專利名稱：人工濕地污水污泥處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水污泥的處理方法，具體是指利用人工濕地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行污水污泥及其滲濾液處理的技術(shù)，屬于污水污泥處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近幾十年來，隨著我國城市社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國城市排水基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)取得了很大的進(jìn)步。根據(jù)國家在2000年頒布的《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》的規(guī)定，到2010年全國重點(diǎn)城市的污水處理率不低于70％。按照這樣一個(gè)進(jìn)程，至2015年，全國城市污水處理廠的數(shù)量將達(dá)到2000座以上，污水處理能力將達(dá)到每天處理污水8000多萬噸，污水處理率將達(dá)到70％以上，我國的水污染將得到控制，水環(huán)境將明顯改觀。但是，一個(gè)曾經(jīng)被忽視，而今又必須面對的問題是伴隨著污水處理能力的提高，污水污泥卻沒有得到妥善的處理和處置。城市污水處理廠的污水污泥是污水處理工藝系統(tǒng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物。隨著城市污水的產(chǎn)生量越來越大和污水處理率的不斷提高，隨之而來的污水污泥產(chǎn)量越來越多。污水污泥是一種含水率高、含大量有機(jī)物和有毒有害物質(zhì)(包括微生物、重金屬和有毒有機(jī)物等)的半干性固體廢物，它容量大、易腐敗、不穩(wěn)定、有惡臭，如不加以安全處理和處置，將造成嚴(yán)重的二次污染問題。
按2004年我國的污水處理能力統(tǒng)計(jì)，我國每天從各個(gè)污水廠產(chǎn)生約7000噸的污泥餅，這個(gè)數(shù)字并以每年20％的速度遞增，現(xiàn)在70％以上是棄置，20％是填埋，不到10％的是通過堆肥等技術(shù)處理后回用于土地。由于污泥中往往含有病菌和過量的重金屬，沒有經(jīng)過無害化處理的污泥大量的棄置，最終作為資源用于土地，常常造成二次污染，嚴(yán)重影響了環(huán)境綜合整治的實(shí)際成果。
污水和污泥是解決城市水污染問題同等重要又緊密關(guān)聯(lián)的兩個(gè)系統(tǒng)。污泥處理處置是污水處理得以最終實(shí)施的保障，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家，污泥處理處置是極其重要的環(huán)節(jié)，其投資約占污水處理廠總投資的50～70％，我國約為20～50％，甚至達(dá)70％。
我國從上世紀(jì)的八十年代開始了大規(guī)模的現(xiàn)代化污泥處理實(shí)踐，并且引導(dǎo)了兩種不同的技術(shù)方向，并直接影響到后續(xù)的污泥處置工作的成效。(1)我國的污泥處理主流是以消化為主的國外技術(shù)。但由于污泥消化設(shè)施設(shè)計(jì)和管理上的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)建設(shè)的幾座污泥消化設(shè)施的使用效果都不很理想；加上發(fā)展速度快，從事設(shè)計(jì)和管理的人員總在不斷調(diào)整和更新，缺少實(shí)踐的機(jī)會和經(jīng)驗(yàn)的積累，大家都盡可能地躲開污泥消化而采用其他的污泥處理工藝，而這些工藝又不能達(dá)到國家要求的污泥農(nóng)用無害化水平；(2)由于沒有現(xiàn)成的技術(shù)可以直接使用，加上認(rèn)識和經(jīng)驗(yàn)上的不足，污泥處置的管理也不夠嚴(yán)格，再加上資金上的不足，人們只好展開各種各樣的探索。但幾經(jīng)波折，除了少數(shù)幾個(gè)個(gè)例之外，大多數(shù)的實(shí)踐都沒有成功。
綜上所述，解決我們目前所面臨的污泥處置的難題，開發(fā)低投資、低運(yùn)行費(fèi)用的節(jié)能型污泥處理技術(shù)無疑有助于我國污水污泥處理事業(yè)。人工濕地在去除城市污水中的BOD、COD、TN、TP，以及處理雨水污水、垃圾滲濾液、工業(yè)廢水等方面，已經(jīng)有許多成功應(yīng)用，工業(yè)化也達(dá)一定程度，顯示了其巨大的潛在開發(fā)價(jià)值。本發(fā)明借助人工濕地以往的成功經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，將人工濕地這種類天然的污水處理技術(shù)用于污水污泥，借助太陽能驅(qū)動(dòng)力，在植物、微生物和介質(zhì)的共同作用下達(dá)到凈化污水污泥的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種污水污泥處理系統(tǒng)，以解決目前污水污泥處理中存在的技術(shù)復(fù)雜、高額費(fèi)用和二次污染等問題。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是將污水污泥(剩余污泥)按一定周期間歇排入具有特殊結(jié)構(gòu)的人工濕地表面，其中液體部分經(jīng)污泥層、濕地填料層后，進(jìn)入位于濕地下部的集水管，之后排放。在此過程中，液體中的污染組分如有機(jī)物、氮、磷等得以有效去除。污泥固體部分被截留于濕地表面，靠自身消化及植物和微生物活動(dòng)得到進(jìn)一步減量和穩(wěn)定。污泥可以視具體情況定期清除，進(jìn)行堆肥，濕地植物(蘆葦、香蒲、菖蒲等)可用作堆肥的添加劑使用。
本發(fā)明的積極效果是利用人工濕地復(fù)合高效的生態(tài)凈化作用對污水污泥進(jìn)行減量和穩(wěn)定，具有投資省，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低廉，其建設(shè)費(fèi)用不到污水處理廠建設(shè)費(fèi)用的5％，其運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用不到常規(guī)污水污泥的10％；靠自然生態(tài)治理污染，所需人力少，技術(shù)簡單，便于推廣；通過獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可在系統(tǒng)中局部形成微氧條件，在整體上形成厭氧、缺氧、好氧條件并存的理想狀態(tài)，有利于污泥的穩(wěn)定和滲濾液中污染物質(zhì)的去除；污泥滲濾液通過系統(tǒng)凈化后可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；系統(tǒng)中積存的污泥可以與系統(tǒng)中生長的植物一起堆肥，就地取材，做到資源的有效利用，污泥達(dá)到資源化，避免二次污染；進(jìn)行污水污泥處理的同時(shí)，可以達(dá)到環(huán)境教育、科研展示和美化環(huán)境的目的。


圖1是人工濕地污水污泥處理系統(tǒng)流程圖。
圖2是人工濕地污水污泥處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2中1-穿孔布泥管；2-濕地表面；3-污泥層；4-填料層；5-集水層；6-集水管；7-通氣管；8-濕地植物；9-防水層；10-出水；11-植物根系。
具體實(shí)施例方式
構(gòu)建圖2所示的人工濕地，本發(fā)明的人工濕地在形式上為垂直流人工濕地，可就地形構(gòu)建成規(guī)則或不規(guī)則形狀，深度可起伏變化，也可以人工開挖建成規(guī)則或不規(guī)則形狀，深度可視地形變化，一般大于60cm；穿孔布泥管1位于濕地表面2上方，高于污泥層3積存最大厚度的適當(dāng)位置，可一端布泥，也可通過管道均勻布泥；填料層4內(nèi)的填料粒度一般為上細(xì)下粗，也可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，可選用天然或人工填料，如爐灰渣、碎石、砂、礫石、火山渣、建筑垃圾等，以孔隙發(fā)達(dá)的填料為最佳；集水層5布置在填料層4下部，由碎石、碎石等構(gòu)成，以孔隙發(fā)達(dá)的填料為最佳；集水管6布置在填料層下部，數(shù)量可視具體情況布設(shè)，可內(nèi)部相互連通，也可在出水處連通，也可不連通單獨(dú)集水和出水；出水10部位可安裝閥門，便于控制出水；通氣管7豎向布置，與集水管6連接，數(shù)量可視具體情況布設(shè)；防水層9建在人工濕地的底部和四周，防止污染附近土壤和地下水，其材料和建造方式可根據(jù)土壤結(jié)構(gòu)和防水要求等確定；濕地植物8可視地區(qū)情況選擇蘆葦、香蒲等耐污植物，也可選擇適合的其它濕地植物；植物根系11由種植的濕地植物引入并生長而成；寒冷或需要越冬的地區(qū)可建防寒防凍等附屬設(shè)施。
按圖1流程進(jìn)行污水污泥處理，污水污泥經(jīng)穿孔布泥管1在濕地表面2均勻分布，其中固體部分被截流，形成污泥層3，液體部分經(jīng)濕地表面2下行，流經(jīng)填料層4和植物根系11后，部分液體積存在集水層5供濕地中水量不足時(shí)植物生長需要，其余的液體通過集水管6排放，形成系統(tǒng)出水10，通氣管7與空氣相連，污泥層3定期清除，連同收割的濕地植物8一起堆肥，堆肥后可用于林地、不良土壤改良等資源化利用。經(jīng)過本發(fā)明處理后的污水污泥，達(dá)到了減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化的要求，具有顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，應(yīng)用前景十分廣闊。
權(quán)利要求
1.一種采用人工濕地處理污水污泥的方法，其特征在于包括以下過程污水污泥間歇地排入人工濕地表面，其中液體部分經(jīng)污泥層、濕地填料層后，進(jìn)入濕地下部的集水管，之后排放；污泥固體部分被截留于濕地表面，固體污泥定期清除，進(jìn)行堆肥，濕地植物用作堆肥的添加劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種采用人工濕地處理污水污泥的方法，其特征是所采用的人工濕地是垂直流人工濕地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2的一種采用人工濕地處理污水污泥的方法，其采用的人工濕地特征是由濕地植物8、填料層4、集水層5、穿孔布泥管1、集水管6、通氣管7、防水層9、植物根系11和防水層9構(gòu)成。各部分的關(guān)系是穿孔布泥管1位于濕地表面2上方；填料層4內(nèi)的填料粒度一般為上細(xì)下粗，也可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，可選用天然或人工填料，如爐灰渣、碎石、砂、礫石、火山渣、建筑垃圾等；集水層5布置在填料層4下部，由碎石、礫石等構(gòu)成；集水管6布置在填料層下部，數(shù)量可視具體情況布設(shè)，可內(nèi)部相互連通，也可在出水處連通，也可不連通單獨(dú)集水和出水；出水10部位可安裝閥門，便于控制出水；通氣管7豎向布置，與集水管6連接，數(shù)量可視具體情況布設(shè)；防水層9建在人工濕地的底部和四周；濕地植物8可視地區(qū)情況選擇蘆葦、香蒲等耐污植物，也可選擇適合的其它濕地植物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的一種采用人工濕地處理污水污泥的方法，其特征是寒冷或需要越冬的地區(qū)，人工濕地建防寒防凍等附屬設(shè)施。
全文摘要
利用人工濕地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行污水污泥及其滲濾液處理的技術(shù)，具體涉及一種污水污泥處理方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是在垂直流人工濕地內(nèi)種植濕地植物，污水污泥間歇地排入具有特殊結(jié)構(gòu)的人工濕地表面，其中液體部分經(jīng)污泥層、濕地填料層后，進(jìn)入濕地下部的集水管，之后排放。在此過程中，液體中的污染物被濕地有效凈化。污泥固體部分被截留于濕地表面，靠自身消化及濕地生態(tài)活動(dòng)得到減量和穩(wěn)定。固體污泥定期清除，進(jìn)行堆肥，濕地植物用作堆肥的添加劑。本發(fā)明工藝簡單，運(yùn)行管理方便，投資省和運(yùn)行成本低，污水污泥經(jīng)本系統(tǒng)處理后，得以減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化，應(yīng)用前景十分廣闊。
文檔編號C02F3/32GK101077805SQ200610017140
公開日2007年11月28日 申請日期2006年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月30日
發(fā)明者崔玉波, 劉志生 申請人:崔玉波