专利名称：防堵塞的土壤高度处理污水装置的制作方法
本装置是具有防止土壤堵塞，充分利用和发挥土壤自然净化功能的土壤浸润式高度净化污水的装置。属污水处理设备领域。
现有的土壤浸润式处理污水法是把含有固体的污水经过前处理分离以后，其污水通过埋设在土壤中的散水管，浸润扩散到周围的土壤，利用土壤的物理吸附特性和微生物的分解作用，净化处理污水的一种污水处理方法。
土壤浸润式处理污水法和其他的污水处理法相比，具有很多优点。例如具有高的净化能力，造价成本低，也不须日常管理，所以其处理费用与其他方法相比大大降低。另外整个处理过程是在地下进行，在处理过程中没有一般污水处理法所形成的噪音，臭气，苍蝇、蚊虫等第二次公害。除此之外，土地处理法把污水的有效养分和水分还原给土地，具有维持自然生态良性循环的效果，尤其在水源缺乏的地区，是一个理想的污水处理方法。
尽管土壤浸润式污水处理法有上述的这些优点，但此法一直没有能大规模地普及推广，其主要原因是由于存在一直难以解决的土壤堵塞问题，即土壤处理法在使用一段时期后，土壤的团粒结构被破坏，土壤的孔隙被堵塞，处理水无法均匀地浸透流动，而致使净化效果降低，甚至无法进行净化处理。
本发明的目的是提供一种可以防止土壤堵塞的土壤污水处理装置。
本发明土壤污水处理装置是一处理槽，该处理槽可以在地下挖掘而成，底部及四周铺设防渗漏的塑料布，槽中从上到下分设有上部土壤层，扩散层，浸润A层，浸润B层，下部土壤层，砂砾集水层；在扩散层中安置有散水管，同时在散水管两侧各安置一条送气管，在散水管下安置有散水管垫座和水平高度调节支架，在该调节支架上装有散水管高度调节螺丝，在砂砾集水层中安置有集水管。
本装置各层的作用如下第一层为上部土壤层，第二层为扩散层。在所说的扩散层中安置有散水管，待处理的污水通过散水管送到扩散层，通过扩散层将污水迅速扩散到上层和下层。第三，第四层为浸润A层和浸润B层，扩散到第三，第四层的污水由于该层的透水性可使其均匀地扩散进入第五层下部土壤层，经过第五层净化处理后的污水再进入第六层砂砾集水层，通过集水管排出。
说明附图如下图1为本发明污水处理装置剖示图。
图2为图1的横剖面图。
图3为本装置的施工顺序侧视图一。
图4为施互顺序侧视图二。
图5为施工顺序侧视图三。
图6为施工顺序侧视图四。
图7为本装置与旧装置的土壤氧化还原电位对比图。
图8为土壤团粒含量与氧化还原电位成正比的关系图。
图9为本装置的土壤团粒含量与旧装置的土壤团粒含量对比图。
图10为土壤多糖类含量与氧化还原电位成反比关系图。
图11为本装置的土壤多糖类含量与旧装置的多糖类含量对比图。
图12为旧式装置的土壤堵塞发生时间与本装置浸透安定对比图。
结合
实施例如下本防堵塞的土壤高度处理污水装置，可用于净化公共厕所和家庭的屎尿污水、生活废水以及经过前处理后的工业废水，以下以公共厕所的屎尿污水的处理过程(参考图1)作为说明从公共厕所流出的屎尿污水首先经过多室化粪沉淀池(17)，然后经分水槽(18)，定期定量的输送到本土壤浸润净化装置(16)中的散水管(9)，然后经散水管流入到扩散层(3)，一部分污水经土壤毛细管作用扩散到上部土壤层(2)，一部分污水经浸润A层(4)和浸润B层(5)浸透到下部土壤层(6)，经过土壤净化处理的水汇集到底部的砂砾集水层(7)中的集水管(8)后排出装置外，最后经消毒槽(19)消毒处理后可以重新使用。
本装置(16)是由向地下挖掘的沟槽构成(参见图一至图六)，其宽度约为2米，深度为1米，长度根据污水的负荷量而定。在沟槽的内侧铺设有防渗漏的塑料布(1)，在装置内有六层构造，由上而下分别为上部土壤层(2)，扩散层(3)，浸润A层(4)和浸润B层(5)，下部土壤层(6)以及最底层的砂砾集水层(7)。
上部土壤层(2)的厚度为300mm，土壤孔隙度为50～65％(最佳为60％)，透水系数1×10-2～1×10-3cm/秒。
扩散层(3)位于上部土壤层(2)之下，厚度约为100mm，宽度约为1980mm，由10～20mm(最佳为20mm)砾石和经化学处理的木炭各50％混合组成，扩散层(3)的上部两侧的斜面角度为15±5度。
砾石的粒径大于10mm有利于防止污水中固体物堵塞，使透水系数保持大于10cm/秒而使污水能迅速扩散于此层中，粒径小于20mm的范围是防止上层的土壤掉落而引起堵塞。两侧的斜面角度在15±5度范围是为了增大该层与上层的接触面积，同时使污水在斜面的接触部上的不断渗出后随土壤的毛细管作用上升，防止因该层的砾石的孔隙大于上层土壤的孔隙而中断土壤毛细管的连续性。
在扩散层(3)的中央位置安放有散水管(9)，散水管是直径约为100mm的塑料管或陶管，在管道壁上有散水孔洞，在距散水管(9)的两侧约400mm处各有一条有气孔的散气管(15)，由供气装置(13)向散气管(15)输送一定量的空气，能使土壤保持好气状态(参见图九)，除了能维持土壤团粒结构的稳定性之外(参见图九)，还能增强微生物的分解活性(参见图十)，提高对污水的净化能力。
浸润A层(4)位于扩散层(3)之下，浸润A层(4)宽约为1980mm，厚度约为60mm，由2～5mm(最佳为5mm)的砂和经化学处理的木炭各50％混合组成，其饱和透水系数为1～1×10-1cm/秒。
浸润B层(5)位于浸润A层(4)之下，浸润B层(5)宽度约为1980mm，厚度约为40mm，由0.1～1mm(最佳为1mm)的砂，土壤和经化学处理的木炭各33％混合组成，其饱和透水系数约为1×10-1～1×10-2cm/秒。
浸润A层和浸润B层的粒径大小决定了A层和B层的饱和透水系数，同时又决定了A层和B层的透水性间的相差关系，以及决定了与扩散层和下部土壤层透水性的相互关系，即能使污水逐级浸润扩散到下部土壤中。
下部土壤层(6)位于浸润B层(5)之下，厚度约为400mm，上部土壤层(2)和下部土壤层(6)是该装置主要的净化污水的场所，必须保证土壤的通气性和透水性，所使用的土壤要经过预先的测定和适当的调整，土壤的孔隙度为50～65％(最佳为60％)，土壤的透水系数约为＜1×10-3cm/秒。
土壤的孔隙度在50～65％有利于维持土壤的通气性，土壤的透水系数小于1×10-3cm/秒是防止因污水下渗太快而没有充分的过滤净化。
砂砾集水层由厚100mm，直径30～40mm(最佳为40mm)的碎石构成，在集水层的中央部安置有直径约为90mm的塑料集水管，在管壁上有集水孔。
纵向水平调节支架由泡沫材料的散水管垫座(11)以及防锈材料的调节支架(12)和调节螺丝(13)组成(参见图三，图四)。散水管垫座(11)的长度和散水管(9)的长度相同，调节支架(12)每5米长设立一个，通过调节支架(12)上的螺丝(13)，使散水管保持相同的水平高度。
由扩散层(3)以及浸润A层(4)和浸润B层(5)构成本装置的迅速扩散和逐级浸润的扩散浸润方式，其特点是使污水能均匀地分布在整体装置的土壤中，即当污水经散水管扩散到扩散层(3)时，因扩散层(3)的透水性比下层的浸润A层(4)的透水性高，在污水流入浸润A层(4)之前迅速充填满扩散层(3)，然后污水从上部的扩散层均匀地流入下部的浸润A层(4)。同样浸润A层(4)的透水性比浸润B层(5)的透水性高，浸润B层(5)的透水性又比下部土壤层(6)的透水性高，因此在污水流入下部土壤层之前必须填满其上部的浸润A层(4)和浸润B层(5)，这样保证污水能逐级地浸润扩散，均匀地流入到下部的土壤中(6)。
另外，扩散层(3)的两侧与上部土壤的接触面呈斜面构造，使污水能充分地利用土壤毛细管上升作用，均匀的扩散于上部土壤层(2)中。
通过向在本装置的扩散层(3)中埋设的送气管(15)输送一定量的空气，能使土壤维持好气状态和保持土壤团粒结构的稳定性，除此之外，还能增强微生物的分解活性，提高对污水的净化能力。
为了使散水管纵向保持在同一水平上，通过调节散水管(9)的支架上的微调节(12)，使散水管(9)保持相同的水平高度，以便能使污水均匀地分配于装置的纵方向。
现有的土壤污水处理装置很容易引起土壤堵塞，主要是在装置的设计上对污水在土壤中的分布和扩散形式不清楚，没有能使污水均匀地扩散于整体装置上，同时对形成土壤堵塞的部位，堵塞的物质组成以及堵塞的机理的不了解，在土壤等材料的选用上的不科学，以至于装置在使用一段时间后，土壤局部的污水负荷过大，土壤团粒构造被破坏，土壤的孔隙被堵塞以至使土壤的浸透性能和净化性能降低。
本装置采用迅速扩散和逐级浸润的扩散浸润方式，使污水能均匀地分布在整体装置的土壤中，即当污水经散水管流入到扩散层(3)时，因扩散层的透水性比下层的浸润A层(4)的透水性高，在污水流入下部的浸润A层(4)之前迅速充填满扩散层(3)，然后污水从上部的扩散层(3)均匀地流入下部的浸润A层(4)。
同样，浸润A层(4)的透水性比浸润B层(5)的透水性高，浸润B层(5)的透水性又比下部的土壤层(6)的透水性高，在污水流入下部土壤层(6)之前必须充填满在其之上的浸润A(4)和B层(5)，这样经过三次的逐级地浸润扩散，保证污水能均匀地流入到下部的土壤中。
为了使污水同时均匀地扩散于土壤的上部和下部土壤，扩散层(3)的两侧与上部土壤(2)的接触面呈斜面构造，其目的是利用上部土壤毛细管上升扩散作用，使污水的一部分作上移运动。
另外，为了能保持散水管(9)的纵向散水均匀一致通过对调节散水管的支架(11)上的微调节螺丝(12)使散水管保持水平高度，通过以上手法，使污水不仅在土壤装置断面的上下方面的扩散分布保持均匀，对整体装置的纵向扩散也能保持均一平衡。
经实验和现场试验证明，向在本装置的扩散层中埋设的送气管输送一定量的空气，能使土壤保持好气状态，本装置中的土壤的氧化还原电位比旧式装置的氧化还原电位高达600毫伏(参见图七)，这有利于维持土壤团粒结构的稳定性，因为土壤的团粒含量与土壤的氧化还原电位成正比(参见图八)，分析结果表明本发明装置的土壤团粒的各粒径的含量都比旧式的土壤装置的含量高(参见图九)，除此之外，还能增强微生物的对多糖类的分解活性，因为土壤的多糖类含量与土壤的氧化还原电位成反比(参见图十)，本装置中各层土壤的多糖类含量即堵塞物质的含量都比旧式的装置中的要少(参见图十一)，同时提高对污水的BOD(生物化学耗氧量)，COD(化学耗氧量)，SS(悬浮物含量)的净化能力。
通过上述的散水方式，使污水能均匀地扩散于土壤装置中，防止了因局部过度的水负荷而引起的土壤团粒结构的破坏，并且充分的利用了装置内全体土壤的净化性能。同时通过上述的送气方式，维持了土壤的氧化还原电位，防止了土壤团粒结构的崩坏，并增强了微生物对难分解的有机物和多糖类的物质的分解活性作用，因此本装置不仅能有效的防止了土壤堵塞，大大的延长土壤装置的寿命(参见图十二)，并且提高对污水的净化能力，本装置的净化能力经过多次的证明，流出水的BOD(生物化学耗氧量)可以达到10ppm以下，净化率可高达98％以上，流出水的SS(悬浮物含量)同样可以达到10ppm以下，净化率也可高达95％以上。
权利要求
1.一种防堵塞的土壤高度处理污水装置，其特征是该污水处理装置是一处理槽，所说的处理槽可在地下挖掘而成，在其底部及四周铺设防渗漏塑料布，槽中从上到下分设有上部土壤层，扩散层，浸润A层，浸润B层，下部土壤层，砂砾集水层。在所说的扩散层中安置有散水管，且在散水管两侧各安置一条送气管，在散水管下安置有散水管垫座和水平高度调节支架，在该调节支架上装有散水管高度调节螺丝；在所说的砂砾集水层中安置有带有集水孔的集水管。
2.根据权利要求1所说的土壤高度处理污水装置，其特征是所说的上部土壤层的孔隙度为50～65％，透水系数1×10-2～1×10-3cm/秒，所说的扩散层由10～20mm砾石和经化学处理的木炭混合而成，透水系数为大于10cm/秒，其上部两侧的斜面角度为15±5度；在所说的扩散层中央位置安放有散水管，在管壁上有散水孔，在散水管两侧到净化槽侧旁的中央处各有一条带有气孔的送气管，所说的浸润A层，由2～5mm的砂和经化学处理过的木炭混合而成，其饱和透水系数1～1×10-1cm/秒，所说的浸润B层由0.1～1mm的砂，土壤和经化学处理过的木炭混合而成，其饱和透水系数为1×10-1～1×10-2cm/秒，所说的下部土壤层的孔隙度为50～65％，透水系数＜1×10-3cm/秒，所说的砂砾集水层由直径为30～40mm碎石构成。
全文摘要
一种防堵塞的土壤高度处理污水装置，属污水处理设备领域。本装置是一处理槽，可在地下挖掘而成，在底部及四周铺设防渗漏塑料布，槽中从上到下分设有上部土壤层，扩散层，浸润A层，浸润B层，下部土壤层，砂砾集水层。在扩散层中安置有散水管和送气管，在散水管下安置有散水管垫座和水平高度调节支架，在该调节支架上装有散水管高度调节螺丝，在砂砾集水层中安置有集水管。本装置由于采用迅速扩散和逐级浸润的扩散方式，及有送气管定时送气，所以可以有效地防止土壤堵塞，提高污水净化能力，流出水的生物化学耗氧量可达10ppm以下，净化率高达98％以上，流出水的悬浮物含量可达10ppm以下，净化率高达95％以上。
文档编号C02F1/00GK1159426SQ9710002
公开日1997年9月17日 申请日期1997年2月28日 优先权日1997年2月28日
发明者江鹰 申请人:江鹰