专利名称：一种解决污水土地处理系统生物堵塞的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水污染控制技术领域，更具体涉及ー种解决污水土地处理系统生物堵塞的方法，同时还涉及ー种解决污水土地处理系统生物堵塞的装置，适用于污水土地处理方式。
背景技术：
污水土地处理系统是ー种人工強化的污水生态工程处理技术，将污水有控制地投配到土壌中，通过土壤的物理过滤、吸附、生物降解和化学反应等过程使污水得以净化，它具有浄化效果好、运行经济、操作简便等优点，在欧、美、日等国已有较多的应用实例。但是，随着土地处理系统运行时间的延长，由于物理、化学、生物等因素的影响，土壤渗透速率将逐渐下降，出现土壤堵塞现象。·适度的土壌孔隙堵塞可以扩大土地处理系统内部的非饱和流动区域，提高处理效果，但过度的堵塞将使污水难以通过土壤层，从而使系统处理能力严重降低。传统的解决生物堵塞的方法包括人工开槽、铺设导流盲沟、土层更换、水泵抽排污水。土壌孔隙堵塞主要由物理、化学和生物三方面因素造成(I)物理堵塞污水处理装置的进水未满足设计进水要求，SS含量尤其是无机质含量过高，造成系统不可逆转的堵塞，因此需通过加强预处理达到预防物理堵塞的目的。(2)化学堵塞土壤对污水中离子的浄化机理之一就是土壤矿物粒子中的阳离子和污水中的阳离子发生置換。土壌粘土表面大量脱落的Ca2+会与污水中大量的置換能力强的H+、Na+等阳离子发生交換，当周围有较多的SO42-同时存在时，便会形成难溶性物质并堵塞土壤孔隙。而生活污水中的H+、Na+、S042_等离子含量较少，因此产生化学沉淀物堵塞土壤孔隙的可能性较小。(3)生物堵塞如果连续地向土壤中过度投加污水，土壤本来持有的养分、氧化还原状态、土壌生物相和生物量就会发生较大变化，土壌堵塞现象亦可能随之发生。微生物不是土壌孔隙堵塞的直接原因，而土壤中的多糖蓄积和有机物分解产生气体的顶托作用是土壤生物堵塞的直接原因。
发明内容
本发明的目的是在于提供了ー种解决污水土地处理系统生物堵塞的方法，方法易行，操作简便。本方法仅需通过进水阀、出水阀、通气管控制器进行控制，仅需操作工人I人，即可达到消除污水土地处理系统生物堵塞的目的，不仅避免了床体物理结构的大規模破坏，也能很好的维持处理系统中微生物群落结构的稳定性。本发明的另ー个目的是在于提供了ー种解决污水土地处理系统生物堵塞的装置，该装置结构简単，使用方便，主要解决了目前污水土地处理系统中常见的生物堵塞的问题，满足了污水处理设施的连续运行，在工程实践中得到了广泛的应用。为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施ー种解决污水土地处理系统生物堵塞的方法，它包括以下步骤A、土地处理系统包括进水管、排水管、净化土壤层、池体，床体净深1-1. 4m,污水通过上部进水管投配到浄化土壤层，污水经过滤、吸附、降解后进入底部排水管。将土地处理系统进水管与底部穿孔排水管用三通及直管连接，形成污水投配控制系统，污水投配系统包括进水管、穿孔排水管及连接进水管与排水管的直管、进水控制阀、应急排放控制阀，通过控制阀控制污水投配和应急排放。B、在穿孔排水管末端设置水位调节管，以床表高程为±0.00米，在高程-O. 36米、-O. 56米、-O. 76米、-1. 20米设置控制阀，逐层进行床体的排空，避免了传统排空带来的对系统水力负荷冲击，有利于逐步调整土地处理中的微生物群落构成。通常床体内O. 6米以上包气层内主要生活着放线菌和硝化菌群，O. 6米以下生活着以反硝化菌群为主的厌氧菌，随着床体内污水的排空，存在着空气抽吸现象，使土层中的硝化菌群下移，能加快土壤中积聚的有机物的分解，同时也将反硝化产生的氮气排出。C、在土地处理系统床体中，横向、纵向各间隔I. 3-1. 7m设置自底部而上自吸式排气系统，由高分子连通管、顶端调节器(U-PVC DN75)和垂直导流盲沟组成，在土地处理系统发生生物堵塞时，通过顶端调节器将气体排除，避免人工开孔排除带来的繁重工作量。可以 在不对床体结构进行扰动的情况下，消除了底部厌氧产生的气体对污水下渗的顶托作用，确保污水渗流通道的畅通。ー种解决污水土地处理系统生物堵塞的装置，该装置的主要包括污水投配控制系统，出水水位调控系统和自吸式气体排放系统三大模块，通过简单的操作，可有效解决土地处理系统中常见的生物堵塞问题，避免了开挖维护工作，节省了工程费用，并保证了系统的长期稳定运行。该装置主要包含三大模块，分别为污水投配控制系统，出水水位调控系统和自吸式气体排放系统。污水投配控制系统中的穿孔排水管与出水水位调控系统中的水位调节管相连；自吸式气体排放系统为独立系统，不与污水投配控制系统和出水水位调控系统相连。所述的污水投配控制系统包括进水管、穿孔排水管及连接进水管与排水管的直管、进水控制阀、应急排放控制阀，通过控制阀控制污水投配和应急排放。所述的出水水位调控系统包括穿孔排水管、水位调节管和出水控制阀，通过阀门的启闭控制床体内布水深度。所述的自吸式气体排放系统包括高分子连通管、顶端调节器(U-PVC DN75)和垂直导流盲沟，通过顶端调节器控制床体内厌氧产生的气体排放。所述的土地处理系统净化土壤层自上而下依次为种植土层(30厘米)、人工改良土层(70厘米)、砂滤集水层(20厘米)，床表种植黄豆、油菜。所述的人工改良土层主要由土壌、粗砂、木质素磺酸钙、エ业用糖蜜、水溶性锰等按照一定比例組成。具体比例需根据土壌成分结合污水性质经试验确定。它包括进水管、进水控制阀、底部穿孔排水管、应急排放控制阀、放空水位调节器、垂直导流盲沟、穿孔高分子连通管、顶端调节器。各装置的功能与连接关系是将土地处理系统进水管与底部穿孔排水管用三通及直管连接，形成污水投配控制系统，污水投配系统包括进水管、排水管及连接进水管与排水管的直管，以及进水管与直管上的启闭控制阀，通过控制阀控制污水投配和应急排放。进水管分别与进水控制器、底部穿孔排水管相连，穿孔排水管与放空水位调节阀相连，穿孔高分子连通管与顶端调节器相连，并布设在垂直导流盲沟内。
A、穿孔高分子连通管用于将土地处理系统产生的气体排出，底部距池底200mm，顶部超过床体不低于300_，具体操作时根据需要启闭顶端的调节器，连通管为复合高分子材质，一周开孔4个,对称分布,孔径为l(Tl5mm,垂直间隔150mm开孔ー圈。开孔后连通管外用60目的尼龙纱网包裏。B、垂直导流盲沟垂直导流盲沟设置在高分子连通管四周，外径为400mm，内径根据高分子连通管管径调整，外侧采用高密度无纺布包裏。C、底部穿孔排水管底部穿孔排水管采用复合U-PVC管，开孔要求为一周开孔4个，对称分布，孔径为15 20mm,间隔200mm开孔ー圈。外侧包裹60目尼龙纱网,最后包裹ー层厚度为IOOmm的2-4-6碎石层。D、放空水位调节器本装置在排水管末端设置三通，并设立直立竖管，竖管长度为800mm,除底部设置放空阀外，间隔200mm设置调节阀ー个，进行池体内水位调控。 本发明的优点I、通过对进水进行控制，能有效控制水力负荷和营养负荷，減少微生物繁殖速度，降低多糖蓄积。2、出水水位调节，根据需要启闭控制阀，借助抽吸复氧，能逐层消耗土层中的多糖等有机质，増加土壤间隙。克服了原有弯头操作不便、控制不精准的缺点。3、通过垂直导流盲沟与高分子连通管，借助顶端调节器，将池体内有机物分解产生的气体定期排出，消除由于气体顶托产生的堵塞现象。4、系统操作时不需要大开挖进行，仅需通过阀门、控制器的启闭即可实现，对现有土地处理系统的运行维护管理有重要意义。
图I为ー种解决污水土地处理系统生物堵塞的装置。图2为ー种污水投配控制系统示意图。图3为ー种自吸式气体排放系统不意图。图4为ー种出水水位调控系统示意图。其中Iー进水异径三通，2—进水控制阀(U-PVC DN100)，3—应急排放控制阀(U-PVCDN150)，4一穿孔布水管，5 —垂直导流盲沟；6—高分子连通管，7—顶端调节器(U-PVCDN75 )，8—穿孔排水管，9一出水等径三通，10—放空阀(U-PVC DNl 50 )，11一第一水位调控阀(U-PVC DNl20)，12—第二水位调控阀(U-PVC DN120)，13—第三水位调控阀(U-PVCDN120)，14一污水排放管，15—水位调节管，A—污水投配控制系统，B—自吸式气体排放系统，C一出水水位调控系统。
具体实施例方式实施例I:ー种解决污水土地处理系统生物堵塞的方法，其实现步骤是正常情况下污水经穿孔布水管进入土地处理系统，经土层复杂的物理、化学和生物作用后，出水汇入穿孔集水管，达标好的出水排入受納水体。本装置主要针对生物堵塞引起的土壤渗透性下降、表面积水和布水管内污水回灌等问题。ー种解决污水土地处理系统生物堵塞的方法，其实现步骤是A、按照图1，构建土地处理系统，土地处理系统包括进水管、排水管、浄化土壤层、池体，床体净深I. 2m，污水通过上部进水管投配到浄化土壤层，污水经过滤、吸附、降解后进入底部排水管。将土地处理系统进水管与底部穿孔排水管用三通及直管连接，形成污水投配控制系统，污水投配系统包括进水管、排水管及连接进水管与排水管的直管，以及进水管与直管上的启闭控制阀，通过控制阀控制污水投配和应急排放。在穿孔排水管末端设置水位调节管，以床表高程为±0. 00米，在高程-O. 36米、-O. 56米、-O. 76米、-I. 20米设置控制阀，避免了传统排空带来的对系统水力负荷冲击，有利于逐步调整土地处理中的微生物群落构成。 正常运行时进水控制阀2打开，应急排放控制阀3关闭，污水通过经布水管、人工土层、穿孔集水管，经第三水位调控阀13溢流排出，第二水位调控阀12，第一水位调控阀11，放空阀10均处于关闭状态。B、在土地处理系统床体中，横向、纵向各间隔I. 5m设置自底部而上自吸式排气系统，由高分子连通管6、顶端调节器7和垂直导流盲沟5组成，在土地处理系统发生生物堵塞时，调节高分子连通管6上部的顶端调节器7，将池体内的气体先行排出。C、将进水控制阀2关闭，打开应急排放控制阀3，同时开启第二水位调控阀12，控制池体内水位，开启时间为8 12h。D、开启第一水位调控阀11，将池内水位进ー步降低，开启时间为8 12h。E、打开放空阀10，将池内水体全部放空，并停留8 12h。F、依次关闭应急排放控制阀3，打开进水控制阀2，关闭放空阀10、第一水位调控阀11、第二水位调控阀12，保持第三水位调控阀13开启。G、自此土地处理系统的生物堵塞问题得到了解决，进入正常运行。ー种解决污水土地处理系统生物堵塞的装置，它包括污水投配控制系统，出水水位调控系统和自吸式气体排放系统，主要用于土地处理系统发生生物堵塞时的应急处理，其作用包括排除土地处理系统中有机质分解产生的气体和降解微生物大量增殖产生的多糖等有机质。该装置主要包含三大模块，分别为污水投配控制系统，出水水位调控系统和自吸式气体排放系统。污水投配控制系统中的穿孔排水管8与出水水位调控系统中的水位调节管15相连；自吸式气体排放系统为独立系统，不与污水投配控制系统和出水水位调控系统相连。将土地处理系统进水管与底部穿孔排水管用三通及直管连接，形成污水投配控制系统，污水投配系统包括进水管、排水管及连接进水管与排水管的直管，以及进水管与直管上的启闭控制阀，通过控制阀控制污水投配和应急排放。正常运行时进水控制阀2打开，应急排放控制阀3关闭，污水通过经布水管、人工土层、穿孔集水管，经第三水位调控阀13溢流排出，第二水位调控阀12，第一水位调控阀11，放空阀10均处于关闭状态。所述的污水投配控制系统包括布水管4、穿孔集水管8、进水控制阀2、应急排放控制阀3、进水异径三通1，其中布水管4通过进水异径三通I与穿孔集水管8相连，在布水管4上设置进水控制阀2，在穿孔集水管8上设置应急排放控制阀3，相连后设置进水分流通道，在土地处理系统发生生物堵塞时，关闭进水控制阀2，开启应急排放控制阀3，污水经穿孔集水管8直接进入后续处理设施。所述的出水水位控制系统包括出水等径三通9、放空阀10、水位调控阀11、水位调控阀12、水位调控阀13、污水排放管14，穿孔集水管8通过出水等径三通9与排水立管连接，排水立管自下而上依次布置放空阀10、水位调控阀11、水位调控阀12、水位调控阀13，通过不同的启闭控制达到利用空气中的氧气及土壤层中的生物菌群有效降解累积多糖的目的。所述的自吸式气体排放系统包括垂直导流盲沟5、高分子连通管6、顶端调节器7，高分子连通管6与顶端调节器7相连，并放置在垂直导流盲沟5中央，通过顶端调节器7达到排除土地处理系统中的有机质分解产生的气体，减少气体顶托作用，避免出现污水不能 下行的现象。垂直导流盲沟5设置在高分子连通管6四周，外侧采用高密度无纺布包裹。
权利要求
1.一种解决污水土地处理系统生物堵塞的方法，其步骤是 A、构建土地处理系统，土地处理系统包括进水管、排水管、净化土壤层、池体，床体净深I. 2m，污水通过上部进水管投配到净化土壤层，污水经过滤、吸附、降解后进入底部排水管，在穿孔排水管末端设置水位调节管，以床表高程为±0. 00米，在高程-0. 36米、-0. 56米、-0. 76米、-I. 20米设置控制阀，调整土地处理中的微生物群落构成； B、在土地处理系统床体中，横向、纵向各间隔I.5m设置自底部而上自吸式排气系统，由高分子连通管￠)、顶端调节器(7)和垂直导流盲沟(5)三个模块组成，在土地处理系统发生生物堵塞，调节高分子连通管(6)上部的顶端调节器(7)，将池体内的气体先行排出； C、将进水控制阀(2)关闭，打开应急排放控制阀(3)，同时开启第二水位调控阀(12)，控制池体内水位，开启时间为8 12h; D、开启第一水位调控阀(11)，将池内水位进一步降低，开启时间为8 12h; E、打开放空阀(10)，将池内水体全部放空，停留8 12h; F、依次关闭应急排放控制阀(3)，打开进水控制阀(2)，关闭放空阀(10)、第一水位调控阀(11)、第二水位调控阀(12)，保持第三水位调控阀(13)开启； G、土地处理系统的生物堵塞问题得到了解决，进入正常运行。
2.权利要求I所述的一种解决污水土地处理系统生物堵塞的装置，它包括污水投配控制系统，出水水位调控系统和自吸式气体排放系统，其特征在于污水投配控制系统中的穿孔排水管(8)与出水水位调控系统中的水位调节管(15)相连；将土地处理系统进水管与底部穿孔排水管用三通及直管连接，形成污水投配控制系统，污水投配系统包括进水管、排水管及连接进水管与排水管的直管；污水投配控制系统包括布水管(4)、穿孔集水管(8)、进水控制阀(2)、应急排放控制阀(3)、进水异径三通(I)，其中布水管(4)通过进水异径三通⑴与穿孔集水管⑶相连，在布水管⑷上设置进水控制阀(2)，在穿孔集水管⑶上设置应急排放控制阀(3)，相连后设置进水分流通道；出水水位控制系统包括出水等径三通(9)、放空阀(10)、水位调控阀(11)、水位调控阀(12)、水位调控阀(13)、污水排放管(14)，穿孔集水管(8)通过出水等径三通(9)与排水立管连接，排水立管自下而上依次布置放空阀(10)、水位调控阀(11)、水位调控阀(12)、水位调控阀(13);自吸式气体排放系统包括垂直导流盲沟(5)、高分子连通管￠)、顶端调节器(7)，高分子连通管(6)与顶端调节器(7)相连，并放置在垂直导流盲沟(5)中。
3.根据权利要求2所述的一种解决污水土地处理系统生物堵塞的装置，其特征在于所述的垂直导流盲沟(5)设置在高分子连通管￠)四周，外侧采用高密度无纺布包裹。
全文摘要
本发明公开了一种解决污水土地处理系统生物堵塞的方法及装置，包括步骤:A、构建土地处理系统;B、在土地处理系统床体中，横向、纵向各间隔设置自底部而上自吸式排气系统;C、将进水控制阀关闭，打开应急排放控制阀;D、开启水位调控阀，将池内水位降低;E、打开放空阀，将池内水体全部放空;F、依次关闭应急排放控制阀;G、进入正常运行。该装置包括污水投配控制系统，出水水位调控系统和自吸式气体排放系统，将土地处理系统进水管与底部穿孔排水管用三通及直管连接，形成污水投配控制系统，污水投配系统包括进水管、排水管及连接进水管与排水管的直管。方法易行，操作简便,解决了目前污水土地处理系统中的生物堵塞问题，在实践中得到了广泛的应用。
文档编号C02F9/14GK102701532SQ20121020777
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者刘军 申请人:武汉沃田生态科技有限公司