专利名称：强化布水式地下渗滤污水处理方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种生活污水土地处理技术，特别涉及一种用于城市居住小区、乡镇、休假村、疗养院等分散居住地区的生活污水处理并进行处理水回用的地下毛管渗滤污水处理方法及装置。
以活性污泥法为代表的传统工艺，如厌氧/好氧工艺(A/O)、厌氧/兼氧/好氧工艺(A2/O)、序批式活性污泥工艺(SBR)等，虽然技术比较成熟，但昂贵的造价和运行管理费用限制了它们的广泛应用，特别是在缺乏污水收集系统的乡镇分散居住地区的应用。
常规的土地处理工艺，如慢速渗滤系统、快速渗滤系统、地表漫流系统，对生活污水通常具有经济高效的处理效果，但这些工艺也存在受环境条件影响大、破坏地面景观、散发异味、占地面积大等缺点。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的一种强化布水式地下渗滤污水处理方法，该方法包括如下步骤(1)在地表植物下面布置多个渗滤沟及布水槽，在渗滤沟内填充有利于提高毛管湿润性能、通气透水性能和微生物附着生长的人工配制土壤；(2)经初沉池预处理后的污水通过布水系统投配到渗滤沟内的布水管，经布水管进入布水槽，在渗滤沟内的人工配制土壤毛管浸润作用下，通过设置在布水槽两侧的强化布水材料，逐渐向四周土壤扩散，使其进一步进入渗滤沟间的下降流区；(3)在土壤——微生物——植物系统的综合净化功能作用下污水得到净化，净化后的水通过设置在底部防渗层上方的集水沟收集后，经集水管排出。
本发明中所述的渗滤沟内填充的人工配制上壤是由原土壤和在其中掺杂8％～20％的草炭土构成。或者由原土壤和在其中掺杂25％～40％炉渣和8％～20％的草炭土构成。
为了强化反硝化作用，对原污水按1∶1～4的分流比进行分流，使其进入设置在渗滤沟间的分流布水槽。
本发明还提供了一种实施上述方法的系统，该系统包括布置在地表植物下面的多个渗滤沟，在每个渗滤沟内一定深度的土层中设有布水槽，布水槽内设有多孔布水管，布水管两侧设置具有良好毛管浸润性能的强化布水材料，在渗滤沟下面一定深度的土壤中设有防渗层，所述防渗层上面布置有集水沟和集水管。
在渗滤沟间水流降流区设置能够强化反硝化作用的分流布水槽和分流布水管。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果布水系统埋于地下，受环境条件影响小，不会散发不良气味，不影响地面景观，地表种植草坪，可以直接与绿化相结合。其布水管埋深仅有30～40cm，可以充分利用浅层土壤的充气传氧作用，并且节省开挖工程量。对于中小型城镇生活污水的处理，本发明与传统的活性污泥处理工艺及其它土地处理工艺比较可以节省基建费用50％~80％，可以节省运行管理费用60％～100％，管理简单；对氮、磷的去除能力强，处理出水水质好，经常规液氯消毒后即可用于中水回用；强化布水系统的设置有效地防止了短路流和死区的出现，强化了系统内的均匀布水作用，亦有利于减少土壤堵塞及地表植物的均匀供水。
图2为强化布水式地下渗滤污水处理系统的结构示意图。
本发明主要包括布置在地表植物下面的多个渗滤沟3，在每个渗滤沟内一定深度的土层中设有布水槽2，布水槽内设有多孔布水管1，布水管两侧设置具有良好毛管浸润性能的强化布水材料4，在渗滤沟下面一定深度的土壤中设有防渗层9，所述防渗层上面布置有集水沟7和集水管8。经初沉池预处理后的污水经埋于地下的多孔布水管进入布水槽，布水槽内填充砾石，布水槽两侧设置毛管浸润性能良好的无纺布材料，这种材料可以起到强化均匀布水作用。渗滤沟内部的人工配制土壤采用在原土壤中掺加8～20％的草炭土，或者在原土壤中掺加8～20％的草炭土和25～40％的炉渣。布水槽内的污水通过渗滤沟内配制土壤的毛管虹吸作用，缓慢地浸润、扩散入沟内的土壤，然后再向沟间的土壤扩散，在强化布水材料无纺布的再均匀布水作用下，在渗滤沟间的土壤中向下渗透；在底部防渗层9的上方设置砾石集水沟7，经过净化以后的处理出水在砾石集水沟收集，经集水管8流出。布水管和集水管均可采用直径30～50mm的PVC管，沿两侧向下45°间隔打孔，孔间距一般在10～30cm，孔径5～10mm。
在渗滤沟间水流降流区设置能够强化反硝化作用、提高总氮去除率的分流布水槽6和分流布水管5，根据生物反硝化作用脱氮的需要对原污水按比例进行适当分流(分流比1∶1～4)。
采用间歇投配的方式对脱氮效果进行强化，间歇投配的干湿比为1，即污水向地下渗滤系统投配污水一天，然后落干一天。
地表种植牧草10，起到绿化作用，并且可以创造一定的经济价值。
实施例1渗滤沟内的渗滤土层为掺加10％草炭土的北京潮土，地表种植早熟禾，布水管埋深30cm，集水管埋深80cm，系统水力负荷为2cm/d，渗滤系统面积2m2，污水采用连续投配的方式进水。进水为生活污水，COD、氨氮、总氮和总磷浓度分别为93.2～264.0mg/L、22.2～50.0mg/L、43.41～49.28mg/L、2～5mg/L，经强化布水的地下渗滤系统处理以后，系统对COD、氨氮和总磷的去除率均在90％以上，总氮去除率亦达63.5％，出水中的COD、氨氮、总氮和总磷浓度分别低于50mg/L、0.02mg/L、30mg/L和0.025mg/L，满足国家建设部颁发的《生活杂用水水质标准》(CJ25·1-89)。
实施例2渗滤沟内的渗滤土层为掺加25％炉渣和8％草炭的云南红壤土，地表种植黑麦草，布水管埋深30cm，集水管埋深80cm，系统水力负荷为2cm/d，渗滤系统面积9m2，采用污水连续投配的方式进水，进水COD、氨氮、总氮和总磷平均浓度分别为76.0mg/L、13.2mg/L、21.2mg/L、1.94mg/L的生活污水，系统对COD、氨氮、总氮和总磷的去除率分别为83％、70％、77.7％和98％，处理出水中的COD、氨氮、总氮和总磷平均浓度11.7mg/L、4.0mg/L、4.7mg/L和0.04mg/L，处理出水满足国家建设部颁发的《生活杂用水水质标准》(CJ25·1-89)。
实施例3渗滤沟内的渗滤土层为掺加25％炉渣和8％草炭的云南红壤土，布水管埋深40cm，集水管埋深100cm，系统水力负荷为4cm/d，渗滤系统面积9m2，采用干湿周期比为1∶1的方式进水(即投配污水1d，然后落干1d)，进水COD、氨氮、总氮和总磷平均浓度分别为132mg/L、14.2mg/L、19.5mg/L和3.4mg/L的生活污水，系统对COD、氨氮、总氮和总磷的去除率分别为88.7％、94.9％、91.2％和98.2％，处理出水中的COD、氨氮、总氮和总磷平均浓度14.9mg/L、0.72mg/L、1.7mg/L和0.06mg/L，处理出水满足国家建设部颁发的《生活杂用水水质标准》(CJ25·1-89)。
实施例4渗滤沟内的渗滤土层为掺加40％炉渣和8％草炭的云南红壤土，布水管埋深40cm，集水管埋深100cm，系统水力负荷为4cm/d，渗滤系统面积9m2，地表种植黑麦草，地表种植黑麦草，分流比采用1，干湿周期比为1，进水为昆明某村镇的生活污水，系统对COD、氨氮、总氮和总磷的去除率分别为81％、83％、81％和96％，处理出水中的COD、氨氮、总氮和总磷平均浓度20mg/L、3.0mg/L、4.5mg/L和0.09mg/L，处理出水满足国家建设部颁发的《生活杂用水水质标准》(CJ25·1-89)。
权利要求
1.一种强化布水式地下渗滤污水处理方法，该方法包括如下步骤(1)在地表植物下面布置多个渗滤沟及布水槽在渗滤沟内填充有利于提高毛管湿润性能、通气透水性能和微生物附着生长的人工配制土壤；(2)经初沉池预处理后的污水通过布水系统投配到渗滤沟内的布水管，经布水管进入布水槽，在渗滤沟内人工配制土壤的毛管浸润作用下，通过设置在布水槽两侧的强化布水材料，逐渐向四周土壤扩散，使其进一步进入渗滤沟间的下降流区；(3)在土壤——微生物——植物系统的综合净化功能作用下污水得到净化，净化后的水通过设置在底部防渗层上方的集水沟收集后，经集水管排出。
2.按照权利要求1所述的强化布水式地下渗滤污水处理方法，其特征在于渗滤沟内填充的人工配制土壤是由原土壤和在其中掺杂8％～20％的草炭土构成。
3.按照权利要求1所述的强化布水式地下渗滤污水处理方法，其特征在于渗滤沟内填充的人工配制土壤是由原土壤和在其中掺杂25％～40％炉渣和8％～20％的草炭土构成。
4.按照权利要求1所述的强化布水式地下渗滤污水处理方法，其特征在于对原污水按1∶1～4的分流比进行分流，使其进入设置在渗滤沟间的分流布水槽。
5.按照权利要求1-4任一权利要求所述的强化布水式地下渗滤污水处理方法，其特征在于污水投配方式采用间歇投配方式，间歇投配的干湿比为1。
6.实施如权利要求1所述强化布水式地下渗滤污水处理方法的系统，其特征在于该系统包括布置在地表植物下面的多个渗滤沟，在每个渗滤沟内一定深度的土层中设有布水槽，布水槽内设有多孔布水管，布水管两侧设置具有良好毛管浸润性能的强化布水材料，在渗滤沟下面一定深度的土壤中设有防渗层，所述防渗层上面布置有集水沟和集水管。
7.按照权利要求6所述强化布水式地下渗滤污水处理系统，其特征在于在渗滤沟间水流降流区设置能够强化反硝化作用的分流布水槽和分流布水管。
8.按照权利要求6所述强化布水式地下渗滤污水处理系统，其特征在于所述的布水管埋深30～40cm，所述的集水管埋深80～100cm。
9.按照权利要求6所述强化布水式地下渗滤污水处理系统，其特征在于所述的强化布水材料采用无纺布。
全文摘要
强化布水式地下渗滤污水处理方法及系统，涉及一种用于城市居住小区、乡镇等分散居住地区的生活污水处理并进行处理水回用的地下渗滤污水处理方法及装置。本发明是在地表植物下面布置多个渗滤沟及布水槽，在渗滤沟内填充人工配制的特殊土壤，并在布水槽两侧设置强化布水材料，在土壤-微生物-植物系统的综合净化功能作用下净化污水，净化后的水通过设置在底部防渗层上方的集水沟收集后，经集水管排出。本发明不仅具有受环境条件影响小，不散发不良气味，不影响地面景观等优点，而且基建费用低，基本无动力消耗，对生活污水中的COD、氨氮、总氮和总磷的去除率可达到90％以上，处理出水可直接回用，地表种植草坪，可以与城镇绿化相结合。
文档编号C02F3/06GK1405096SQ0213094
公开日2003年3月26日 申请日期2002年9月23日 优先权日2002年9月23日
发明者黄霞, 张建, 施汉昌, 胡洪营 申请人:清华大学