專利名稱：處理農(nóng)村分散污水的高負(fù)荷蚯蚓生物濾池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
處理農(nóng)村分散污水的高負(fù)荷蚯蚓生物濾池，涉及一種污水處理裝置。屬于污 水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，農(nóng)村水環(huán)境污染問題也日益受到 關(guān)注。農(nóng)村地區(qū)居住分散、生活污水量少，缺少與給水管道相配套的排水系統(tǒng)， 因此，農(nóng)村污水往往不經(jīng)任何處理，就近排入附近的水塘或河道，給河道密集， 湖泊密布的平原河網(wǎng)地區(qū)造成水體污染，對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，已有的用蚯蚓生物濾池處理污水的技術(shù)如中國(guó)發(fā) 明專利(專利號(hào)ZL00115433.8)提供了一種由格柵、曝氣沉砂池、微生物一蚯 蚓濾池和布水裝置組成的生活污水的微生物一蛇蚓生態(tài)濾池處理系統(tǒng)，濾池填料 采用纖維類物質(zhì)、動(dòng)物糞便、木屑或泥炭的混合物，水力負(fù)荷低于2m7 (m、d)， 蚯蚓投加量為每平方米1000-2000條。由于填料的原因?qū)е挛鬯ω?fù)荷高于 2m7 (m2*d)時(shí)會(huì)產(chǎn)生積水現(xiàn)象，影響出水水質(zhì)。中國(guó)發(fā)明專利"一種利用生態(tài) 濾池進(jìn)行污水處理的方法及蚯蚓塔式生態(tài)濾池(專利號(hào)ZL200410014641.9)，采 用方形三層蚯蚓生態(tài)濾池相疊加的構(gòu)造，濾料采用土壤、木屑或是泥炭，承托層 采用沙層、小鵝卵石和大鵝卵石。中國(guó)發(fā)明專利使用蚯蚓生物濾池處理和循環(huán) 利用養(yǎng)豬場(chǎng)污水的方法(專利號(hào)ZL200610025219.2)，采用計(jì)算程序控制污水收 集池和貯存池中的敏感元件和水泵。中國(guó)發(fā)明專利用于工業(yè)廢水處理的蚯蚓生 物濾池裝置(專利號(hào)ZL200710171220.0)，采用木屑、谷殼、煤渣作為濾M填料， 最大進(jìn)水水力負(fù)荷為2.3mV (m、d)。
上述蚯蚓生物濾池在實(shí)際應(yīng)用中存在以下局限性和不足
1. 水力負(fù)荷較低，大多在2.3m3/ (m、d)以下。水力負(fù)荷過低會(huì)增大蚯蚓生 物濾池的占地面積，易于堵塞，在使用推廣上受到限制。
2. 濾料選取不合適，不僅影響蚯蚓的適應(yīng)和生長(zhǎng)環(huán)境，增加填料層重量，還 會(huì)發(fā)生堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致填料頻繁更換，造成濾池內(nèi)部污水處理系統(tǒng)癱瘓，嚴(yán)重影
響污水處理效果，致使蚯蚓生物濾池難以長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
3.池體構(gòu)造復(fù)雜，填料層數(shù)偏多，填料重量偏大，增加了建設(shè)和施工難度， 致使基建和運(yùn)行管理費(fèi)用增加，影響了蚯蚓生物濾池在資金有限的農(nóng)村開展推廣 和使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有蚯蚓生物濾池在實(shí)際應(yīng)用中存在的不足，設(shè)計(jì)一種 可大幅度提高水力負(fù)荷和污水處理能力，并具有優(yōu)異的抗堵塞性能，可持久穩(wěn)定 運(yùn)行，出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB5084-2005)，具有占地少、操作 簡(jiǎn)單、投資運(yùn)行費(fèi)用低以及資源化程度高的蚯蚓生物濾池。
為達(dá)上述目的，本方明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)處理農(nóng)村分散污水的高負(fù) 荷蚯蚓生物濾池呈圓柱形結(jié)構(gòu)，自上而下由進(jìn)水管、旋轉(zhuǎn)布水器、第一蚯頓生物 濾層、間隔層、第二蚯蚓生物濾層、間隔層和沉淀池構(gòu)成。兩個(gè)蚯躬l生物濾層均 包括由陶粒和蚯蚓構(gòu)成的工作層，和由格柵地板和濾網(wǎng)構(gòu)成的承托層，其中陶粒 是直徑為3mm-7mm，顆粒密度為1. 56X 103kg/m3的輕質(zhì)頁(yè)巖球形陶粒；蚯衂為赤 子愛勝蚯蚓；每個(gè)蚯蚓生物濾層的結(jié)構(gòu)為底部設(shè)有與濾池內(nèi)壁固定連接的孔徑為 6-12目的格柵地板，格柵地板上放置孔徑為2皿-4mm的濾網(wǎng)，濾網(wǎng)上面裝填作 為濾料的高度為30cm-100cm的陶粒；陶粒中接種赤子愛勝蚯躬l的密度為 15000-28000條/m"濾料表面，每條蚯頓重0. 3g;間隔層設(shè)有與大氣相通的通風(fēng) 口；沉淀池上部有合格水的溢流出水管，底部有排泥管；
上述的間隔層設(shè)有與大氣相通的通風(fēng)口是在圍繞濾池池體圓周的層高為
30cm-50cm間隔層中部均勻開設(shè)6-8個(gè)長(zhǎng)30cm-50cm、寬10cm-25cm的矩形通風(fēng) 口，其中每個(gè)間隔層上的通風(fēng)口總面積占該層蚯蚓生物濾層的濾料表面積的 10%-15%。
上述的沉淀池的池底設(shè)有0. 02-0. 25的坡度。 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和突出效果
l.水力負(fù)荷高本發(fā)明采用球形陶粒作為填料，陶粒之間以點(diǎn)接觸，間隙均 勻，過濾阻力小，因此不僅使污泥和蚯蚓糞的混合物容易穿透濾層，克服了濾料 堵塞問題，而且將傳統(tǒng)蚯蚓生物濾池的水力負(fù)荷提高了 3-4倍，達(dá)到4-6mV(m2 d)。
2. 污水處理能力強(qiáng)輕質(zhì)頁(yè)巖球形陶?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、比表面積大、具有優(yōu) 良的吸附性能，適合各種微生物群落在其表面生長(zhǎng)繁殖，形成穩(wěn)定的高活性生物 膜，污染物在蚯躬l和微生物群落的協(xié)同作用下得到了較好的降解效果，使出水達(dá)
到國(guó)家農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB5084-2005),實(shí)現(xiàn)了污水的資源化利用。
3. 污泥減量化與穩(wěn)定化程度高蚯蚓利用自身豐富的酶系統(tǒng)(蛋白酶、脂肪 酶、纖維酶、淀粉酶等)將有機(jī)污染物分解、轉(zhuǎn)化成易于利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，實(shí)現(xiàn) 污泥的穩(wěn)定化，形成以蚯蚓糞為主的少量穩(wěn)定性剩余污泥，這些含有蚯蚓糞的剩 余污泥可作為高效農(nóng)肥和土壤改良劑使用，實(shí)現(xiàn)了污泥的資源化利用。
4. 周邊環(huán)境影響程度小本發(fā)明采用的旋轉(zhuǎn)布水器淋水周期短、布水均勻、 水力沖刷作用強(qiáng)，不僅為濾池中蚯蚓和微生物的生長(zhǎng)提供了適度的氧氣和濕度， 而且在布水時(shí)沖刷掉部分老化生物膜，維持填料表層較薄的、活性更好的新鮮生 物膜，同時(shí)解決了傳統(tǒng)蚯蚓生物濾池滋生濾池蠅和產(chǎn)生臭味的環(huán)境影響問題。
5. 投資運(yùn)行費(fèi)用省本發(fā)明水力負(fù)荷高，是傳統(tǒng)蚯頓生物濾池進(jìn)水水力負(fù)荷
的3-4倍，在相同污水處理量的條件下，濾池占地面積大幅度減小，節(jié)省了投資 費(fèi)用；采用的輕質(zhì)頁(yè)巖陶粒不僅價(jià)格低廉，而且大幅度減輕了濾層的重量，降低 了材料和施工費(fèi)用；由于本發(fā)明克服了傳統(tǒng)蚯蚓生物濾池常常堵塞積水的問題， 可長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，無(wú)需定期更換濾料，管理簡(jiǎn)單，降低了運(yùn)行管理費(fèi)用，使高負(fù) 荷蚯蚓生物濾池可以在資金有限的廣大農(nóng)村推廣使用。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，1—濾池進(jìn)水管，2—旋轉(zhuǎn)布水器，3—第一蚯蚓生物濾層，4—間隔層， 5—第二蚯蚓生物濾層，6—沉淀池，7—輕質(zhì)頁(yè)巖球形陶粒，8—赤子愛勝蚯蚓， 9一濾網(wǎng)，10—格柵地板，ll一通風(fēng)口， 12—排泥管，13—溢流出水管。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明
如圖1所示，高負(fù)荷蚯蚓生物濾池呈圓柱形結(jié)構(gòu)，可以為磚結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼框架結(jié)構(gòu)的混合結(jié)構(gòu)。自上而下由進(jìn)水管l、旋轉(zhuǎn)布水器2、 上部的第一蚯蚓生物濾層3、間隔層4、下部的第二蚯蚓生物濾層5、間隔層4
和沉淀池6構(gòu)成；兩個(gè)蚯蚓生物濾層均包括由陶粒和蚯蚓構(gòu)成的工作層，和由格 柵地板和濾網(wǎng)構(gòu)成的承托層，其中陶粒是直徑力3mm-7mm，顆粒密度為1.56X 103kg/m3的輕質(zhì)頁(yè)巖球形陶粒7;蚯頓為價(jià)格低廉、易馴化、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)的 赤子愛勝蚯蚓8;每個(gè)蚯蚓生物濾層的結(jié)構(gòu)為底部設(shè)有與濾池內(nèi)壁固定連接的孔 徑為6-12目的格柵地板10，格柵地板10為市售的不銹鋼格柵，格柵地板10上 放置市售的質(zhì)輕、耐腐蝕，孔徑為2mm-4mni的合成材料制成的濾網(wǎng)9。濾網(wǎng)9上 面裝填了作為濾料的高度為30cm-100cm的陶粒；陶粒中接種赤子愛勝蚯蚓的密 度為15000-28000條/1112濾料表面，每條蚯蚓重0.3g;間隔層4設(shè)有與大氣相通 的通風(fēng)口ll;沉淀池6上部有合格水的溢流出水管13，底部有排泥管12。
上述的間隔層4設(shè)有與大氣相通的通風(fēng)口 11是指在圍繞池體圓周的，層高 為30cm-50cm間隔層4的中部均勻開設(shè)6-8個(gè)長(zhǎng)30cm-50cm、寬10cm-25cm的矩 形通風(fēng)口 11，其中每個(gè)間隔層4上的通風(fēng)口 11的總面積占該層蚯蚓生物濾層的 濾料表面積的10%-15%，保證濾池池體內(nèi)部與外界空氣對(duì)流交換，使其形成較強(qiáng) 的拔風(fēng)狀態(tài)，解決了蚯蚓生物濾層中的供氧問題。
上述沉淀池6高度為40cm-60cm，為了使池底污泥能滑入污泥斗，池底設(shè)有 0. 02-0. 25的坡度。
工作原理
將農(nóng)村分散污水經(jīng)過設(shè)有格柵的預(yù)處理池后由進(jìn)水管1流入旋轉(zhuǎn)布水器2。 旋轉(zhuǎn)布水器2將污水均勻噴灑在上部的第一蚯蚓生物濾層3上。污水中的懸浮物 和有機(jī)污染物被吸附性能良好的輕質(zhì)頁(yè)巖球形陶粒7截留，進(jìn)一步被附著在濾料 上的微生物群落所降解；赤子愛勝蚯蚓8在濾料中穿梭往來吞噬有機(jī)物污泥和老 化生物膜的同時(shí)，不僅清通了濾料孔隙，增加了濾料的通透性，而且加速了微生 物群落對(duì)有機(jī)質(zhì)的分解，強(qiáng)化了污水的處理效果。上部的第一蚯蚓生物濾層3 的出水滴落至下部的第二蚯蚓生物濾層5，在蚯蚓和微生物的協(xié)同作用下進(jìn)一步 處理污水和污泥，處理后的水進(jìn)入濾池下方的沉淀池6經(jīng)泥水分離后通過溢流出 水管13流出，沉淀下來的含有蚯蚓糞的少量穩(wěn)定污泥由排泥管12定期排出。間 隔層4圍繞池體圓周均勻開設(shè)的通風(fēng)口 11保證池體內(nèi)部與外界空氣對(duì)流交換， 使其形成較強(qiáng)的拔風(fēng)狀態(tài)，解決了蚯蚓生物濾層中的供氧問題。
應(yīng)用實(shí)例以生活污水為處理對(duì)象，采用24h連續(xù)投配方式進(jìn)水，水力負(fù)荷
為4-6mV (m、d)， BODs為110-160mg/L， COD為120-150mg/L， SS為90-l加mg/L， 選取粒徑為3-5mm的輕質(zhì)頁(yè)巖球形陶粒7，第一蚯頓生物濾層3和第二蚯蝴生物 濾層5填裝高度均為45cm，間隔層4層高30cm，圍繞池體圓周均勻開設(shè)8個(gè)50cm X10cm的矩形通風(fēng)口 11。處理效果經(jīng)過高負(fù)荷蚯蚓生物濾池處理后，出水各 項(xiàng)指標(biāo)的平均濃度為:BODs為13mg/L， COD為54. 8mg/L， SS為3. 17mg/L，出水 水質(zhì)達(dá)到國(guó)家農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB5084-2005)，可以用于水作、旱作和蔬菜的 灌溉用水，沉淀池沉淀下來的少量污泥和蚯弼l糞，收集后可以施入田間改良土壤， 或就地堆肥以作農(nóng)肥利用，實(shí)現(xiàn)了污水和污泥的資源化利用。
權(quán)利要求
1. 處理農(nóng)村分散污水的高負(fù)荷蚯蚓生物濾池，其特征在于蚯蚓生物濾池的外形為圓柱形，自上而下由進(jìn)水管(1)、旋轉(zhuǎn)布水器(2)、第一蚯蚓生物濾層(3)、間隔層(4)、第二蚯蚓生物濾層(5)、間隔層(4)和沉淀池(6)構(gòu)成；每個(gè)蚯蚓生物濾層底部設(shè)有與濾池內(nèi)壁固定連接的孔徑為6-12目的格柵地板(10)，格柵地板(10)上放置孔徑為2mm-4mm的濾網(wǎng)(9)，濾網(wǎng)(9)上面裝填直徑為3mm-7mm，顆粒密度為1.56×103kg/m3的輕質(zhì)頁(yè)巖球形陶粒(7)作為濾料，濾料填裝高度為30cm-100cm；在輕質(zhì)頁(yè)巖球形陶粒(7)中均勻接種赤子愛勝蚯蚓(8)的密度為15000-28000條/m2濾料表面，每條赤子愛勝蚯蚓重0.3g；間隔層(4)設(shè)有與大氣相通的通風(fēng)口(11)；沉淀池上部有合格水的溢流出水管(13)，底部有排泥管(12)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理農(nóng)村分散污水的高負(fù)荷蚯蚓生物濾池，其特 征在于所述的間隔層(4)設(shè)有與大氣相通的通風(fēng)口 (11)是，在圍繞池體圓 周的層高為30cm-50cm間隔層(4)中部，均勻開設(shè)6-8個(gè)長(zhǎng)30cm-50cm、寬 10cm-25cm的矩形通風(fēng)口 (11)，其中每個(gè)間隔層(4)上的通風(fēng)口 (11)總面積 占該層蚯躬l生物濾層的濾料表面積的10%-15%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理農(nóng)村分散污水的高負(fù)荷蚯蚓生物濾池，其特 征在于所述的沉淀池(6)的池底設(shè)有0.02-0. 25的坡度。
全文摘要
處理農(nóng)村分散污水的高負(fù)荷蚯蚓生物濾池，涉及一種污水處理裝置。外形為圓柱形，自上而下由進(jìn)水管(1)、旋轉(zhuǎn)布水器(2)、第一蚯蚓生物濾層(3)、間隔層(4)、第二蚯蚓生物濾層(5)、間隔層(4)和沉淀池(6)構(gòu)成；蚯蚓生物濾層自下而上依次設(shè)有與濾池內(nèi)壁固結(jié)的孔徑為6-12目的格柵地板(10)、孔徑為2mm-4mm的濾網(wǎng)(9)和填裝高度30cm-100cm的直徑為3mm-7mm顆粒密度為1.56×10³kg/m³的輕質(zhì)頁(yè)巖球形陶粒(7)，并按每平方米濾料表面投加15000-28000條赤子愛勝蚯蚓(8)。間隔層(4)設(shè)有通風(fēng)口(11)。沉淀池上部有溢流出水管(13)，底部有排泥管(12)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理、水力負(fù)荷大、占地面積少、不易堵塞、工程造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用低?？蓮V泛用于農(nóng)村污水的處理。
文檔編號(hào)C02F3/32GK101391841SQ20081020139
公開日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月20日
發(fā)明者靜 劉, 敏 吳, 健 楊, 夙 王, 邢美燕, 陸志波 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)