专利名称：间歇进水土壤—植物脱氮装置的制作方法
技术领域：
本实用新型专利涉及污水处理领域，具体涉及一种间歇进水土壤一植物脱氮装置。
背景技术：
近年来中国环境状况公报显示，全国地表水和七大水系主要污染指标为高锰酸盐 指数、石油类和氨氮等。太湖湖体高锰酸盐指数、总磷年均值分别达到III类、IV类水质标准， 但因总氮污染严重，湖体水质为劣V类，处于中度富营养状态。滇池环湖河流为重度污染， 主要污染指标为氨氮。水体中氮含量的超标已越来越成为导致或加速水体富营养化的限制 性因素。随着国家对工业、企业点源污水排放造成污染的重视，城市污水处理设施的建设 经历了一个发展高潮时期，平均每年建污水处理厂十几座，我国点源污水治理初见成效，但 排污总量未见明显减少。由面源农业施肥和生活污水引起的氮污染已逐渐成为湖库水体富 营养化的主要氮污染源。对生活污水的治理，发达国家普遍采用的方法是集中式污水处理 厂。为了减少进入英国泰晤士河、欧洲莱茵河、美国Homewood运河和密西西比河、日本的江 户川和多摩川等河流的污染物质的量，政府加大了城市污水处理厂的建设力度。此外，采用 分散式处理的国家日渐增多。例如，巴西、瑞典和北美等。日本从1977年实行农村污水处 理计划以来，农村污水处理的普及率已达到相当水平，全国大约有700万套小型生活污水 净化装置(称为净化槽)在使用之中，其中1999年之后使用的净化槽重视脱氮功能，但净化 槽的制造成本较高。澳大利亚开发了 “FILTER”系统，它利用污水进行作物灌溉，通过灌溉 土地处理后，再利用地下暗管将其汇集和排出。该工艺脱氮效率不高，且存在暗管排水系统 造价较高，在地下水位较高的地区应用有困难的缺点。欧美国家中稳定塘技术应用于污水 处理，但脱氮效率不高。理论和实践均表明，传统的污水处理技术脱氮效率低，处理设施的设计及运行管 理依赖于现有经验，没有形成完备的理论，缺乏完善的数学模型来指导建设和生产，且基建 与运行费用高。因此，寻求低成本、高效率的废水脱氮工艺以减轻水体富营养化的压力迫在眉睫。生物一生态性措施是利用水生生物的生命活动，对水中氮、磷等营养物质及其他 污染物进行人工强化的迁移、转化、降解和代谢，从而使水体得到净化的方法。生态工程脱 氮途径包括吸附、吸收、挥发以及硝化、反硝化作用等。生物一生态工程技术相对来说成本 较低，节能，无二次污染，是废水脱氮的主要研究趋势之一。常用的技术有水生植物修复 技术、浮岛技术及前置库技术等。目前，许多研究者本着节能、环保的原则，围绕高效脱氮 生物一生态型新工艺的研发，进行了填料选择、系统设计、作物筛选及过程模拟等方面的探 索，但是系统脱氮效率低以及堵塞等问题，需要进一步研究，实际运行的稳定性、可靠性等 方面还有待提高。从我国目前的情况来看，开展废水脱氮技术的深入研究和应用工艺的开 发，走可持续发展之路，为今后从源头上解决水体富营养化问题提供必要且有效的技术保障，才能够取得良好的经济效益和社会效益。 发明内容本实用新型的目的在于针对水体中氮含量的超标及由此引发的常规和非常规性 的藻类异常爆发，提供一种生物一生态型深度脱氮装置，能够持久和安全地去除水中氮的 同时逐步发挥生态效应，促进入湖河道及湖体向良性健康方向回归和恢复，且成本低，节 能，无二次污染。为实现这样的目的，本实用新型所采取的技术方案是一种间歇进水土壤一植物脱 氮装置，该装置采用圆柱体，它由筒体、进水口、出水口、水平管、外界相通管及土样和间隙 水采样口构成；进水口处于筒体的上部，出水口位于筒体的下部，筒体内设有水平管，水平 管上有孔，外界相通管的一端与水平管成直角相通，另一端开口于筒体上，在筒体上还设有 土样和间隙水采样口。出水口位于装置下部，系统出水可根据需要接入表面流人工湿地。本实用新型中所说的水平管通过外界相通管与筒体外部相通，外界相通管的管口 处用橡皮塞塞住，堵塞时可以拔下外界相通管的橡皮塞进行反冲洗，水平管均勻布孔，这样 既有利于装置的复氧和微生物的着床，又能避免床体内死水区域的形成。上述方案中所说的土样和间隙水采样口可在筒体上纵向间隔15cm设置，土样和 间隙水采样口的管口处用橡皮塞塞住，外界相通管与采样口之间夹角为90°C。本实用新型的装置使用时，在筒体内充填基质层，所说的基质层采用砾石、河沙和 粉煤灰等按一定比例混合。基质层上栽种水生植物，水生植物采用单独栽种或是混合栽种。本实用新型单个装置总氮去除率可达到70%_80%，其处理效果优于现有技术且由 于采用自流方式，运行成本低。本实用新型的创新之处在于生态床的设计及水生植物与组合单元的选择，有效解 决了装置堵塞及复氧难的问题，同时具备深度脱氮功能，并发挥生态效应。本实用新型还具 有不需动力，运行简单，运行费用和管理费用低廉的显著优点，是符合我国的实际情况的面 源污水深度脱氮技术。
图1为使用本实用新型装置构成的土壤一植物脱氮装置示意图；图2是本实用新型的流程选择以下结合附图对本发明作进一步阐述。
具体实施方式
如图1所示，间歇进水土壤一植物脱氮装置，采用圆柱体，进水口 1采用重力自流， 间歇进水，水力停留时间7天。出水口 2位于装置下部，系统出水可根据需要接入表面流人 工湿地。水平管3与外界相通管4成直角相通，外界相通管4管口处用橡皮塞塞住，堵塞时 可以拔下外界相通管4的橡皮塞进行反冲洗，水平管3均勻布孔，这样既有利于装置的复氧 和微生物的着床，又能避免床体内死水区域的形成。在装置上纵向间隔15cm设置就设置土 样和间隙水采样口 5，土样和间隙水采样口 5管口处用橡皮塞塞住，外界相通管4与采样口5之间夹角为90°C。基质层6，采用砾石、河沙和粉煤灰等按一定比例混合。水生植物采用 单独栽种或是混合栽种。 如图2所示，是间歇进水土壤一植物脱氮装置的2种复合系统的设计。组合一，水 从配水箱中流入装置1的进水口，再从出水口流进装置2的进水口，最后从装置2的出水 口流出；组合二，水从配水箱流入装置1的进水口，再从出水口流入与其相连接的表面流湿 地，最后水表面流湿地流出。本实用新型装置可与多个独立的单元结合，针对进水总氮的浓 度满足不同的出水要求。
权利要求1.一种间歇进水土壤一植物脱氮装置，其特征在于它由筒体、进水口(1)、出水口 (2 )、水平管(3 )、外界相通管(4 )及土样和间隙水采样口( 5 )构成；所述装置采用圆柱体，进 水口(1)处于筒体的上部，出水口(2)位于筒体的下部，筒体内设有水平管(3)，水平管(3) 上有孔，外界相通管(4)的一端与水平管(3)成直角相通，另一端开口于筒体上，在筒体上 还设有土样和间隙水采样口( 5 )。
2.根据权利要求1所述的间歇进水土壤一植物脱氮装置，其特征在于所述水平管(3) 均勻布孔，外界相通管(4)管口处用橡皮塞塞住，位于水平管(3)中部。
3.根据权利要求1所述的间歇进水土壤一植物脱氮装置，其特征在于所述土样和间 隙水采样口(5)在筒体外纵向距离间隔15cm设置，管口处用橡皮塞塞住，外界相通管(4)与 土样和间隙水采样口(5)之间夹角为90°C。
专利摘要本实用新型专利涉及污水处理领域，具体涉及一种间歇进水土壤—植物脱氮装置。该装置由筒体、进水口(1)、出水口(2)、水平管(3)、外界相通管(4)及土样和间隙水采样口(5)构成；所述装置采用圆柱体，进水口(1)处于筒体的上部，出水口(2)位于筒体的下部，筒体内设有水平管(3)，水平管(3)上有孔，外界相通管(4)的一端与水平管(3)成直角相通，另一端开口于筒体上，在筒体上还设有土样和间隙水采样口(5)。本实用新型有效解决了装置堵塞及复氧难的问题，还具有不需动力，运行简单，运行费用和管理费用低廉的显著优点，是符合我国的实际情况的面源污水深度脱氮技术。
文档编号C02F3/32GK201908003SQ20102067467
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者王延华 申请人:南京师范大学