专利名称：人工湿地污水污泥处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种污水污泥的处理方法，具体是指利用人工湿地生态系统进行污水污泥及其渗滤液处理的技术，属于污水污泥处理技术领域。
背景技术：
近几十年来，随着我国城市社会经济的高速发展，我国城市排水基础设施的建设取得了很大的进步。根据国家在2000年颁布的《城市污水处理及污染防治技术政策》的规定，到2010年全国重点城市的污水处理率不低于70％。按照这样一个进程，至2015年，全国城市污水处理厂的数量将达到2000座以上，污水处理能力将达到每天处理污水8000多万吨，污水处理率将达到70％以上，我国的水污染将得到控制，水环境将明显改观。但是，一个曾经被忽视，而今又必须面对的问题是伴随着污水处理能力的提高，污水污泥却没有得到妥善的处理和处置。城市污水处理厂的污水污泥是污水处理工艺系统产生的副产物。随着城市污水的产生量越来越大和污水处理率的不断提高，随之而来的污水污泥产量越来越多。污水污泥是一种含水率高、含大量有机物和有毒有害物质(包括微生物、重金属和有毒有机物等)的半干性固体废物，它容量大、易腐败、不稳定、有恶臭，如不加以安全处理和处置，将造成严重的二次污染问题。
按2004年我国的污水处理能力统计，我国每天从各个污水厂产生约7000吨的污泥饼，这个数字并以每年20％的速度递增，现在70％以上是弃置，20％是填埋，不到10％的是通过堆肥等技术处理后回用于土地。由于污泥中往往含有病菌和过量的重金属，没有经过无害化处理的污泥大量的弃置，最终作为资源用于土地，常常造成二次污染，严重影响了环境综合整治的实际成果。
污水和污泥是解决城市水污染问题同等重要又紧密关联的两个系统。污泥处理处置是污水处理得以最终实施的保障，在经济发达国家，污泥处理处置是极其重要的环节，其投资约占污水处理厂总投资的50～70％，我国约为20～50％，甚至达70％。
我国从上世纪的八十年代开始了大规模的现代化污泥处理实践，并且引导了两种不同的技术方向，并直接影响到后续的污泥处置工作的成效。(1)我国的污泥处理主流是以消化为主的国外技术。但由于污泥消化设施设计和管理上的复杂性，设计建设的几座污泥消化设施的使用效果都不很理想；加上发展速度快，从事设计和管理的人员总在不断调整和更新，缺少实践的机会和经验的积累，大家都尽可能地躲开污泥消化而采用其他的污泥处理工艺，而这些工艺又不能达到国家要求的污泥农用无害化水平；(2)由于没有现成的技术可以直接使用，加上认识和经验上的不足，污泥处置的管理也不够严格，再加上资金上的不足，人们只好展开各种各样的探索。但几经波折，除了少数几个个例之外，大多数的实践都没有成功。
综上所述，解决我们目前所面临的污泥处置的难题，开发低投资、低运行费用的节能型污泥处理技术无疑有助于我国污水污泥处理事业。人工湿地在去除城市污水中的BOD、COD、TN、TP，以及处理雨水污水、垃圾渗滤液、工业废水等方面，已经有许多成功应用，工业化也达一定程度，显示了其巨大的潜在开发价值。本发明借助人工湿地以往的成功经验和技术，将人工湿地这种类天然的污水处理技术用于污水污泥，借助太阳能驱动力，在植物、微生物和介质的共同作用下达到净化污水污泥的作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种污水污泥处理系统，以解决目前污水污泥处理中存在的技术复杂、高额费用和二次污染等问题。本发明采取的技术方案是将污水污泥(剩余污泥)按一定周期间歇排入具有特殊结构的人工湿地表面，其中液体部分经污泥层、湿地填料层后，进入位于湿地下部的集水管，之后排放。在此过程中，液体中的污染组分如有机物、氮、磷等得以有效去除。污泥固体部分被截留于湿地表面，靠自身消化及植物和微生物活动得到进一步减量和稳定。污泥可以视具体情况定期清除，进行堆肥，湿地植物(芦苇、香蒲、菖蒲等)可用作堆肥的添加剂使用。
本发明的积极效果是利用人工湿地复合高效的生态净化作用对污水污泥进行减量和稳定，具有投资省，运行维护费用低廉，其建设费用不到污水处理厂建设费用的5％，其运行维护费用不到常规污水污泥的10％；靠自然生态治理污染，所需人力少，技术简单，便于推广；通过独特的结构设计，可在系统中局部形成微氧条件，在整体上形成厌氧、缺氧、好氧条件并存的理想状态，有利于污泥的稳定和渗滤液中污染物质的去除；污泥渗滤液通过系统净化后可以达到排放标准；系统中积存的污泥可以与系统中生长的植物一起堆肥，就地取材，做到资源的有效利用，污泥达到资源化，避免二次污染；进行污水污泥处理的同时，可以达到环境教育、科研展示和美化环境的目的。
图1是人工湿地污水污泥处理系统流程图。
图2是人工湿地污水污泥处理系统结构示意图。
图2中1-穿孔布泥管；2-湿地表面；3-污泥层；4-填料层；5-集水层；6-集水管；7-通气管；8-湿地植物；9-防水层；10-出水；11-植物根系。
具体实施例方式
构建图2所示的人工湿地，本发明的人工湿地在形式上为垂直流人工湿地，可就地形构建成规则或不规则形状，深度可起伏变化，也可以人工开挖建成规则或不规则形状，深度可视地形变化，一般大于60cm；穿孔布泥管1位于湿地表面2上方，高于污泥层3积存最大厚度的适当位置，可一端布泥，也可通过管道均匀布泥；填料层4内的填料粒度一般为上细下粗，也可以根据需要进行调整，可选用天然或人工填料，如炉灰渣、碎石、砂、砾石、火山渣、建筑垃圾等，以孔隙发达的填料为最佳；集水层5布置在填料层4下部，由碎石、碎石等构成，以孔隙发达的填料为最佳；集水管6布置在填料层下部，数量可视具体情况布设，可内部相互连通，也可在出水处连通，也可不连通单独集水和出水；出水10部位可安装阀门，便于控制出水；通气管7竖向布置，与集水管6连接，数量可视具体情况布设；防水层9建在人工湿地的底部和四周，防止污染附近土壤和地下水，其材料和建造方式可根据土壤结构和防水要求等确定；湿地植物8可视地区情况选择芦苇、香蒲等耐污植物，也可选择适合的其它湿地植物；植物根系11由种植的湿地植物引入并生长而成；寒冷或需要越冬的地区可建防寒防冻等附属设施。
按图1流程进行污水污泥处理，污水污泥经穿孔布泥管1在湿地表面2均匀分布，其中固体部分被截流，形成污泥层3，液体部分经湿地表面2下行，流经填料层4和植物根系11后，部分液体积存在集水层5供湿地中水量不足时植物生长需要，其余的液体通过集水管6排放，形成系统出水10，通气管7与空气相连，污泥层3定期清除，连同收割的湿地植物8一起堆肥，堆肥后可用于林地、不良土壤改良等资源化利用。经过本发明处理后的污水污泥，达到了减量化、稳定化、无害化和资源化的要求，具有显著的环境效益、经济效益和社会效益，应用前景十分广阔。
权利要求
1.一种采用人工湿地处理污水污泥的方法，其特征在于包括以下过程污水污泥间歇地排入人工湿地表面，其中液体部分经污泥层、湿地填料层后，进入湿地下部的集水管，之后排放；污泥固体部分被截留于湿地表面，固体污泥定期清除，进行堆肥，湿地植物用作堆肥的添加剂。
2.根据权利要求1的一种采用人工湿地处理污水污泥的方法，其特征是所采用的人工湿地是垂直流人工湿地。
3.根据权利要求1和2的一种采用人工湿地处理污水污泥的方法，其采用的人工湿地特征是由湿地植物8、填料层4、集水层5、穿孔布泥管1、集水管6、通气管7、防水层9、植物根系11和防水层9构成。各部分的关系是穿孔布泥管1位于湿地表面2上方；填料层4内的填料粒度一般为上细下粗，也可以根据需要进行调整，可选用天然或人工填料，如炉灰渣、碎石、砂、砾石、火山渣、建筑垃圾等；集水层5布置在填料层4下部，由碎石、砾石等构成；集水管6布置在填料层下部，数量可视具体情况布设，可内部相互连通，也可在出水处连通，也可不连通单独集水和出水；出水10部位可安装阀门，便于控制出水；通气管7竖向布置，与集水管6连接，数量可视具体情况布设；防水层9建在人工湿地的底部和四周；湿地植物8可视地区情况选择芦苇、香蒲等耐污植物，也可选择适合的其它湿地植物。
4.根据权利要求1、2或3的一种采用人工湿地处理污水污泥的方法，其特征是寒冷或需要越冬的地区，人工湿地建防寒防冻等附属设施。
全文摘要
利用人工湿地生态系统进行污水污泥及其渗滤液处理的技术，具体涉及一种污水污泥处理方法。本发明的技术方案是在垂直流人工湿地内种植湿地植物，污水污泥间歇地排入具有特殊结构的人工湿地表面，其中液体部分经污泥层、湿地填料层后，进入湿地下部的集水管，之后排放。在此过程中，液体中的污染物被湿地有效净化。污泥固体部分被截留于湿地表面，靠自身消化及湿地生态活动得到减量和稳定。固体污泥定期清除，进行堆肥，湿地植物用作堆肥的添加剂。本发明工艺简单，运行管理方便，投资省和运行成本低，污水污泥经本系统处理后，得以减量化、稳定化、无害化和资源化，应用前景十分广阔。
文档编号C02F3/32GK101077805SQ200610017140
公开日2007年11月28日 申请日期2006年8月30日 优先权日2006年8月30日
发明者崔玉波, 刘志生 申请人:崔玉波