)50～100mm的礫石層，礫石層上方鋪設(shè)100～200mm原狀土壤層，在土壤層可以種植綠化植物或農(nóng)作物，以避免污水中的臭氣及其他污染物對(duì)裝置周圍造成的環(huán)境衛(wèi)生問題，擴(kuò)大使用范圍。
本發(fā)明通過如下過程實(shí)現(xiàn)污水深度處理經(jīng)過厭氧池預(yù)處理的生活污水引入本發(fā)明的不透水槽，污水首先進(jìn)入去除有機(jī)物(BOD)和懸浮物(SS)功能段，該段放入細(xì)沙、土壤和生物活性催化劑均勻混合的好氧微生物功能填料，大部分懸浮物在該段被吸附過濾，有機(jī)物在好氧微生物作用下被氧化降解去除；經(jīng)過去除有機(jī)物和懸浮物的污水依次進(jìn)入去除NH4+-N功能段，去除NO3--N功能段，去除溶解性磷酸鹽的功能段，在出口達(dá)標(biāo)排放。
本發(fā)明能根據(jù)不同污水水質(zhì)的特性和主要污染物控制因子，有針對(duì)性設(shè)計(jì)特定功能填料，去除目標(biāo)污染物。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)技術(shù)滲濾層垂直布置容易導(dǎo)致滲濾層堵塞和置換滲濾層填料困難的問題；此外，根據(jù)出水水質(zhì)波動(dòng)，當(dāng)出水某一項(xiàng)污染物含量超標(biāo)時(shí)，能有針對(duì)性置換系統(tǒng)相應(yīng)功能段中已被飽和的填料，有效利用其他還具有滲濾吸附功能的填料，延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在裝置上部鋪設(shè)有原狀土壤層，可以避免臭氣、蒼蠅蚊子等環(huán)境衛(wèi)生問題。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中1為不透水槽，2為進(jìn)水管，3為去除有機(jī)物和懸浮物功能段，4為脫NH4+-N功能段，5為去除NO3--N功能段，6為去除溶解性磷酸鹽功能段，7為裝有填料的塑料網(wǎng)袋，8為出水管。
圖2為本發(fā)明不同功能段之間的隔墻開孔位置示意圖。
圖2中9為不同功能段之間的隔墻開孔。
圖3為本發(fā)明的填料鋪設(shè)方法示意圖。
圖3中7為裝有填料的塑料網(wǎng)袋。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
本發(fā)明的污水深度處理裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，在一個(gè)不透水槽1中，將污水滲濾處理過程沿水平方向分為四個(gè)功能段，從污水進(jìn)口到出口依次為去除有機(jī)物和懸浮物功能段3，脫NH4+-N功能段4，去除NO3--N功能段5，去除溶解性磷酸鹽功能段6。每個(gè)功能段填入用塑料網(wǎng)袋7分裝成袋的具有相應(yīng)吸附、滲濾功能的填料。污水進(jìn)水管2設(shè)置在第一段去除有機(jī)物和懸浮物功能段3的進(jìn)口側(cè)的上方，出水管8設(shè)置在第四段去除溶解性磷酸鹽功能段6出口側(cè)的上方，進(jìn)水管2的水平位置比出水管8高。
其中，不透水槽1的有效深度為200～1000mm，有效寬度為500～2000mm，有效長(zhǎng)度根據(jù)污水處理量而定。進(jìn)水管2及出水管8可采用PVC材料，直徑根據(jù)處理能力為50～300mm。去除有機(jī)物和懸浮物功能段3使用的填料為細(xì)沙、土壤和生物活性催化劑混合物；脫NH4+-N功能段4使用的填料是由改性的人工沸石等材料為主，添加其他成型劑加工而成的型材，該功能型材對(duì)NH4+-N有特異吸附功能；去除NO3--N功能段5使用的填料主要成分為土壤和含鐵還原劑組成的混合物；去除溶解性磷酸鹽功能段6使用的填料是含有鋁離子、鐵離子、鈣離子、鎂離子的無機(jī)材料型材，該型材由改性的粉煤灰、煤渣等材料為主，添加其他添加劑加工而成。用于裝去除有機(jī)物和懸浮物功能段填料的塑料網(wǎng)袋7孔徑為0.5～2mm，用于裝其他三種功能型材填料的塑料網(wǎng)袋7孔徑為5～30mm，塑料網(wǎng)袋7的大小尺寸為100～500×200～1000mm。
本發(fā)明中不同功能段之間用穿孔的隔墻隔開，隔墻開孔9的位置分別與進(jìn)水管2、出水管8上下交錯(cuò)布置，如圖2所示。
本發(fā)明各功能段中的填料鋪設(shè)方法如圖3所示，裝有填料的塑料網(wǎng)袋7分層鋪設(shè)在特定的功能段中。
本發(fā)明的污水處理過程及原理如下經(jīng)過厭氧池處理的生活污水引入本發(fā)明的不透水槽的進(jìn)水管1，污水從進(jìn)水管2流出后進(jìn)入填料為細(xì)沙、土壤和生物活性催化劑混合物的去除有機(jī)物和懸浮物功能段3，通過自上而下的自流滲濾過程，懸浮物被吸附在土壤和細(xì)沙中，可生化有機(jī)物被好氧微生物氧化降解而去除。
經(jīng)過去除有機(jī)物和懸浮物的污水通過自下而上的水流方式進(jìn)入脫NH4+-N功能段4，該段通過兩種作用脫NH4+-N(1)物理吸附脫NH4+-N因?yàn)樵摱翁盍现饕扇斯し惺炔牧霞庸ざ傻墓δ苄筒?，?duì)NH4+-N有強(qiáng)烈選擇吸附性；(2)生物氧化脫NH4+-N功能型材上能形成含有豐富硝化細(xì)菌的生物膜，污水流過功能型材時(shí)發(fā)生硝化反應(yīng)，NH4+-N被轉(zhuǎn)化為NO3--N。
污水經(jīng)過脫NH4+-N功能段4，大部分NH4+-N被轉(zhuǎn)化為NO3--N后，進(jìn)入去除NO3--N功能段5。該段使用的填料是主要成分為土壤和含鐵還原劑組成的混合物，由于功能材料中含有鐵屑和鐵離子，易與污水中的NO3--N發(fā)生化學(xué)反硝化反應(yīng)而脫NO3--N。鐵在反應(yīng)中作為還原劑，可與硝酸根發(fā)生快速反應(yīng)，主要產(chǎn)物為氮?dú)馀懦?br> 在本發(fā)明的去除溶解性磷酸鹽功能段6，污水流過高吸附溶解性磷酸鹽填料時(shí)除了發(fā)生物理吸附，還通過化學(xué)吸附，使生活污水中的H2PO4-、HPO42-很易與材料中的鋁離子、鐵離子、鈣離子、鎂離子反應(yīng)生成難溶磷酸鹽，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)去磷目的。
經(jīng)過以上過程處理的水從出水管8引出達(dá)標(biāo)排放。
實(shí)施例本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例如下裝置的不透水槽1用磚砌結(jié)構(gòu)制作，有效高度為500mm，寬為1000mm，有效長(zhǎng)度為20000mm，其中從進(jìn)水到出水的四段有效長(zhǎng)度依次為8000mm、4000mm、4000mm、4000mm，污水進(jìn)口液位比出口液位高100mm，進(jìn)水管、出水管采用直徑為100mm的PVC管，用于裝去除有機(jī)物和懸浮物功能段填料的塑料網(wǎng)袋孔徑1mm，用于裝其他三種功能型材填料的塑料網(wǎng)袋孔徑為10mm，塑料網(wǎng)袋尺寸為400×800mm，裝滿填料的塑料網(wǎng)袋按層鋪設(shè)，裝置上方鋪設(shè)60mm礫石層，礫石層上方鋪設(shè)200mm原狀土壤層，在原狀土壤層種植綠化草坪。
本實(shí)施例用于處理某小區(qū)的生活污水，污水處理能力為15噸/天；進(jìn)水水質(zhì)SS、BOD5、NH4+-N、T-P分別為100-120mg/l，150-180mg/l，22-30mg/l，2-2.5mg/l；經(jīng)過以上裝置處理后，出水的SS、BOD5、NH4+-N、T-P分別為3-4mg/l，5-8mg/l，6-8mg/l，0.02-0.01mg/l，污水處理過程無臭味等環(huán)境衛(wèi)生問題。
權(quán)利要求
1.一種水平分段去除目標(biāo)污染物的污水深度處理裝置，其特征在于在一個(gè)不透水槽(1)中，沿水平方向?qū)⑽鬯疂B濾處理過程分為四個(gè)功能段，從污水進(jìn)口到出口依次為去除有機(jī)物和懸浮物功能段(3)，脫NH4+-N功能段(4)，去除NO3--N功能段(5)，去除溶解性磷酸鹽的功能段(6)，每個(gè)功能段填入用塑料網(wǎng)袋(7)分裝成袋的具有相應(yīng)吸附、滲濾功能的填料，污水進(jìn)水管(2)設(shè)置在第一段進(jìn)口側(cè)的上方，出水管(8)設(shè)置在第四段出口側(cè)的上方，進(jìn)水管(2)的水平位置比出水管(8)高，各功能段之間用穿孔的隔墻隔開，隔墻開孔(9)的位置分別與進(jìn)水管(2)、出水管(8)上下交錯(cuò)布置。
2.如權(quán)利要求1的水平分段去除目標(biāo)污染物的污水深度處理裝置，其特征在于去除有機(jī)物和懸浮物功能段(3)使用的填料為細(xì)沙、土壤和生物活性催化劑混合物；脫NH4+-N功能段(4)使用的填料是由改性的人工沸石為主，添加其他成型劑加工而成的對(duì)NH4+-N有特異吸附功能的型材；去除NO3--N功能段(5)使用的填料主要成分為土壤和含鐵還原劑組成的混合物；去除溶解性磷酸鹽功能段(6)使用的填料是含有鋁離子、鐵離子、鈣離子、鎂離子的無機(jī)材料型材，由改性的粉煤灰、煤渣及添加劑加工而成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水平分段去除目標(biāo)污染物的污水深度處理裝置，將污水沿水平方向?qū)⑽鬯疂B濾處理過程分為四段，從污水進(jìn)口到出口依次為去除有機(jī)物(BOD)和懸浮物(SS)功能段，脫NH
文檔編號(hào)C02F1/44GK1583588SQ20041002488
公開日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2004年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月3日
發(fā)明者嚴(yán)立, 劉志明, 吳德意, 陳建剛, 胡湛波 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)