一种处理乡镇污水厂污泥的植物床装置的制作方法

本发明属于一种污水处理领域，尤其涉及一种处理乡镇污水厂污泥的植物床装置。应用于北方地区乡镇污水厂污泥的处理。

背景技术：

近年来随着我国经济社会的高速发展，城镇化覆盖率不断加大，水环境污染问题依然突出。为了解决乡镇生活污水污染环境问题，建设污水处理厂成为必要手段。由于以往“重水轻泥”的错误观念，重视污水厂建设，忽略污泥处理设施建设，导致污泥产量急剧增加，如果继续套用城市污水厂污泥处置方法，既污泥脱水后或者卫生填埋或者焚烧处理等，投资运营成本对于乡镇财政来说无疑会带来巨大压力。

已公开专利号如cn104355490a《一种农村生活污水中污染物质的去除装置及去除方法》、cn101659498a《农村乡镇生活污水复合型人工湿地处理系统》均在厌氧单元或者好氧单元结束后紧跟湿地单元，整个系统纯粹处理生活污水，忽略了对厌氧单元或者好氧单元的污泥处理。由于污水处理过程中，将接近50％的水污染物转移到污泥中，长期累积容易引起厌氧单元或者好养单元微生物失去活性，进而降低系统污水处理效果。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种处理乡镇污水厂污泥的植物床装置，是以植物床污泥处理系统处理乡镇污水厂的污泥，利用植物进行污泥减量化、稳定化、无害化、资源化，解决当前乡镇污水厂污泥处理成本高的问题。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种处理乡镇污水厂污泥的植物床装置，包括混凝土底板和设在其上方的砾石层，在砾石层上设铺设层，铺设层由下而上依次包括中砂层、排水土工布和植物床层，铺设层四周设有防渗层，包含a面防渗层和b面防渗层；在植物床层上设有污泥回流液缓冲池，污泥回流液缓冲池上方设有污泥回流液进水管，污泥回流液进水管连通污水厂沉淀池；在中砂层底部设有导排水管；

通过定期投加污水厂沉淀池的污泥回流液，使得植物床层植物床含水率小于50％。

作为优选，所述砾石层层厚为30±5cm，砾石层砾石粒径范围为50～100mm。

作为优选，所述中砂层层厚为10±3cm，中砂层砂石粒径范围为2～5mm。

作为优选，所述排水土工布规格为500～600g/m²。

作为优选，所述植物床层采用当地土壤和植物，植物床层厚度为30±5cm。

作为优选，所述防渗层为高密度聚乙烯防渗膜制作，厚度为1～2mm。

作为优选，所述污泥回流液进水管由自控装置控制，或由手动控制。定期投加的污泥回流液为污水厂沉淀池的污泥污水混合液，浓度约为30％～70％。

作为优选，所述污泥回流液缓冲池为椭圆柱体，四周蜂窝状开孔，便于污泥回流液均匀稳量溢出，内设斜板，斜板与竖直方向夹角50～80°，防止污泥回流液直接冲刷池底。

作为优选，所述导排水管中导水管采用单穿孔管，导水管铺设保持相对于水平面1～2°倾角，并且开孔向上，最终渗滤液通过导水管汇集到排水管排入污水厂的沉砂池或用于水质分析。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、构建植物床污泥处理系统，建设成本约占污水厂总投资的2％，而传统污泥处理设施建设成本约占污水厂总投资的50％以上，极大节约投资成本。

2、植物床污泥处理系统集污泥减量化、稳定化、无害化、资源化为一体，避免传统污泥处理如储运填埋等过程中产生二次污染问题。

3、采用污泥回流液定期投加方式，避免植物发烧致死现象。

4、适合应用于北方地区，小型乡镇可普遍推广。

5、操作简便，占地面积小，自动化程度高，运管方便。

附图说明

图1是本发明结构a-a剖面图；

图2是本发明结构b-b剖面图；

图3是本发明结构俯视图；

图4是含水率变化图。

图中：1-混凝土底板；2-级配砾石层；3-导排水管；4-中砂层；5-排水土工布；6-植物床层；7-a面防渗层；8-b面防渗层；9-污泥回流液进水管；10-污泥回流液缓冲池。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。

试验装置如图1、图2所示，本发明的处理乡镇污水厂污泥的植物床装置，包括混凝土底板1和设在其上的砾石层2，在砾石层2上设铺设层，铺设层由下而上依次包括中砂层4、排水土工布5和植物床层6，铺设层四周设有防渗层，包含a面防渗层7和b面防渗层8，防渗层为高密度聚乙烯防渗膜制作。其中，在植物床层6上设有污泥回流液缓冲池10，污泥回流液缓冲池10上方设有污泥回流液进水管9，污泥回流液进水管9连通污水厂沉淀池；在中砂层4底部设有导排水管3。

首先铺设混凝土底板1作为基底防渗层。混凝土底板1上铺一层厚30±5cm的级配砾石层2，粒径范围50～100mm。级配砾石层2上铺一层厚10±3cm的中砂层4，粒径范围2～5mm。中砂层4上铺一层排水土工布5，规格为500～600g/m²。排水土工布5上面为植物床层6，采用当地土壤和植物，植物床层6厚度30±5cm。植物床污泥处理系统四周防渗层为高密度聚乙烯防渗膜，厚度1～2mm。

具体的污泥处理过程为：通过污泥回流液进水管9把污泥回流液泵入污泥回流液缓冲池10，再由污泥回流液缓冲池10的蜂窝状开孔溢出进入植物床层6，经过植物吸收过滤，污泥停留附着在植物床层6的表面，渗滤液则经过植物床层6下渗，经过排水土工布5，均匀下渗到中砂层4，最后经过中砂层4过滤后到达级配砾石层2，完成层层过滤净化后，渗滤液进入导排水管3。

如图3所示，附属设施包括污泥回流液进水管9和导排水管3，导排水管3沿中砂层4底部双排分布，并通过一根纵管连通至污水厂沉砂池。其中污泥回流液进水管9由自控装置控制，也可由手动控制，设置好参数后，定期往植物床层投加污泥回流液，污泥回流液经过植物床植物吸收、中砂和级配砾石过滤，渗滤液由导排水管排出。导排水管3中导水管采用单穿孔管，导水管铺设保持相对于水平面1～2°倾角，并且开孔向上，最终渗滤液通过导水管汇集到排水管回流进入污水厂的沉砂池，或者用于水质分析。

本发明的原理是：将污水厂的污泥回流液通过进水管定期投加到植物床层，利用植物床层栽种植物根系吸收污泥中的水分，通过叶片蒸腾作用蒸发；同时植物根系生长可以松动污泥，进而增加植物床的导排水功能，迅速使污泥干化并附着在床体表面，从而达到污泥减量化、稳定化的目的。另外植物根系可以直接吸收污泥中的氮磷用以自身生长，而且由于植物根系泌氧作用，在根部附近形成多样性微生物群落，有助于其他有机物的去除，从而达到污泥资源化、无害化的目的。

特别要说明的是本发明采用污泥回流液进行定时投加方式，一是利用水的稀释作用降低污泥中氮磷营养成分，防止植物在高负荷污泥环境中发烧致死；二是避免了污水厂处理剩余污泥另建污泥处理设施，而建设污泥处理设施的投资约占污水厂总投资的50％以上，对于乡镇财政来说压力巨大，本发明极大程度降低了污泥处理成本。

通过现场实测，其含水率变化如图4所示。污泥回流液投加进泥至43天时，植物床含水率降至60.1％，常规干化场含水率降至67.3％；至78天时，植物床含水率降至47.5％，常规干化场含水率降至52.6％；85天至99天时，有长时间大强度降雨，植物床含水率升至69.2％，常规干化场含水率升至67.3％；在148天后，植物床含水率稳定在47％左右，常规干化场含水率稳定在52％左右。监测结果显示植物床较常规干化场有较好的污泥脱水性能，同时采用的污泥回流液投加方式，利用水的稀释作用，可使植物在含污泥土壤中正常生长，不会因污泥营养负荷过高出现发烧致死现象。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。