一种带厌氧过滤的有机复合土壤高效生态净水装置的制作方法

1.本实用新型涉及中低浓度有机污水处理技术领域，具体为一种带厌氧过滤的有机复合土壤高效生态净水装置。


背景技术：

2.目前农村和城郊地区水污染比较严峻，为了提高污水处理的效率；现有申请号为cn201410070924.9的中国发明专利，公开了一种有机复合土壤高效生态净水系统，目前该进水系统已广泛用于村镇生活污水处理领域，该技术主要是以填料内土壤微生物、生物酶以及植物的耦合作用，对污水中的污染物进行吸附分解净化，从而达到污水处理的目的；
3.经过实际使用发现，该工艺系统在运行过程中也存在明显缺陷，主要有以下几点：
4.1、该系统在正常运行中，污水中的悬浮物和不溶性胶体物质会被水泵抽至复合生态池中，较大的悬浮物会被填料截留在复合生态池表面，较小的悬浮物会渗入到填料的内部，这些悬浮物大部分不能被表面的植物及填料中的微生物所分解，时间长了填料中的悬浮物积累得越来越多，导致复合生态池渗水缓慢，甚至不能渗水，使系统不能正常运行；
5.2、复合生态池表面填料为中砂，很容易长青苔藻类，会减缓污水下渗速度，甚至导致系统堵塞不能正常运行；
6.3、当复合生态池因堵塞不能正常运行时，目前的维护手段主要是通过人工定期(7-10天)去清理生态池表面的悬浮物、青苔，并通过阳光暴晒1至2天，或系统停止运行3天左右，才能再让复合生态池进水继续运行；在维护期间，系统不宜继续进水运行，否则问题更加严重，不仅增加了运维劳动成本，而且系统稳定性较差；
7.4、该系统对总氮的去除效率不稳定，每个复合生态池去除效率都不一样，总体去除率在40-85％之间，不能稳定达到国家综合排放的一级a排放标准。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于提供一种带厌氧过滤的有机复合土壤高效生态净水装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
9.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种带厌氧过滤的有机复合土壤高效生态净水装置，包括小筒、中筒、大筒和筒底，所述中筒设置在所述大筒内部，且所述中筒与大筒均设置在所述筒底上，所述小筒设置在所述中筒内部，且所述小筒底部悬空设置，所述小筒内部形成有下行厌氧过滤区，所述中筒内部形成有上行厌氧过滤区，所述大筒内部形成有复合生态净化区；
10.所述下行厌氧过滤区自上而下依次设置有：植物生长区、下行厌氧过滤区填料层和厌氧过滤区排泥层；
11.所述上行厌氧过滤区自上而下依次设置有：植物生长区、上行厌氧过滤区填料层和厌氧过滤区排泥层；
12.所述复合生态净化区自上而下依次设置有：植物生长区、初级砂滤层、慢渗层、蓄
水供氧层、慢渗层、蓄水供氧层、慢渗层和出水层；
13.所述下行厌氧过滤区上方设有多孔布水管，所述厌氧过滤区排泥层内插接有贯穿所述大筒的厌氧过滤区排泥管，所述上行厌氧过滤区顶部设有贯穿所述复合生态净化区的多孔连通管，所述出水层内插接有贯穿所述大筒的出水管，所述出水管上设有发明。
14.其中，所述小筒、中筒和大筒为不同面积的同心圆筒状结构。
15.其中，所述小筒顶部的高度尺寸比所述中筒顶部的高度尺寸高20cm，所述中筒顶部的高度尺寸比所述大筒顶部的高度尺寸高20cm。
16.其中，所述复合生态净水区的高度尺寸为250cm，所述复合生态净水区表面水力负荷为2～3m3/m2.d，所述初级砂滤层的厚度尺寸为10～25cm，所述初级砂滤层采用中砂制成，所述慢渗层的厚度尺寸为40～60cm，所述慢渗层由原土和惰性有机天然材质构成，所述蓄水供氧层的厚度尺寸为15～30cm，所述蓄水供氧层采用碎石制成，所述出水层的厚度尺寸为15～25cm。
17.其中，所述复合生态净化区内部插接有透气管，所述透气管端部设有气帽。
18.其中，所述下行厌氧过滤区、上行厌氧过滤区和复合生态净化区内的植物生长区均设有挺水植物。
19.其中，所述初级砂滤层表面设有防藻层。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
21.本实用新型能够有效去除污水中的悬浮物，有效抑制复合生态池表面藻类生物生长，解决了复合生态净水池因悬浮物或藻类过多而造成堵塞的问题，大大减少了运维劳动成本，同时提高系统运行的可靠性和稳定性，且本生态净水装置对总氮的去除率可以稳定地达到较高水平，能稳定达到小于15mg/l以下，保证了优良的出水水质目标，同时该生态净水装置可以大大提高复合生态净水池的水力负荷，减少占地面积和投资成本。
附图说明
22.图1为本实用新型主视剖面结构示意图；
23.图2为本实用新型俯视结构示意图。
24.图中：1、小筒；2、多孔布水管；3、挺水植物；4、下行厌氧过滤区填料层；5、厌氧过滤区排泥层；6、厌氧过滤区排泥管；7、筒底；8、上行厌氧过滤区填料层；9、多孔连通管；10、中筒；11、透气管；12、大筒；13、防藻层；14、初级砂滤层；15、慢渗层；16、蓄水供氧层；17、出水层；18、出水管；19、阀门。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种带厌氧过滤的有机复合土壤高效生态净水装置，包括小筒1、中筒10、大筒12和筒底7，中筒10设置在大筒12内部，且中筒10与大筒12均焊接在筒底7上，小筒1设置在中筒10内部，且小筒1底部悬空设置，小筒1内部形
成有下行厌氧过滤区，中筒10内部形成有上行厌氧过滤区，大筒12内部形成有复合生态净化区；
27.其中、小筒1、中筒10和大筒12为不同面积的同心圆筒状结构，小筒1顶部的高度尺寸比中筒10顶部的高度尺寸高20cm，中筒10顶部的高度尺寸比大筒12顶部的高度尺寸高20cm，将小筒1套在中筒10里面(小筒1安装在中筒10的厌氧过滤区排泥层5之上，且小筒1底部不与筒底7焊接固定，使得小筒1底部为悬空状态，通过厌氧过滤区排泥层5对小筒1进行支撑)，中筒10又套在大筒12的里面(中筒10和大筒12与筒底7焊接相连固定)，且中筒10、大筒12均采用防水材料制成，例如：不锈钢、混凝土。
28.其中，复合生态净水区的面积等于下行厌氧过滤区加上行厌氧过滤区的面积之和，下行厌氧过滤区面积等于上行厌氧过滤区面积，在处理一般的村镇中低浓度的生活污水时，本生态净水装置总表面水力负荷为1.0m3/m2·
d-2.0m3/m2·
d，即1m2占地每日可处理1-2m3污水；
29.其中，生态净水装置的小筒1、中筒10和大筒12可根据需要选择矩形、方向或其他不规则形状的一种；
30.其中，下行厌氧过滤区、上行厌氧过滤区、复合生态净水区设置成三个三个独立的区域，然后通过管道将三个独立的区域贯通连接成一个整体系统。
31.其中，下行厌氧过滤区、上行厌氧过滤区可以组合成一个整体构筑物，复合生态净水区建设成独立的构筑物，两个构筑物通过管道贯通相连成一个整体系统。
32.其中，污水经提升水泵流至下行厌氧过滤区，通过表层的多孔布水管2进行均匀布水。
33.进一步地，将提升水泵设置为间歇式运行，如将每日运行周期设置为6个周期，每4小时为1个周期(在每个运作周期中，水泵启动运行30分钟，则停泵3小时30分钟)。
34.其中，污水在下行厌氧过滤区呈垂直向下潜流，经过下行厌氧过滤区填料层4后在厌氧过滤区排泥层5流至上行厌氧过滤区，再经过上行厌氧过滤区填料层8后垂直向上潜流至表层。
35.其中，下行厌氧过滤区和上行厌氧过滤区主要利用填料、植物、微生物的物理、化学及生物的协同作用去除污水中悬浮物、有机物、氮磷等污染物，为后续的复合生态净水区提供了良好的预处理作用。
36.其中，下行厌氧过滤区自上而下依次设置有：植物生长区、下行厌氧过滤区填料层4和厌氧过滤区排泥层5；上行厌氧过滤区自上而下依次设置有：植物生长区、上行厌氧过滤区填料层8和厌氧过滤区排泥层5。
37.其中，植物生长区种植根系发达的挺水植物3，通过挺水植物3的吸收去除污水中部分有机物、氮磷等污染物，同时挺水植物3的生长能带来良好的景观效果；
38.其中，下行厌氧过滤区填料层4和上行厌氧过滤区填料层8主要以沸石、陶粒、火山岩等比表面积大、吸附能力强、化学性质稳定的材料为主，孔隙率为30-45％，填料直径为5-30mm，填料高为1.3m-1.7m；
39.其中，下行厌氧过滤区填料层4和上行厌氧过滤区填料层8的主要作用为利用填料的截留、过滤、吸附、微生物的分解代谢、沉淀去除污水中的悬浮物、不溶性胶体物质、部分有机物和氮磷等污染物。
40.其中，厌氧过滤区排泥层5主要材料以13#碎石为主，层高为0.2-0.4m；厌氧过滤区截留及新产生的污泥缓慢下沉到厌氧过滤区排泥层5内，该层底部设置多孔厌氧过滤区排泥管6，对滤床内积累的污泥进行定期排泥；
41.其中，厌氧过滤区滤床总高度为1.5m-2.0m，筒顶高于滤床0.2m。
42.其中，污水在上行厌氧过滤区表层通过多孔连通管9流至复合生态净水区上端，均匀布水，在重力作用下污水自上往下在初级砂滤层14进行快速下渗，污水通过初级砂滤层14，强大的吸附和截留能力把其中绝大部分的悬浮物进行吸附，再通过挺水植物3根系分解，同时初级砂滤层14处理的污水跌落至慢渗层15和蓄水供氧层16，污水交替在慢渗层15和蓄水供氧层16中渗流，其中污水在慢渗层15中缓慢地进行垂直渗流，从而在土壤微生物的作用下高效去除污水中的污染物并达到排放水平。
43.其中，由于蓄水供氧层16具有较大的空隙且渗透速率快，而慢渗层15渗透速率较慢，蓄水供氧层16中的水在慢渗层15中进行垂直渗流，形成了主液位上方的负压，空气在负压条件下进入慢渗层15；
44.其中，慢渗层15为人工土壤，增加了人工土壤的氧含量，为土壤微生物的快速消解和挺水植物3根系的呼吸提供了良好条件。
45.其中，复合生态净水区自上而下依次分为植物生长区、初级砂滤层14、慢渗层15、蓄水供氧层16、慢渗层15、蓄水供氧层16、慢渗层15和出水层17；
46.其中，复合生态净水区的高度为250cm，复合生态净水区表面水力负荷为2～3m3/m2.d，初级砂滤层14的厚度为20cm，初级砂滤层14以中砂为主要材质，慢渗层15的厚度为50cm，慢渗层15由原土和惰性有机天然材质构成，蓄水供氧层16的厚度为30cm，蓄水供氧层16以抗压透水管并配置碎石为基质，出水层17的厚度为20cm。
47.其中，植物生长区包括表面布水管、挺水植物和防藻层13，初级砂滤层14上均匀布设有表面布水管，初级砂滤层14表面均匀栽培有挺水植物，初级砂滤层14表面设置有防藻层13。
48.其中，蓄水供氧层16上设有伸出初级砂滤层14表面的透气管11，透气管11端部设置有气帽。
49.其中，该生态净水装置为间歇式进水，每次进水20～40分钟，停止进水2.5～4小时，不断循环往复。
50.其中，最后污水跌落至出水层17，然后打开阀门19经出水管18排出，排水完成后，复合生态净水区进入空置恢复期，人工土壤中所吸附的污染物通过微生物和植物根系的共同作用完成消解和吸收，这一过程填料中空气环境和大气气压逐渐达到平衡。
51.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。