多级渗滤系统及渗滤方法与流程

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种多级渗滤系统及渗滤方法。

背景技术：

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

土地生态处理由于投资及运行成本低一直是农村污水处理推崇的技术，但是该技术也有很大的缺点，即占地面积较大，处理效果差，尤其是对氮、磷污染物的去除。土地生态处理系统通常包括人工湿地系统，人工快快渗系统、土壤渗滤系统，传统土壤渗滤系统工艺结构单一，处理效果差，同时存容易堵塞。

技术实现要素：

本发明的目的是至少解决渗滤系统结构单一，处理效果差的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种多级渗滤系统，所述多级渗滤系统包括：

沸石滤床，所述沸石滤床包括沸石层，所述沸石层内设有沸石颗粒；

吸附滤床，所述吸附滤床包括活性焦层，所述活性焦层内设有活性焦颗粒；

复合滤床，所述复合滤床包括砂石层，所述砂石层内设有河砂和铁颗粒；

其中，所述沸石滤床的底部与所述吸附滤床的顶部相通连接，所述吸附滤床的底部与所述复合滤层的顶部相通连接。

根据本发明的多级渗滤系统，通过沸石颗粒、活性焦颗粒、河砂和铁颗依次对污水进行分解过滤，能够有效的去除污水中的杂质，从而提高水质，保证污水处理效果。

另外，根据本发明的多级渗滤系统，还可具有如下附加的技术特征：

所述沸石层的顶部、所述活性焦层的顶部和所述砂石层的顶部均设有人造土壤层，所述人造土壤层包括按照1:1配比的土壤和河砂。

在本发明的一些实施方式中，所述人造土壤层的顶部还种设有植物。

在本发明的一些实施方式中，所述沸石层的底部、所述活性焦层的底部和所述砂石层的底部均设有积水层。

在本发明的一些实施方式中，所述多级渗滤系统还包括鼓风机，所述鼓风机的出风口与所述积水层相通连接。

在本发明的一些实施方式中，所述多级渗滤系统还包括预处理单元和动力单元，所述预处理单元用于处理污水，所述动力单元与所述预处理单元的内部相通连接并能够将处理后的污水输送至所述沸石滤床的顶部。

在本发明的一些实施方式中，所述多级渗滤系统还包括清水池，所述清水池与所述复合滤床的底部相通连接，所述清水池内还设有液位传感器，用于检测所述清水池内的液面高度。

在本发明的一些实施方式中，所述多级渗滤系统还包括水泵，所述水泵的进口端与所述清水池的内部相通连接，所述沸石滤床的顶部、所述吸附滤床的顶部和所述复合滤床的顶部分别与所述水泵的出口端相连通。

在本发明的一些实施方式中，所述多级渗滤系统还包括放空管，所述沸石滤床的底部、所述吸附滤床的底部和所述复合滤床的底部分别与所述放空管的进口端相连通。

本发明的另一方面还提出了一种渗滤方法，所述渗滤方法根据上述任一项所述的多级渗滤系统进行渗滤，包括以下步骤：

将污水通入至沸石滤床，通过沸石颗粒对所述污水进行过滤；

将经过所述沸石颗粒过滤后的污水通入至复合滤床，通过活性焦颗粒对所述污水进行过滤；

将经过所述活性焦颗粒过滤后的污水通入至复合滤层，通过河砂和铁颗粒对所述污水进行过滤。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明实施方式的结构示意图。

附图中各标号表示如下：

10：沸石滤床、11：沸石层、12：第一连接管；

20：吸附滤床、21：活性焦层、22：第二连接管；

30：复合滤床、31：砂石层、32：第三连接管；

40：人造土壤层、41：植物；

50：积水层；

60：清水池、61：水泵、62：放水管、63：排水管；

70：鼓风机；

80：预处理单元、81：放空管；

90：提升泵。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

图1示意性地示出了根据本发明实施方式的结构示意图。本发明的第一方面提出了一种多级渗滤系统，如用于对土壤中的污水进行过滤，该多级渗滤系统包括沸石滤床10、吸附滤床20和复合滤床30。沸石滤床10包括沸石层11，沸石层11内设有沸石颗粒。吸附滤床20包括活性焦层21，活性焦层21内设有活性焦颗粒。复合滤床30包括砂石层31，砂石层31内设有河砂和铁颗粒。其中，沸石滤床10的底部与吸附滤床20的顶部相通连接，吸附滤床20的底部与复合滤层的顶部相通连接。

根据本发明的多级渗滤系统，通过沸石颗粒、活性焦颗粒、河砂和铁颗依次对污水进行分解过滤，能够有效的去除污水中的杂质，从而提高水质，保证污水处理效果。

在本发明的一些实施方式中，沸石层11的顶部、活性焦层21的顶部和砂石层31的顶部均设有人造土壤层40，人造土壤层40包括按照1:1配比的土壤和河砂。

本实施方式中，污水首先通入至沸石滤床10，经过沸石层11的过滤。沸石层11的有效高度在2.5m～3m，沸石粒径在4～6mm。在沸石层11的顶面设置15～20cm人造土壤层40，人造土壤主要采用河砂与土壤1：1配合，从而提高顶层的渗滤功能。

污水从顶层的人造土壤层40渗滤后从上至下经过沸石层11，沸石层11上生长有微生物，生物能够降解废水中的有机污染物，同时沸石能够吸附废水中的氨氮，从而提高净水效果。

在本发明的一些实施方式中，人造土壤层40的顶部还种设有植物41。在顶层种植的植物41也可以吸附污水中的氮、磷等物质，从而提高净水效果。沸石层11水力负荷控制在在有机负荷0.18～0.25kgcod/(m³.d)、水力负荷不低于2m/d。

在本发明的一些实施方式中，沸石层11的底部、活性焦层21的底部和砂石层31的底部均设有积水层50，积水层50用于存储过滤后的污水。积水层50内设有70mm厚的卵石层,卵石粒径15～20mm。

污水通入至沸石层11底部的积水层50后通过第一连接管12进入至吸附滤床20。活性焦层21的有效高度在2.5m～3m，活性焦层21的表面设有15～20cm厚的人造土壤层40，根据地方情况选择种植相应的水生植物41。活性焦层21主要采用的是粒径在3～5mm的颗粒活性焦(如活性炭)，颗粒活性焦由于具有较强的吸附性，可以快速吸附污水中的污染物，同时在活性焦表面形成的微生物膜能够对吸附在活性焦表面的污染物进行深度生物降解。而在活性焦层21的顶部种植的植物41也可以吸附污水中的氮、磷等物质。此处水力负荷不低于2m/d。

污水经过吸附滤床20后，经过第二连接管22进入至复合滤床30，砂石层31的有效高度在2.5m～3m，砂石层31由河砂混合一定比例的铁颗粒或铁碎屑，经过河砂过滤后进一步去除废水中的悬浮物，浊度等，同时铁离子变成亚铁例子与废水中的磷发生化学反应形成磷酸铁沉淀，从而进一步去除废水中的磷。此处水力负荷同样不低于2m/d。

在本发明的一些实施方式中，多级渗滤系统还包括清水池60，清水池60与复合滤床30的底部相通连接。

复合滤床30底部的污水通过第三连接管32通入至清水池60的内部，从而得到过滤后的清水。清水池60中设置液位计，清水池60内设置有排水管63，根据液位计检测可以将清水池60内的液体通过排水管63排出，设置液位计可以控制复合滤床30的液位，从而控制系统的淹水期与落干期周期比例。湿干比周期控制在2∶1～1∶3。

在本发明的一些实施方式中，多级渗滤系统还包括水泵61，水泵61的进口端与清水池60的内部相通连接，沸石滤床10的顶部、吸附滤床20的顶部和复合滤床30的顶部通过放水管62分别与水泵61的出口端相连通。

当发现沸石滤床10、吸附滤床20或复合滤床30有堵塞情况时可以对每一级滤床进行反复冲洗，从而解决堵塞情况。

在本发明的一些实施方式中，多级渗滤系统还包括鼓风机70，鼓风机70的出风口与积水层50相通连接。通过鼓风机70向沸石滤床10和吸附滤床20内通气可以加速生物降解废水中的有机污染物。通过通气可以使沸石层11或活性焦层21的空隙表层处于好氧状态，而内层处于厌氧状态。好氧条件下能促进硝化反应、有机物的降解、亚铁离子氧化成易于与磷发生沉淀反应的三价铁，而在厌氧条件下发生反硝化反应得以降低总氮，好氧和厌氧条件的交替有利于有效地净化污水。通过鼓风机70向复合滤床30通气，达到气水联合反洗的目的，从而进一步地加速解决堵塞情况。

在本发明的一些实施方式中，多级渗滤系统还包括放空管81，沸石滤床10的底部、吸附滤床20的底部和复合滤床30的底部分别与放空管81的进口端相连通。

通过增设放空管81，能够将用于解决堵塞现象的污水排渗滤系统，从而防止堵塞物再次堵塞下级滤床。

在本发明的一些实施方式中，所述多级渗滤系统还包括预处理单元80和动力单元，预处理单元80用于处理污水，动力单元与预处理单元80的内部相通连接并能够将处理后的污水输送至沸石滤床10的顶部。

动力单元可以为提升泵90，通过提升泵90将沉淀后的污水通入至沸石滤床10的顶部，从而进行过滤。同时，放空管81的出口端可以与预处理单元80相连通，从而将污水排入至预处理单元80内，再次进行沉淀处理。

本实施方式中，沸石滤床10、吸附滤床20和复合滤床30之间通过管路连接，为了保证污水能够依靠自身重力通入至下级滤床中继续进行过滤，沸石滤床10与吸附滤床20间的高度差相差至少50cm，吸附滤床20和复合滤床30间的高度差相差至少50cm。

本发明的另一方面还提出了一种渗滤方法，渗滤方法根据上述任一实施方式的多级渗滤系统进行渗滤，包括以下步骤：

将污水通入至沸石滤床10，通过沸石颗粒对污水进行过滤。

将经过沸石颗粒过滤后的污水通入至复合滤床30，通过活性焦颗粒对污水进行过滤。

将经过活性焦颗粒过滤后的污水通入至复合滤层，通过河砂和铁颗粒对污水进行过滤。

根据本发明的渗滤方法，通过沸石颗粒、活性焦颗粒、河砂和铁颗依次对污水进行分解过滤，能够有效的去除污水中的杂质，从而提高水质，保证污水处理效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。