专利名称：一种地下渗滤污水处理系统基质的铺设方法
技术领域：
本发明涉及一种分散污水就地收集、就地处理与就地回用的污水土地处理技术，具体地说为一种地下渗滤污水处理系统基质的铺设方法。
背景技术：
地下渗滤污水处理系统是一种典型的分散式污水土地处理技术，它以生态工程学 方法为基础，遵循整体优化、循环再生和区域分异的生态学原理，结合污水自然净化功能， 可以实现污水的就地收集，就地处理和就地回用。因此成为国内外科学家积极倡导和研究 的污水生态处理技术之一。目前针对地下渗滤技术研究的热点较多，其中之一就是基质的选择配置与铺设方 法问题。传统的地下渗滤系统在工程施工时的回填土基本是挖掘出的原位土。由于工程施 工地点各异，挖掘出的土质难以满足渗滤系统水力学渗透性能要求；同时回填土的基质组 成相对单一，施工过程中仅仅是简单的回填，在铺设方法上考虑的工程学影响因素较少。此 夕卜，随着生活污水中污染物种类增多，成分日益复杂，传统的地下渗滤系统在基质的配置和 铺设方面不能完全满足污水处理达标与回用的需求，如系统启动周期较长，水力负荷和污 染负荷低，脱氮除磷效果差，受冬季寒冷气候制约等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地下渗滤污水处理系统基质的铺设方法。该方法实施 后能够缩短启动周期，提高水力负荷，改善系统脱氮除磷效果，同时提高系统的普适性，解 决北方地区冬季寒冷气候条件下运行问题。一种地下渗滤污水处理系统基质的铺设方法是将渗滤池土方挖掘后，在池体四 周用粘土夯实护围，渗滤池底部防渗系统由粘土和防渗膜构成，先铺设一层粘土，夯实后再 铺设防渗膜，一个池体防渗膜为一张无缝防渗膜；在防渗膜上方铺设数根侧壁均勻打孔的 集水管，在集水管周围填充一层砾石，同时在铺设砾石时预埋数根长度高于渗滤系统深度 的观测管，砾石上方铺设一层原位回填土，原位回填土上方铺设一层特殊土壤，在特殊土壤 层中铺设不透水皿，不透水皿正上方预埋数根侧壁打孔的散水管，特殊土壤上方铺设一层 地表耕壤，地表耕壤上方为地表，地表上栽种草本植物。上述地下渗滤系统基质在铺设过程 中除粘土层为夯实处理外，其它每铺设完一层基质后撒水浸润，经过24小时以上时间自然 沉降后再铺设上一层的基质。所述的防渗膜、不透水皿和散水管均由高密度聚乙烯材质制成。所述的原位回填土是指工程施工现场挖掘出的土，要求渗透系数介于4. 167 X ΙΟ"5 厘米/秒至1. 389 X 10_3厘米/秒之间。所述的特殊土壤为优质种植土、煤渣、人工制备微生物菌剂和污水处理厂好氧活 性污泥的混合物。所述的地表耕壤是指深20厘米以内的耕地土壤。
本发明的有益效果1、缩短系统启动运行周期。一般的地下渗滤系统启动周期为30天左右，而采用上述基质层铺设方法，启动周期平均缩短一周至十天，提高了启动运行效率。2、提高水力负荷，节省占地面积，提高氮磷去除率。一般常见报道地下渗滤系统水 力负荷为2 8厘米/天，对总氮和总磷的去除率低于65%和90%。采用上述基质层铺设 方法后，系统干湿交替运行，干湿比为1 1，系统水力负荷可以提高至10 15厘米/天， 在处理污水量一定的条件下，能减少占地面积，同时总氮和总磷的去除率可提升至75%和 96%以上。3、提高系统的普适性。一般的地下渗滤系统只有在我国南方一些地区能够实现全 年运行，相同的工艺在北方地区难以适用。采用上述基质层铺设方法，散水管和集水管埋深 均可设置在冬季冻层以下，如果管理得当，冬季污水处理效果受影响较小，出水仍可达到景 观用水标准。
图1为本发明地下渗滤系统基质的纵向剖面示意图。图中标号1为粘土，2为防渗膜，3为砾石，4为原位回填土，5为特殊土壤，6为不 透水皿，7为散水管，8为地表耕壤，9为草本植物，10为集水管，11为观测管。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。实施例1见图1，一种地下渗滤污水处理系统基质的铺设方法是地下渗滤系统占地面积 6平方米，将渗滤池土方挖掘后，在池体四周用粘土夯实护围，用于防止污水侧渗和土方坍 塌；渗滤池底部防渗系统由粘土 1和防渗膜2构成，渗滤池底部先铺设一层12毫米厚的粘 土 1，夯实后铺设1毫米厚的无缝防渗膜2，在防渗膜2上方铺设3根侧壁均勻打孔的集水 管10(孔径10毫米，孔间距10毫米)，用于收集处理后的污水；在集水管10周围填充一层 厚300毫米砾石3(5毫米<直径< 8毫米)，用于过滤和截留下渗污水中含有的悬浮物，防 止集水管壁孔隙堵塞；同时在铺设砾石3时预埋2根长1. 7米的观测管11，用于系统通风 和水体复氧；砾石3层上方铺设一层300毫米厚的原位回填土 4，原位回填土 4上方铺设一 层500毫米厚的特殊土壤5，特殊土壤5由草甸棕壤、炉渣、微生物菌剂和活性污泥混合物 组成，比例为5 2 2 1。在特殊土壤5层中铺设不透水皿6，不透水皿6正上方预埋 2根侧壁打孔的散水管7 (孔径5毫米，孔间距10毫米)，以促进污水在土壤中的扩散和毛 细作用；特殊土壤5上方铺设一层500毫米厚的地表耕壤8，地表耕壤8上方为地表，地表 上种植草本植物9，本例中为草坪。本实施例中的系统水力负荷15厘米/天，干湿交替运 行，干湿比为1 1，即布水24h，落干24h，进水生活污水中COD、氨氮和总氮平均浓度分别 为151. 24毫克/升、35. 74毫克/升和45. 42毫克/升，研究表明系统启动运行至稳定运 行，系统启动周期为22天，比现有技术节省7 9天。实施例2一种地下渗滤污水处理系统基质的铺设方法是地下渗滤系统占地面积4平方米，将渗滤池土方挖掘后，在池体四周用粘土夯实护围，用于防止污水侧渗和土方坍塌；渗 滤池底部防渗系统由粘土和防渗膜构成，渗滤池底部先铺设一层12毫米厚的粘土，夯实后 铺设1毫米厚的无缝防渗膜，在防渗膜上方铺设2根侧壁均勻打孔的集水管(孔径10毫米， 孔间距10毫米)，用于收集处理后的污水；在集水管周围填充一层厚200毫米砾石(5毫米 <直径< 8毫米)，用于过滤和截留下渗污水中含有的悬浮物，防止集水管壁孔隙堵塞；同 时在铺设砾石时预埋1根长1.9米的观测管，用于系统通风和水体复氧；砾石层上方铺设一 层300毫米厚的原位回填土，原位回填土上方铺设一层700毫米厚的特殊土壤，特殊土壤由 草甸棕壤、炉渣、微生物菌剂和活性污泥混合物组成，比例为5 3 1 1。在特殊土壤层 中铺设不透水皿，不透水皿正上方预埋2根侧壁打孔的散水管(孔径5毫米，孔间距10毫 米)，以促进污水在土壤中的扩散和毛细作用；特殊土壤上方铺设一层地表耕壤300毫米， 地表耕壤上方为地表，地表上种植草坪。本实施例中的系统初始水力负荷3厘米/天，干湿 交替运行，干湿比1 1，即布水18h，落干18h，运行稳定后，水力负荷逐渐提高至6、10和 15厘米/天。经过2个月启动运行，系统运行稳定，出水COD、氨氮、总氮和总磷均满足城市 景观环境用水水质标准(GB/T18921-2002)，平均去除率分别为83. 56%,85. 64%,80. 56% 和 98. 67%。实施例3一种地下渗滤污水处理系统基质的铺设方法是地下渗滤系统占地面积4平方 米，将渗滤池土方挖掘后，在池体四周用粘土夯实护围，用于防止污水侧渗和土方坍塌；渗 滤池底部防渗系统由粘土和防渗膜构成，渗滤池底部先铺设一层12毫米厚的粘土，夯实后 铺设1毫米厚的无缝防渗膜，在防渗膜上方铺设2根侧壁均勻打孔的集水管(孔径10毫米， 孔间距10毫米)，用于收集处理后的污水；在集水管周围填充一层厚200毫米砾石(5毫米 <直径< 8毫米)，用于过滤和截留下渗污水中含有的悬浮物，防止集水管壁孔隙堵塞；同 时在铺设砾石时预埋1根长1.9米的观测管，用于系统通风和水体复氧；砾石层上方铺设层 300毫米厚的原位回填土，原位回填土上方铺设一层700毫米厚的特殊土壤，特殊土壤由草 甸棕壤、炉渣、微生物菌剂和活性污泥混合物组成，比例为5 2 1 2。在特殊土壤层 中铺设不透水皿，不透水皿正上方预埋2根侧壁打孔的散水管(孔径5毫米，孔间距10毫 米)，以促进污水在土壤中的扩散和毛细作用；特殊土壤上方铺设一层地表耕壤300毫米， 地表耕壤上方为地表，地表上种植草坪。本实施例中的系统水力负荷8厘米/天，运行稳定 后进入冬季，室外平均气温为_15°C 8°C，系统内布水管周围基质层平均温度为4 6°C。 经过2个月的运行，系统出水稳定，出水COD、氨氮、总氮和总磷平均浓度分别为40. 54毫克 /升、4. 51毫克/升、7. 64毫克/升和0. 34毫克/升，与气温高时相比，出水污染物浓度稍 升高，但仍能满足国家《城市污水再生利用-景观环境用水水质》(GB/T18921-2002)标准。
权利要求
一种地下渗滤污水处理系统基质的铺设方法，其特征是将渗滤池土方挖掘后，在池体四周用粘土夯实护围，渗滤池底部防渗系统由粘土和防渗膜构成，先铺设一层粘土，夯实后再铺设防渗膜，一个池体防渗膜为一张无缝防渗膜；在防渗膜上方铺设数根侧壁均匀打孔的集水管，在集水管周围填充一层砾石，同时在铺设砾石时预埋数根长度高于渗滤系统深度的观测管，砾石上方铺设一层原位回填土，原位回填土上方铺设一层特殊土壤，在特殊土壤层中铺设不透水皿，不透水皿正上方预埋数根侧壁打孔的散水管，特殊土壤上方铺设一层地表耕壤，地表耕壤上方为地表，地表上栽种草本植物；上述地下渗滤系统基质在铺设过程中除粘土层为夯实处理外，其它每铺设完一层基质后撒水浸润，经过24小时以上时间自然沉降后再铺设上一层的基质；所述的防渗膜、不透水皿和散水管均由高密度聚乙烯材质制成；所述的原位回填土是指工程施工现场挖掘出的土，要求渗透系数介于4.167×10-5厘米/秒至1.389×10-3厘米/秒之间；所述的特殊土壤为优质种植土、煤渣、人工制备微生物菌剂和污水处理厂好氧活性污泥的混合物；所述的地表耕壤是指深20厘米以内的耕地土壤。
全文摘要
一种地下渗滤污水处理系统基质的铺设方法，将渗滤池土方挖掘后，在池体四周用粘土夯实护围，渗滤池底部先铺设一层粘土，夯实后铺设防渗膜，在防渗膜上方铺设数根集水管，在集水管周围填充一层砾石，同时预埋数根观测管，砾石上方铺设一层原位回填土，原位回填土上方铺设一层特殊土壤，在特殊土壤层中铺设不透水皿，不透水皿正上方预埋数根侧壁打孔的散水管，特殊土壤上方铺设一层地表耕壤，地表耕壤上方为地表，地表上栽种草本植物；在每铺设完一层基质后撒水浸润，经过24小时以上时间自然沉降后再铺设上一层的基质。本发明能够缩短启动周期，提高水力负荷，改善系统脱氮除磷效果，同时提高系统的普适性，解决北方地区冬季寒冷气候条件下运行问题。
文档编号C02F103/06GK101805097SQ20101014169
公开日2010年8月18日 申请日期2010年4月8日 优先权日2010年4月8日
发明者李海波, 李英华, 王洪, 王鑫 申请人:沈阳大学