用于污泥干化和穩(wěn)定化處理的人工濕地系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種用于污泥干化和穩(wěn)定化處理的人工濕地系統(tǒng)，包括污泥進(jìn)水管、調(diào)節(jié)池和至少一個(gè)人工濕地污泥處理池。人工濕地污泥處理池的池體內(nèi)部自下到上依次鋪設(shè)有防滲膜、用于收集污泥滲濾液的礫石排水層、用于凈化污泥滲濾液的礫石過濾層，以及用于泥水分離的沙層，沙層之上為干化污泥形成的泥餅層，泥餅層之上為待處理的污泥層；池體內(nèi)部種植有濕地植物。本實(shí)用新型通過植物的蒸騰作用和基質(zhì)填料的滲濾作用，使得污泥得到充分的干化和穩(wěn)定化處理，處理后的污泥體積可縮減到原來的4%～30%，污泥中可揮發(fā)性有機(jī)物含量可減少20%～30%。本實(shí)用新型的人工濕地污泥處理技術(shù)具有污泥減量化和穩(wěn)定化處理效果顯著、建設(shè)運(yùn)行費(fèi)用低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】用于污泥干化和穩(wěn)定化處理的人工濕地系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于污泥處理的人工濕地系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]“十一五”期間，我國污水處理產(chǎn)業(yè)得到了迅速發(fā)展，污水處理能力及處理率增長迅速，帶來了污泥產(chǎn)量迅猛增長。截止2012年底，全國污水處理廠3300多座，日處理污水量達(dá)1.42億噸，污泥產(chǎn)生量超過3000萬噸/日。大量的污泥若不經(jīng)過妥善處理，隨意堆放會(huì)造成嚴(yán)重的二次污染問題。
[0003]通常污水處理廠產(chǎn)生的污泥主要成分是水，以流體狀態(tài)存在，其中固體含量僅占
0.5~2%，而固體中大部分為微生物殘?bào)w，固體中有機(jī)組分占50~80%。因此，污泥處理的主要目的時(shí)降低污泥中的水分，減少污泥總體積，并將污泥中有機(jī)組分穩(wěn)定化處理。污水處理廠現(xiàn)有的污泥處理工藝一般包括濃縮(專利號CN 100579924C)Jj^JUCN 101784490 B)、厭氧消化(CN 100351187C)、好氧消化(CN101717173B)等，污泥處理費(fèi)用昂貴，一般能占到整個(gè)污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用的20%~60%。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型提供一種用于污泥干化和穩(wěn)定化處理的人工濕地系統(tǒng)，要解決污泥處理費(fèi)用高，處理效率低，大量污泥得不得即時(shí)有效處理的技術(shù)問題。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]這種用于污泥干化`和穩(wěn)定化處理的人工濕地系統(tǒng)，包括污泥進(jìn)水管、調(diào)節(jié)池和至少一個(gè)人工濕地污泥處理池；
[0007]所述人工濕地污泥處理池的池體內(nèi)部自下到上依次鋪設(shè)有用于收集污泥滲濾液的礫石排水層、用于凈化污泥滲濾液的礫石過濾層，以及用于泥水分離的沙層，沙層之上為干化污泥形成的泥餅層，泥餅層之上為待處理的污泥層；池體內(nèi)部種植有濕地植物；池體上部設(shè)有污泥布水管，污泥布水管的入水口由管路與調(diào)節(jié)池連接，出水口朝向池內(nèi)；池體底部的礫石排水層內(nèi)橫向設(shè)有滲濾液集水管，滲濾液集水管上分布有穿孔，滲漉液集水管一端與向外伸出池體的滲濾液排出管連接，一端與向上伸出池體的通氣管連接。
[0008]所述人工濕地污泥處理池為兩個(gè)以上，兩個(gè)以上人工濕地污泥處理池由管路相互并聯(lián)，并與調(diào)節(jié)池連接。
[0009]所述人工濕地污泥處理池的總面積由處理污泥量確定或負(fù)責(zé)人口總數(shù)確定，單個(gè)池體面積為5~1000 m2，池體深度為2~5m，池底有至少1%的坡度。
[0010]所述池體為矩形，污泥布水管沿池體長向布置，污泥布水管上間隔分布有出水口。
[0011]所述池體的材質(zhì)為混凝土、泥土、塑料或金屬。
[0012]所述池體底部鋪設(shè)有防滲膜，防滲膜為土工膜或防水涂層。
[0013]所述碌石排水層、碌石過濾層和沙層分別為粒徑30~60mm的碌石、粒徑2~IOmm的石樂石和粒徑0.5~Imm的沙，其鋪設(shè)厚度分別為10~25cm、10~80cm、10~30cm。[0014]所述滲濾液集水管可為PVC管,其上的穿孔孔徑為5?50mm,孔間距為2?IOcm,兩排孔分別與水平面呈45°角；或者滲濾液集水管為未上釉的陶土管。
[0015]所述濕地植物為蘆葦、香蒲、水蔥、黃菖蒲或千屈菜。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0017]本實(shí)用新型的組成結(jié)構(gòu)包括污泥進(jìn)水管、調(diào)節(jié)池、人工濕地污泥處理池，污泥由進(jìn)水管進(jìn)入調(diào)節(jié)池，然后經(jīng)過布水管進(jìn)入人工濕地污泥處理池內(nèi)。污泥在人工濕地污泥處理池中通過沙層進(jìn)行泥水分離，滲濾液通過沙層進(jìn)入過濾層凈化，在排水層內(nèi)通過集水管收集，之后經(jīng)過排水管排出。而污泥在沙層之上沉積，形成干化的泥餅層，經(jīng)過幾輪污泥處理后，最終泥餅層用鏟車運(yùn)出。
[0018]人工濕地污泥處理池池底的防滲層用于防止?jié)B濾液污染周邊土壤，當(dāng)人工濕地為土池時(shí)，通過土工膜進(jìn)行防滲，若人工濕地池為混凝土結(jié)構(gòu)，敷防水涂層。礫石排水層用于收集污泥滲濾液。礫石過濾層用于凈化滲濾液。沙層用于泥水分離，將污泥隔離在沙層之上，而污泥滲濾液能夠通過沙層滲入到下方的礫石過濾層。泥餅層不是鋪設(shè)的，而是經(jīng)過幾輪污泥處理后，由干化的污泥堆積形成。泥餅層的形成能夠促進(jìn)后續(xù)污泥的過濾干化以及有機(jī)組分的降解。滲濾液集水管鋪設(shè)在礫石排水層中，為穿孔花管，用于收集污泥滲濾液。通氣管一端與大氣相通，一端連接滲濾液集水管，用于向濕地內(nèi)部通入氧氣，以有易于污染物的降解。
[0019]本實(shí)用新型通過植物的蒸騰作用和基質(zhì)填料的滲濾作用，使得污泥得到充分的干化和穩(wěn)定化處理，處理后的污泥體積可縮減到原來的4%?30%，污泥中可揮發(fā)性有機(jī)物含量可減少20%?30%。與現(xiàn)有的污泥處理技術(shù)相比，該人工濕地污泥處理技術(shù)具有污泥減量化和穩(wěn)定化處理效果顯著、建設(shè)運(yùn)行費(fèi)用低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0021]圖1是本實(shí)用新型的平面布置圖。
[0022]圖2是人工濕地污泥處理池的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是滲濾液集水管橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記:1-污泥進(jìn)水管、2-調(diào)節(jié)池、3-人工濕地污泥處理池、4-污泥布水管、5-滲濾液排出管、6-防滲膜、7-礫石排水層、8-礫石過濾層、9-沙層、I O-泥餅層、11 -污泥層、12-滲濾液集水管、13-通氣管、14-濕地植物、15-穿孔、16-池體。
【具體實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例一，參見圖1所示，這種用于污泥干化和穩(wěn)定化處理的人工濕地系統(tǒng)，包括污泥進(jìn)水管1、調(diào)節(jié)池2和四個(gè)人工濕地污泥處理池3。四個(gè)人工濕地污泥處理池3由管路相互并聯(lián)，并與調(diào)節(jié)池2連接。
[0026]參見圖2所示，所述人工濕地污泥處理池3的池體16內(nèi)部自下到上依次鋪設(shè)有防滲膜6、用于收集污泥滲濾液的礫石排水層7、用于凈化污泥滲濾液的礫石過濾層8，以及用于泥水分離的沙層9。礫石排水層7、礫石過濾層8和沙層9分別為粒徑30?60mm的礫石、粒徑2?IOmm的碌石和粒徑0.5?Imm的沙，其鋪設(shè)厚度分別為10?25cm、10?80cm、10?30cm。沙層9之上為干化污泥形成的泥餅層10，泥餅層10之上為待處理的污泥層11 ；池體16內(nèi)部種植有濕地植物14，所述濕地植物14為蘆葦、香蒲、水蔥、黃菖蒲或千屈菜。池體16上部設(shè)有污泥布水管4，污泥布水管4的入水口由管路與調(diào)節(jié)池2連接，出水口朝向池內(nèi)；池體16底部的礫石排水層7內(nèi)橫向設(shè)有滲濾液集水管12，滲濾液集水管12上分布有穿孔15，滲漉液集水管12 —端與向外伸出池體的滲濾液排出管5連接，一端與向上伸出池體的通氣管13連接。
[0027]所述人工濕地污泥處理池3的總面積由處理污泥量確定或負(fù)責(zé)人口總數(shù)確定，單個(gè)池體面積為5?1000 m2，池體深度為2?5m，池底有至少1%的坡度。池體16為矩形，污泥布水管4沿池體長向布置，污泥布水管4上間隔分布有出水口。所述池體16的材質(zhì)為混凝土、泥土、塑料或金屬?；炷脸伢w的防滲膜6可采用防水涂層。泥土池體的防滲膜6可采用土工膜。
[0028]參見圖3所示，所述滲濾液集水管12可為PVC管，其上的穿孔15孔徑為5?50mm，孔間距為2?10cm，兩排孔分別與水平面呈45°角。滲濾液集水管也為未上釉的陶土管。
[0029]實(shí)施例二，人工濕地污泥處理池3的池體為直徑0.82m,高1.5m的塑料桶，裝有直徑50mm的碌石15cm作為碌石排水層,其上為直徑IOmm的碌石過濾層,厚度為IOcm,再上方為直徑Imm的沙層，厚度為15cm，沙層上方為泥餅層，種植蘆葦和香蒲，塑料桶底部設(shè)有滲濾液排出口，并有通氣管向濕地底部供氣。污水處理廠的剩余污泥經(jīng)過2個(gè)月處理后，污泥體積減少68%，污泥中有機(jī)物含量減少23%。
[0030]這種采用人工濕地系統(tǒng)的污泥干化和穩(wěn)定化處理方法，處理步驟如下:
[0031]步驟一，污水處理廠產(chǎn)生的污泥經(jīng)污泥進(jìn)水管I進(jìn)入調(diào)節(jié)池2內(nèi)，從調(diào)節(jié)池2向人工濕地污泥處理池3內(nèi)連續(xù)泵入污泥，至池體最大容量或設(shè)定水位，隨后停止污泥的泵人，進(jìn)入處理階段，處理時(shí)間由當(dāng)?shù)貧夂?、人工濕地池中泥餅層厚度、以及進(jìn)入的污泥含水率決定，一般為幾天至幾個(gè)星期不等；
[0032]步驟二，處理階段結(jié)束后，在人工濕地污泥處理池3內(nèi)形成一層干化的泥餅層10，濕地植物14不斷生長使泥餅層10中增加很多細(xì)的裂縫，同時(shí)防止大的裂縫出現(xiàn)；
[0033]步驟三，將下一批污泥泵入到已干化的泥餅層10上，污泥通過泥餅層10和填料的滲濾作用，以及植物的蒸騰作用，降低污泥水分含量，同時(shí)污泥中的有機(jī)物通過微生物降解作用得到穩(wěn)定化處理；處理階段中經(jīng)滲濾液集水管12收集的污泥滲濾液由滲濾液排出管5排出池體，并經(jīng)通氣管13向人工濕地污泥處理池3內(nèi)部通入氧氣，促進(jìn)有機(jī)物的降解；
[0034]步驟四，循環(huán)步驟一至三，人工濕地污泥處理池3內(nèi)反復(fù)經(jīng)過污泥泵入和處理階段，濕地中干化的泥餅厚度不斷增加，當(dāng)泥餅層10的厚度距離池體頂部20?50cm時(shí)，停止循環(huán)操作，放置兩個(gè)月至一年，使污泥中水分進(jìn)一步降低；
[0035]步驟五，處理后的干污泥用鏟車運(yùn)出，鏟除干污泥時(shí)將濕地植物14的根系留在人工濕地污泥處理池3內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于污泥干化和穩(wěn)定化處理的人工濕地系統(tǒng)，其特征在于:包括污泥進(jìn)水管(I)、調(diào)節(jié)池(2)和至少一個(gè)人工濕地污泥處理池(3)； 所述人工濕地污泥處理池(3)的池體(16)內(nèi)部自下到上依次鋪設(shè)有用于收集污泥滲濾液的礫石排水層(7)、用于凈化污泥滲濾液的礫石過濾層(8)，以及用于泥水分離的沙層(9)，沙層(9)之上為干化污泥形成的泥餅層(10)，泥餅層(10)之上為待處理的污泥層(II);池體(16)內(nèi)部種植有濕地植物(14);池體(16)上部設(shè)有污泥布水管(4)，污泥布水管(4)的入水口由管路與調(diào)節(jié)池(2)連接，出水口朝向池內(nèi)；池體(16)底部的礫石排水層(7)內(nèi)橫向設(shè)有滲濾液集水管(12)，滲濾液集水管(12)上分布有穿孔(15)，滲漉液集水管(12)一端與向外伸出池體的滲濾液排出管(5 )連接，一端與向上伸出池體的通氣管(13 )連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污泥干化和穩(wěn)定化處理的人工濕地系統(tǒng)，其特征在于:所述人工濕地污泥處理池(3)為兩個(gè)以上，兩個(gè)以上人工濕地污泥處理池(3)由管路相互并聯(lián)，并與調(diào)節(jié)池(2)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污泥干化和穩(wěn)定化處理的人工濕地系統(tǒng)，其特征在于:所述人工濕地污泥處理池(3)的總面積由處理污泥量確定或負(fù)責(zé)人口總數(shù)確定，單個(gè)池體面積為5?1000 m2，池體深度為2?5m，池底有至少1%的坡度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污泥干化和穩(wěn)定化處理的人工濕地系統(tǒng)，其特征在于:所述池體(16)為矩形，污泥布水管(4)沿池體長向布置，污泥布水管(4)上間隔分布有出水□。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污泥干化和穩(wěn)定化處理的人工濕地系統(tǒng)，其特征在于:所述池體(16)的材質(zhì)為混凝土、泥土、塑料或金屬。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污泥干化和穩(wěn)定化處理的人工濕地系統(tǒng)，其特征在于:所述池體(16)底部鋪設(shè)有防滲膜(6)，防滲膜(6)為土工膜或防水涂層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污泥干化和穩(wěn)定化處理的人工濕地系統(tǒng)，其特征在于:所述礫石排水層(7)、礫石過濾層(8)和沙層(9)分別為粒徑30?60mm的礫石、粒徑2?IOmm的碌石和粒徑0.5?Imm的沙，其鋪設(shè)厚度分別為10?25cm、10?80cm、10?30cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污泥干化和穩(wěn)定化處理的人工濕地系統(tǒng)，其特征在于:所述滲濾液集水管(12)為PVC管,其上的穿孔(15)孔徑為5?50mm,孔間距為2?IOcm,兩排孔分別與水平面呈45°角；或者滲濾液集水管為未上釉的陶土管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于污泥干化和穩(wěn)定化處理的人工濕地系統(tǒng)，其特征在于:所述濕地植物(14)為蘆葦、香蒲、水蔥、黃菖蒲或千屈菜。
【文檔編號】C02F11/02GK203440221SQ201320397350
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月5日
【發(fā)明者】吳文伶, 宋中南, 張濤, 王珂 申請人:中國建筑股份有限公司, 北京中建柏利工程技術(shù)發(fā)展有限公司