專利名稱：一種人工快滲污水處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于市政與環(huán)保工程領(lǐng)域，具體涉及一種改良型人工快滲污水處理系 統(tǒng)，本系統(tǒng)特別適用于好氧-厭氧無(wú)能耗低成本的污水處理或微污染水體修復(fù)。
背景技術(shù)：
人工快滲處理系統(tǒng)作為一種污水土地處理技術(shù)，其突出特點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，操作管 理方便，能耗低，費(fèi)用僅為常規(guī)二級(jí)生物處理的1/2 1/10，而且凈化效果較好，可作為傳 統(tǒng)生物處理的替代工藝。傳統(tǒng)的人工快滲處理系統(tǒng)自誕生以來(lái)，一直存在許多不足之處①氨氮去除效果 欠佳該系統(tǒng)去除氨氮的主要機(jī)理是通過(guò)好氧硝化-缺氧反硝化作用，由于土壤中去除氨 氮是一個(gè)較為復(fù)雜的過(guò)程，并且供氧量有限，很難協(xié)調(diào)好氧與厭氧環(huán)境之間的相互轉(zhuǎn)換，因 此該系統(tǒng)對(duì)氨氮的去除率較低，且出水氨氮較難達(dá)標(biāo)。②水力負(fù)荷低人工快滲系統(tǒng)對(duì)污染 物的去除效果十分有限，一般而言為達(dá)到較好的處理效果，應(yīng)保持較低的水力負(fù)荷，這就限 制了該工藝的廣泛應(yīng)用。③系統(tǒng)間歇式運(yùn)行人工快滲通過(guò)控制水力負(fù)荷周期和濕干比來(lái) 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的處理效果，濕干比的運(yùn)行方式雖然可以防止由于有機(jī)物生長(zhǎng)和懸浮物沉積所造 成的土壤表層孔隙過(guò)度堵塞，并能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行一定復(fù)氧，使系統(tǒng)內(nèi)部潛層剖面上交替形成 氧化還原環(huán)境，有利于有機(jī)污染物的降解去除；但為獲得最佳脫氮效果，則需要足夠長(zhǎng)的干 化時(shí)間，從而造成整個(gè)系統(tǒng)不能連續(xù)運(yùn)行，只能間歇式處理污水。針對(duì)該系統(tǒng)的上述不足，公開(kāi)號(hào)為CN201161953的中國(guó)專利在好氧層與厭氧層之 間構(gòu)建多孔填料復(fù)氧層，氧氣通過(guò)豎向通風(fēng)管道連接水平多孔通氣管進(jìn)入復(fù)氧層內(nèi)部，從 而加強(qiáng)好氧硝化作用。但該專利存在以下幾點(diǎn)缺陷①以水平通氣管為主體的復(fù)氧層具有 較低的氧氣傳質(zhì)效率，管道的服務(wù)面積又十分有限，復(fù)氧效果欠佳；②復(fù)氧層結(jié)構(gòu)的構(gòu)建雖 然提高了填料中的氧含量，但這也削弱了缺氧反硝化作用，導(dǎo)致反硝化效果不理想；③該系 統(tǒng)未采用濕干比的運(yùn)行方式，有機(jī)物生長(zhǎng)和懸浮物沉積容易引起土壤表層孔隙堵塞，從而 降低系統(tǒng)的滲透性能，造成污水處理效果不佳。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種復(fù)氧效果好、低成 本、提高氨氮去除效果、連續(xù)處理進(jìn)水的人工快滲污水處理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案為—種人工快滲污水處理系統(tǒng)，它由復(fù)氧系統(tǒng)和出水收集系統(tǒng)構(gòu)成，所述復(fù)氧系統(tǒng) 從下往上依次由底板、承托層、復(fù)氧層下部填料、復(fù)氧層、復(fù)氧層上部填料和豎向通氣管組 成，豎向通氣管上端與大氣相通，下端與復(fù)氧層連通，復(fù)氧系統(tǒng)通過(guò)排水收集管與出水收集 系統(tǒng)相連，排水收集管上設(shè)有若干進(jìn)水孔，排水收集管水平布置于復(fù)氧層下部填料底部。所述豎向通氣管表面按螺旋方式分布有小孔，小孔直徑Φ 5 10mm，豎向通氣管 布置密度為0. 5 1根/m2，頂端高于復(fù)氧層上部填料表面0. 35 0. 50m。[0009]所述復(fù)氧層由水平的滲排水塑料片材構(gòu)成并在水平方向上布滿整個(gè)人工快滲系 統(tǒng)，構(gòu)成復(fù)氧層的塑料片材呈立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，復(fù)氧層四周包裹滲水土工布。復(fù)氧層層高為100 150mm ；復(fù)氧層上部填料高度為0. 5 0. 8m ；復(fù)氧層下部填料 高度為0. 7 1. Om0所述出水收集系統(tǒng)按出水順序依次由出水井、出水堰和出水孔組成，出水堰位于 出水井上端，所述排水收集管出水端穿過(guò)復(fù)氧系統(tǒng)壁后與出水井連通。出水井高0.7 1. Om,出水堰由高度可調(diào)的金屬擋板構(gòu)成，出水堰高度為0. 5 0. 9m。本系統(tǒng)除利用人工快滲技術(shù)的設(shè)備簡(jiǎn)單、操作管理方便、能耗低、費(fèi)用少等傳統(tǒng)優(yōu) 點(diǎn)外，充分利用自然通風(fēng)和淹沒(méi)出流原理，合理構(gòu)建“通風(fēng)復(fù)氧層-水下厭氧層”，從而加強(qiáng) 硝化-反硝化作用，提高生物脫氮效果；并通過(guò)多組人工快滲單元并聯(lián)運(yùn)行，達(dá)到連續(xù)進(jìn)出 水的目的。相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)該改進(jìn)系統(tǒng)具有無(wú)能耗、復(fù)氧效果好的優(yōu)點(diǎn)。以豎向通風(fēng)管和滲排水塑料片材 構(gòu)建復(fù)氧系統(tǒng)，將塑料片材填充在人工快滲系統(tǒng)的整個(gè)水平斷面上，利用塑料片材間廣泛 分布的空隙顯著提高氧氣的傳質(zhì)效率、擴(kuò)大復(fù)氧面積，具有傳統(tǒng)通風(fēng)管無(wú)法比擬的復(fù)氧效
^ ο(2)投資少、管理運(yùn)行方便。該系統(tǒng)的附加投資僅限于豎向通風(fēng)管和滲排水塑料片 材，其價(jià)格較為低廉，滿足國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)地區(qū)的實(shí)際財(cái)力要求，值得廣泛推廣運(yùn)用。該系統(tǒng) 在運(yùn)行過(guò)程中也無(wú)需較高的管理水平，具有較為穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，是一項(xiàng)管理運(yùn)行方便的 技術(shù)。(3)合理構(gòu)建好氧_厭氧環(huán)境，提高去污效果。本改進(jìn)系統(tǒng)采用高度可調(diào)的堰板 控制出水水位，水位線以下填料區(qū)為淹水段處于厭氧環(huán)境，即通過(guò)出水堰板高度調(diào)節(jié)厭氧 區(qū)范圍，解決了傳統(tǒng)人工快滲系統(tǒng)采用底部出流造成厭氧區(qū)較窄、反硝化效果欠佳的問(wèn)題。 此外，通過(guò)合理調(diào)節(jié)厭氧區(qū)范圍，構(gòu)建“通風(fēng)復(fù)氧層_水下厭氧層”的組合環(huán)境，從而加強(qiáng)硝 化-反硝化作用，提高氨氮去除效果，去除污染物效果達(dá)到最優(yōu)。(4)連續(xù)處理進(jìn)水。以該改進(jìn)系統(tǒng)為單位，通過(guò)構(gòu)建多組處理單元，對(duì)連續(xù)進(jìn)水采 用分單元配水、分單元閑置的周期運(yùn)行方式，能對(duì)連續(xù)進(jìn)水進(jìn)行非間斷處理，避免了傳統(tǒng)人 工快滲系統(tǒng)因干化時(shí)間而進(jìn)行間歇處理進(jìn)水的弊端，擴(kuò)大了該系統(tǒng)的運(yùn)用范圍。

圖1-本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2-圖1的A-A剖面圖；圖3-圖1的出水堰大樣圖。其中，1-布水管，2-豎向通氣管，3-復(fù)氧層上部填料，4-復(fù)氧層，5-復(fù)氧層下部填 料，6-承托層，7-底板，8-排水收集管，9-穿墻口，10-出水井，11-出水堰，12-出水口。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)用新型人工快滲污水處理系統(tǒng)由無(wú)能耗復(fù)氧系統(tǒng)及出水水位可調(diào)的出水收 集系統(tǒng)構(gòu)成，見(jiàn)圖1和圖2。[0023]所述復(fù)氧系統(tǒng)從下往上依次由底板7、承托層6、復(fù)氧層下部填料5、復(fù)氧層4、復(fù)氧層上部填料3和豎向通氣管2組成，豎向通氣管2上端與大氣相通，下端與復(fù)氧層4連通。 污水通過(guò)布水管1進(jìn)入復(fù)氧系統(tǒng)，復(fù)氧系統(tǒng)再通過(guò)排水收集管8與出水收集系統(tǒng)相連(事 實(shí)上，排水收集管為出水收集系統(tǒng)的組成部分)，排水收集管8上設(shè)有若干進(jìn)水孔，排水收 集管8水平布置于復(fù)氧層下部填料5底部，其具體結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖1。復(fù)氧層4由立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)滲排水塑料片材、滲水土工布構(gòu)成。立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)滲排 水塑料片材采用具有耐腐蝕性、防滲、透氣的聚乙烯復(fù)合材料制成，層高為100 150mm，該 層在水平方向上布滿整個(gè)人工快滲系統(tǒng)，形成“過(guò)濾_排水_透氣”體系；片材層四周包裹 滲水土工布，以防止周圍填料進(jìn)入片材層內(nèi)引起堵塞。豎向通氣管2采用DN50 DN150 UPVC管進(jìn)行通風(fēng)復(fù)氧，其表面按螺旋方式均布 有密集的Φ5 IOmm小孔，以達(dá)到充分復(fù)氧的效果，通氣管采用密度為0. 5 1根/m2的 方式均勻配置，通氣管頂端高于復(fù)氧層上部填料表面0. 35 0. 50m?？諝庋刎Q向通氣管進(jìn) 入塑料片層，通過(guò)塑料片層中錯(cuò)落有致的空隙進(jìn)入緊鄰復(fù)氧層上下部分的填料。復(fù)氧層上部填料3高度控制在0. 5 0. 8m,由于可通過(guò)表面和復(fù)氧層同時(shí)對(duì)上 部填料層復(fù)氧，強(qiáng)化了復(fù)氧效果，可使其處于良好的好氧狀態(tài)。復(fù)氧層下部填料5高度為
0.7 1. 0m，通過(guò)淹沒(méi)出流強(qiáng)化了系統(tǒng)內(nèi)部形成良好的厭氧環(huán)境。參見(jiàn)圖3，所述出水收集系統(tǒng)按出水順序依次由排水收集管8、出水井10、出水堰 11、出水孔12組成，出水堰11位于出水井10上端。所述排水收集管8采用穿孔管形式，出 水端穿復(fù)氧系統(tǒng)壁上的穿墻口 9后與出水井10下部相通，隨著進(jìn)入出水井10內(nèi)的水量增 力口，當(dāng)出水水位達(dá)到堰板頂端高度時(shí)溢流進(jìn)入出水堰11，并通過(guò)出水孔12排出人工快滲處
理系統(tǒng)。出水井10高0. 7 1. Om,出水堰11由高度可調(diào)的金屬擋板構(gòu)成，金屬擋板頂端高 度控制在0. 5 0. 9m，通過(guò)擋板高度的調(diào)整來(lái)控制出水水位。由于空氣在水中的溶解氧極 低，故水位線以下填料區(qū)為淹水段，極易形成厭氧環(huán)境。傳統(tǒng)人工快滲系統(tǒng)采用底部出流造 成厭氧區(qū)較窄，改進(jìn)后的系統(tǒng)通過(guò)提高出水水位來(lái)擴(kuò)大淹水厭氧填料區(qū)，彌補(bǔ)了復(fù)氧層結(jié) 構(gòu)對(duì)厭氧反硝化的削弱作用，增強(qiáng)了反硝化效果。本系統(tǒng)運(yùn)行方式為在一定濕干比下獨(dú)立運(yùn)行，也可構(gòu)建多組人工快滲處理單元， 按照并聯(lián)分批的原理，對(duì)連續(xù)進(jìn)水采用分單元配水、分單元閑置的周期運(yùn)行方式，不僅達(dá)到 在一定濕干比條件下穩(wěn)定運(yùn)行的目的，而且能對(duì)連續(xù)進(jìn)水進(jìn)行非間斷處理。下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步描述本實(shí)用新型并說(shuō)明其處理效果。實(shí)施例將本實(shí)用新型應(yīng)用于某污水處理工程中，具體采用“格柵-厭氧生物反應(yīng) 池_跌水曝氣_改良人工快滲系統(tǒng)_紫外消毒”的工藝，處理規(guī)模為800m3/d，場(chǎng)內(nèi)基本無(wú)電 能消耗。改良人工快滲系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)為單個(gè)改良人工快滲系統(tǒng)長(zhǎng)18. Om,寬4. Om,高
1.40 2. Om。復(fù)氧層上部填料高0. 63m,復(fù)氧層高0. IOm,復(fù)氧層下部填料高0. 74m,承托 層高0.28m，出水井高1.00m，可調(diào)節(jié)出水堰高0.75m。豎向通氣管采用DN50 UPVC管，其表 面布有密集的Φ5πιπι小孔，采用密度為0.5根/m2的方式均勻配置。水平復(fù)氧層采用土工 布包裹RCP-6730D型滲排水片材。系統(tǒng)水力負(fù)荷為丨； ？；??！^八?。?！^山，運(yùn)行濕干比為 Id 2d (配水一天，間歇兩天)，每4組人工快滲系統(tǒng)為一個(gè)運(yùn)行單位，共3個(gè)單元交替運(yùn)行。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明經(jīng)格柵_(tái)厭氧生物反應(yīng)池-跌水曝氣等前處理單元后，進(jìn)入改良 人工快滲系統(tǒng)的 COD 平均為 69. Omg/L、NH3-N 為 10. 7mg/L、TN 為 14. 5mg/L、TP 為 1. 3mg/L ； 出水 COD 平均為 48. 2mg/L、NH3-N 為 4. 9mg/L、TN 為 9. 8mg/L、TP 為 0. 9mg/L ；COD 去除率為 30. 1%, NH3-N為54. 2%、TN為32. 4%、TP為30. 8%。污水廠出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處 理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)用新型主要技術(shù)參數(shù)改良快滲系統(tǒng)復(fù)氧層上部填料高0. 5 0. 8m,復(fù)氧層高0. 10 0. 15m,下部填料 高0. 7 1. 0m，承托層高0. 2 0. 4m,出水井高0. 7 1. 0m，可調(diào)節(jié)出水堰高0. 5 0. 9m。豎 向通氣管采用DN50 150UPVC管，其表面布有密集的Φ 5 IOmm小孔，采用密度為0. 5 1根/m2的方式均勻配置，通氣管頂端高于填料表面0. 35 0. 50m。水平復(fù)氧層采用滲水 土工布包裹滲排水片材。系統(tǒng)水力負(fù)荷為1. O 3. Om3/(m2 · d)，運(yùn)行濕干比為Id 2d 3d(配水一天，間歇兩天或三天)，交替運(yùn)行。
權(quán)利要求一種人工快滲污水處理系統(tǒng)，它由復(fù)氧系統(tǒng)和出水收集系統(tǒng)構(gòu)成，其特征在于所述復(fù)氧系統(tǒng)從下往上依次由底板(7)、承托層(6)、復(fù)氧層下部填料(5)、復(fù)氧層(4)、復(fù)氧層上部填料(3)和豎向通氣管(2)組成，豎向通氣管(3)上端與大氣相通，下端與復(fù)氧層(4)連通，復(fù)氧系統(tǒng)通過(guò)排水收集管(8)與出水收集系統(tǒng)相連，排水收集管上設(shè)有若干進(jìn)水孔，排水收集管(8)水平布置于復(fù)氧層下部填料(5)底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工快滲污水處理系統(tǒng)，其特征在于所述豎向通氣管(2) 表面按螺旋方式分布有小孔，小孔直徑Φ5 10mm，豎向通氣管布置密度為0. 5 1根/m2， 頂端高于復(fù)氧層上部填料表面0. 35 0. 50m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的人工快滲污水處理系統(tǒng)，其特征在于所述復(fù)氧層(4)由 水平的滲排水塑料片材構(gòu)成并在水平方向上布滿整個(gè)人工快滲系統(tǒng)，構(gòu)成復(fù)氧層的塑料片 材呈立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，復(fù)氧層四周包裹滲水土工布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工快滲污水處理系統(tǒng)，其特征在于所述復(fù)氧層(4)層 高為100 150mm ；復(fù)氧層上部填料(3)高度為0. 5 0. 8m ；復(fù)氧層下部填料(5)高度為 0. 7 1. Om0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工快滲污水處理系統(tǒng)，其特征在于所述出水收集系統(tǒng)按 出水順序依次由出水井(10)、出水堰(11)和出水孔(12)組成，出水堰(11)位于出水井 (10)上端，所述排水收集管(8)出水端穿復(fù)氧系統(tǒng)壁后與出水井(10)連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人工快滲污水處理系統(tǒng)，其特征在于所述出水井(10)高 0. 7 1. Om,出水堰(11)由高度可調(diào)的金屬擋板構(gòu)成，出水堰(11)高度為0. 5 0. 9m。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種人工快滲污水處理系統(tǒng)，它由復(fù)氧系統(tǒng)和出水收集系統(tǒng)構(gòu)成，復(fù)氧系統(tǒng)從下往上依次由底板、承托層、復(fù)氧層下部填料、復(fù)氧層、復(fù)氧層上部填料和豎向通氣管組成，豎向通氣管上端與大氣相通，下端與復(fù)氧層連通，復(fù)氧系統(tǒng)通過(guò)排水收集管與出水收集系統(tǒng)相連，排水收集管上設(shè)有若干進(jìn)水孔，排水收集管水平布置于復(fù)氧層下部填料底部。本系統(tǒng)除利用人工快滲技術(shù)的設(shè)備簡(jiǎn)單、操作管理方便、能耗低、費(fèi)用少等傳統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)外，充分利用自然通風(fēng)和淹沒(méi)出流原理，合理構(gòu)建“通風(fēng)復(fù)氧層-水下厭氧層”，從而加強(qiáng)硝化-反硝化作用，復(fù)氧效果好，提高生物脫氮效果；并通過(guò)多組人工快滲單元并聯(lián)運(yùn)行，達(dá)到連續(xù)進(jìn)出水的目的。
文檔編號(hào)C02F3/30GK201626878SQ20102011534
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月21日
發(fā)明者方芳, 李哲, 王春燕, 王勝, 郭勁松, 陳猷鵬 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)