专利名称：污泥生物处理矿化生态系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种污泥生物处理矿化生态系统。
背景技术：
在污水处理过程中，会产生大量的活性污泥，目前通常采用物理分离的方法达到脱水的目的，如离心力法、重力法等方法，在外力的强制作用下将污泥中的固态物质和液态物质分离，并通过在液态物质中添加化学药剂将其矿化；这种传统的方法，能量消耗大并且容易造成二次污染。
实用新型内容针对上述情况，本实用新型的目在于提供一种节省能源、无需添加化学药剂、更加自然、更加生态和谐、环境安全的污泥生物处理矿化生态系统。
为达到上述目的，本实用新型的技术解决方案为一种污泥生物处理矿化生态系统，包括人工湿地床，该人工湿地床为带有四壁的池状结构，人工湿地床四壁及底部铺设有防水层，该防水层上设有填料层，该填料层包括由上到下依次分布的粗河砂及草炭混合层、稻草层、大粒径碎石层及小粒径碎石层，在粗河砂及草炭混合层上水平铺设有若干道泥浆输入管，在人工湿地床的底部水平铺设有若干道排水管；所述每道泥浆输入管分别通过铺设于稻草层上的石块固定结构层固定；泥浆输入管由水平管段及间隔分布于水平管段上的若干个伸出填料层的垂直管段构成，水平管段末端封闭，垂直管段上端开口为泥浆输出口；所述排水管由水平管段及间隔分布于水平管段封闭端及其中部的若干个伸出填料层的垂直管段构成，水平管段上开设有滤水孔，垂直管段上端设有透气通孔；所述填料层上种植有湿地植物，其内添加有微生物。
进一步，所述石块固定结构层的断面形状为正梯形；所述泥浆输入管的垂直管段上端开口处设置管帽。
进一步，所述石块固定结构层由粒径50-100mm的鹅卵石或碎石组成，并且分别围绕所述泥浆输入管上的垂直管段设置。
进一步，所述粗河砂及草炭混合层中的粗河砂与草炭的体积比为2/1。
进一步，所述稻草的长度大于300mm。
进一步，所述大粒径碎石层中碎石的粒径为25-60mm。
进一步，所述小粒径碎石层中碎石的粒径为13-24mm。
进一步，所述湿地植物为芦苇或香蒲或菖蒲或水葱或鸢尾。
进一步，所述湿地植物包括芦苇、香蒲、菖蒲、水葱、鸢尾，其种植面积比为芦苇/香蒲/菖蒲/水葱/鸢尾＝5/2/1/1/1。
进一步，所述粗河砂及草炭混合层的厚度不小于160mm，所述大粒径碎石层的厚度不小于150mm，小粒径碎石层的厚度为380mm。
由于本实用新型的污泥生物处理矿化生态系统包括人工湿地床，人工湿地床四壁及底部设有防水层，该防水层上设有填料层，该填料层包括由上到下依次分布的粗河砂及草炭混合层、稻草层、大粒径碎石层及小粒径碎石层，在处理过程中，污泥经上述各层依次过滤，将污泥中的固态物质和液态物质分离，由于填料层上还添加有多种微生物并种有芦苇、香蒲、菖蒲、水葱或鸢尾等植物，在分离过程中，这些微生物可分解矿化污泥中的有机污染物，消减、净化污泥中的重金属或降低重金属毒性，并对污泥中的氮、磷富营养污染进行修复，而填料层种植的芦苇、香蒲、菖蒲、水葱、鸢尾等植物可吸收污泥中的有机物及磷、氮等有害物质，由于不同植物对有害成分的吸收能力不同，其中芦苇对磷的吸收能力很强，香蒲对氮的吸收能力很强，而菖蒲还能发出香味并可驱赶蚊蝇，因此将芦苇、香蒲、菖蒲、水葱及鸢尾按照面积比5/2/1/1/1的比例种植，可使各种植物充分发挥作用，更有效吸收有害物质；另外，上述植物还可以通过改变根际环境来改变污染物的化学形态，从而使根际微生物能够发挥重要作用，进一步净化污泥。由于本实用新型的填料层选用天然材料，并且不用添加任何化学药剂，因此节省能源、成本低，并且更加环保和谐；由于泥浆输入管通过设置于稻草层内的石块固定结构层固定，并且泥浆输入管包括水平管段及间隔均布于水平管段上的垂直管段，并且垂直管段上端开口处设有管帽，因此可使待净化的污泥从垂直管段上端流出经管帽拦挡后，沿石块固定结构层流到填料层上，使污泥分布均匀。另外，所述填料层空隙率高、渗透能力强，所以在处理过程中，更加有利于氧气流通、植物的生长及冬季的保温等，并且强度高，有效防止堵塞，可长期稳定运行；并且，填料层独特的空间结构和配置比例，使得填料层具有较高的微生物附着性能，使根脉人工介质中得以存在种类繁多、数量庞大的各种细菌、真菌、原生动物，从而有利于维持生态系统平衡和完成生态系统的功能。
图1为本实用新型的俯视结构示意图；图2为图1的A-A剖视图；图3为图2的J-J剖视图；图4为泥浆输入管的结构示意图；图5为排水管的结构示意图；图6为排水管的局部放大图。
具体实施方式
如图1、2所示，本实用新型污泥生物处理矿化生态系统包括人工湿地床1，该人工湿地床1为带有四壁的池状结构，其四壁及底部设有土工膜防水层2，防水层2上设有填料层3，如图3所示，该填料层3包括由上到下依次分布的粗河砂及草炭混合层31、稻草层32、粒径25-60mm的大粒径碎石层33及粒径13-24mm的小粒径碎石层34，所述粗河砂及草炭混合层31的厚度不小于160mm，大粒径碎石层33的厚度为150mm，小粒径碎石层34的厚度为380mm；在填料层3的粗河砂及草炭混合层31上水平铺设有若干道泥浆输入管4，人工湿地床1底部的防水层2上水平铺设有排水管5；所述粗河砂及草炭混合层31中，粗河砂与草炭按体积比为2/1混合均匀，所述稻草层32中，稻草的长度需大于300mm；所述每道泥浆输入管4分别通过铺设于稻草层32上的石块固定结构层6固定，如图4所示，该泥浆输入管4由水平管段41及间隔分布于水平管段41上的若干个伸出填料层3的垂直管段42构成，水平管段41末端封闭，垂直管段42上端开口为泥浆输出口，并且上端开口处设有管帽43；所述石块固定结构层6分别围绕所述泥浆输入管4上的垂直管段42设置，该石块固定结构层6的断面为正梯形，由粒径50-100mm的鹅卵石或碎石组成；待净化的污泥通过污泥泵进入水平管段41，再从垂直管段42上端流出，并沿石块固定结构层6流到填料层3上；如图5、6所示，所述排水管5由水平管段51及间隔分布于水平管段51的封闭端及其中部的若干个伸出填料层3的垂直管段52构成，水平管段51上开设有滤水孔53，垂直管段上端设有透气通孔54；在粗河砂及草炭混合层31上种植有湿地植物，这些植物可选择芦苇、香蒲、菖蒲、水葱或鸢尾，或同时种植芦苇、香蒲、菖蒲、水葱、鸢尾，并且芦苇、香蒲、菖蒲、水葱及鸢尾的种植面积比为5/2/1/1/1；另外，在填料层3上还分布有多种微生物。
该系统在使用时，待处理的污泥通过污泥泵进入水平管段41，再从垂直管段42的上端出口流出，经管帽43拦挡后沿石块固定结构层6流到填料层3上，经粗河砂及草炭混合层31、稻草层32、中粒径碎石层33及小粒径碎石层34依次过滤后，污泥中的水分通过排水管5的水平管段51上的滤水孔53进入水平管51内，从水平管段51的开口端排出，该水平管段51上开口端的高度与人工湿地床1内填料层的高度相适应；另外，由于在填料层3中添加有多种微生物，这些微生物可分解矿化污泥中的有机污染物，消减、净化污泥中的重金属或降低重金属毒性，并对污泥中的氮、磷富营养污染进行修复，而填料层种植的芦苇、香蒲、菖蒲、水葱、鸢尾等植物可吸收污泥中的有机物及磷、氮等有害物质，其中芦苇对磷的吸收能力很强，香蒲对氮的吸收能力很强，而菖蒲还能发出香味并可驱赶蚊蝇，另外，上述植物还可以通过改变根际环境来改变污染物的化学形态，从而使根际微生物能够发挥重要作用，进一步净化污泥。
权利要求1.一种污泥生物处理矿化生态系统，其特征在于包括人工湿地床，该人工湿地床为带有四壁的池状结构，人工湿地床四壁及底部铺设有防水层，该防水层上设有填料层，该填料层包括由上到下依次分布的粗河砂及草炭混合层、稻草层、大粒径碎石层及小粒径碎石层，在粗河砂及草炭混合层上水平铺设有若干道泥浆输入管，在人工湿地床的底部水平铺设有若干道排水管；所述每道泥浆输入管分别通过铺设于稻草层上的石块固定结构层固定；泥浆输入管由水平管段及间隔分布于水平管段上的若干个伸出填料层的垂直管段构成，水平管段末端封闭，垂直管段上端开口为泥浆输出口；所述排水管由水平管段及间隔分布于水平管段封闭端及其中部的若干个伸出填料层的垂直管段构成，水平管段上开设有滤水孔，垂直管段上端设有透气通孔；所述填料层上种植有湿地植物，其内添加有微生物。
2.如权利要求1所述的污泥生物处理矿化生态系统，其特征在于所述石块固定结构层的断面形状为正梯形；所述泥浆输入管的垂直管段上端开口处设置管帽。
3.如权利要求2所述的污泥生物处理矿化生态系统，其特征在于，所述石块固定结构层由粒径50-100mm的鹅卵石或碎石组成，并且分别围绕所述泥浆输入管上的垂直管段设置。
4.如权利要求1所述的污泥生物处理矿化生态系统，其特征在于所述粗河砂及草炭混合层中的粗河砂与草炭的体积比为2/1。
5.如权利要求1所述的污泥生物处理矿化生态系统，其特征在于所述稻草的长度大于300mm。
6.如权利要求1所述的污泥生物处理矿化生态系统，其特征在于所述大粒径碎石层中碎石的粒径为25-60mm。
7.如权利要求1所述的污泥生物处理矿化生态系统，其特征在于所述小粒径碎石层中碎石的粒径为13-24mm。
8.如权利要求1所述的污泥生物处理矿化生态系统，其特征在于所述湿地植物为芦苇或香蒲或菖蒲或水葱或鸢尾。
9.如权利要求1所述的污泥生物处理矿化生态系统，其特征在于所述湿地植物包括芦苇、香蒲、菖蒲、水葱、鸢尾，其种植面积比为芦苇/香蒲/菖蒲/水葱/鸢尾＝5/2/1/1/1。
10.如权利要求1所述的污泥生物处理矿化生态系统，其特征在于所述粗河砂及草炭混合层31的厚度不小于160mm，所述大粒径碎石层的厚度不小于150mm，小粒径碎石层的厚度为380mm。
专利摘要本实用新型公开了一种污泥生物处理矿化生态系统，该系统包括人工湿地床，该人工湿地床为带有四壁的池状结构，人工湿地床四壁及底部铺设有防水层，该防水层上设有填料层，该填料层包括由上到下依次分布的粗河砂及草炭混合层、稻草层、大粒径碎石层及小粒径碎石层，在粗河砂及草炭混合层上水平铺设有若干道泥浆输入管，在人工湿地床的底部水平铺设有若干道排水管；所述填料层上种植有湿地植物，其内添加有微生物。由于本实用新型的填料层选用天然材料，并且不用添加任何化学药剂，因此节省能源、成本低，并且更加环保和谐。
文档编号C02F11/02GK2844114SQ20052012954
公开日2006年12月6日 申请日期2005年10月24日 优先权日2005年10月24日
发明者周有 申请人:周有