專利名稱：污水高效土地處理工藝的人工加壓增氧系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于污水生態(tài)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種污水高效土地處理工藝的 人工加壓增氧系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于農(nóng)村沒有合理的糞便收集措施，相關(guān)的生活污水及畜禽養(yǎng)殖業(yè)所產(chǎn)生的糞 便、廢水、動(dòng)物血、蛋殼等污染物質(zhì)得不到有效的處理。另外，一些小城鎮(zhèn)、公園、海濱旅游 地、新開發(fā)的住宅區(qū)、賓館飯店等由于不具備設(shè)置污水處理站的條件，使得這些地區(qū)90%以 上的污水未經(jīng)處理直接排放到附近的海洋、河流、湖泊中，污染了水源和環(huán)境，導(dǎo)致水體中 的N、P超標(biāo)，富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，甚至水體變黑。而傳統(tǒng)的城市污水處理工藝由于投資巨大、運(yùn)行管理復(fù)雜、對(duì)技術(shù)要求較高，在經(jīng) 濟(jì)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱、技術(shù)水平相對(duì)較低的村鎮(zhèn)難以實(shí)施。土地處理技術(shù)(地下滲濾、快速滲濾、 慢速滲濾、人工濕地等工藝)由于能有效地去除bod5、C0D，又具有脫氮除磷能力，而且成本 低、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，逐步得到推廣應(yīng)用。但是傳統(tǒng)的污水土地處理系統(tǒng)不足之處在于占地面積相對(duì)較大、受氣候影響大， 冬季運(yùn)行效果差、夏天滋生蚊蠅、有一定氣味，且隨著處理系統(tǒng)的運(yùn)行，數(shù)年后污水處理效 率逐漸降低，系統(tǒng)易發(fā)生堵塞及吸附飽和、只有厭氧段，脫氮除磷效果差等。人工土地處理系統(tǒng)對(duì)污水的凈化，利用土壤里的微生物，通過好氧、兼氧、厭氧微 生物的作用對(duì)污染物進(jìn)行分解、轉(zhuǎn)化，由于土地處理系統(tǒng)自身的特點(diǎn)，往往會(huì)造成系統(tǒng)的復(fù) 氧不足，影響好氧微生物的的活性，造成硝化反應(yīng)下降，氨氮難以去除。而且微生物分解能 力下降，有機(jī)污染物易對(duì)系統(tǒng)造成阻塞，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不正?；蛘邿o法正常運(yùn)行。為解決上述復(fù)氧問題，申請(qǐng)?zhí)枮?00410017M4. 5的中國(guó)專利污水處理的無 動(dòng)力通氣復(fù)氧系統(tǒng)，在污水土地處理裝置布水管、集水管之間的土壤滲濾層中布置穿孔通 氣管，穿孔通氣管外表包覆高分子疏水性透氣膜，形成透氣不透水的通氣管，其兩端連接的 導(dǎo)氣管分別與地表的抽氣扇相連以及直接與大氣相通。系統(tǒng)采用風(fēng)能抽氣扇對(duì)處理系統(tǒng)自 然通風(fēng)，不消耗電能，解決了供氧問題，但是存在以下缺陷1、采用自然通風(fēng)，不能根據(jù)進(jìn)水 水質(zhì)、水量調(diào)整曝氣量；2、高分子疏水性透氣膜損壞后更換困難，且造價(jià)較高；3、采用自然 通風(fēng)，風(fēng)壓較小，空氣到土壤的傳質(zhì)效率相對(duì)較低，復(fù)氧效果較差。申請(qǐng)?zhí)枮?00820080804. 7的中國(guó)專利污水人工土地系統(tǒng)復(fù)氧層結(jié)構(gòu)，其復(fù)氧層 設(shè)置于生態(tài)填料人工土地處理系統(tǒng)的厭氧槽下方與好氧層之間，復(fù)氧層與其他工作層之間 用尼龍網(wǎng)隔開，復(fù)氧層配置多孔材料，其孔隙度為4(Γ50%，在復(fù)氧層中間設(shè)置一水平通氣 管，水平通氣管兩端同垂直通氣管相連，水平通氣管以螺旋方式在其四周打孔。該方式采用 空氣復(fù)氧，與申請(qǐng)?zhí)枮?00410017544. 5的中國(guó)專利存在同樣的缺陷空氣的壓力較小，空 氣到土壤的傳質(zhì)效率相對(duì)較低，復(fù)氧效果較差，不易控制運(yùn)行工況，脫氮除磷效果較差。發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種污水高效土地處理工藝的人工加壓 增氧系統(tǒng)，通過人工加壓增氧提高空氣的傳遞效率和復(fù)氧效果，強(qiáng)化土壤微生物對(duì)污水中 污染物的降解凈化功能，從而實(shí)現(xiàn)污水土地處理系統(tǒng)脫氮除磷的功能，提高出水的效果。本實(shí)用新型技術(shù)方案如下在污水高效土地處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一由曝氣風(fēng) 機(jī)、空氣擴(kuò)散裝置組成的人工加壓增氧系統(tǒng)，所述空氣擴(kuò)散裝置位于土地處理系統(tǒng)水面以 下并通過管道與曝氣風(fēng)機(jī)相連；預(yù)處理后的污水進(jìn)入土地處理系統(tǒng)，空氣經(jīng)曝氣風(fēng)機(jī)加壓后 通過空氣擴(kuò)散裝置以小氣泡的形式擴(kuò)散到系統(tǒng)的污水中，達(dá)到向污水中充氧和攪拌的目的。所述空氣擴(kuò)散裝置采用管壁開孔的曝氣管或擴(kuò)散板等，不局限于本文的說明。所述曝氣管上開孔的孔口朝下。所述污水高效土地處理系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，經(jīng)預(yù)處理的污水通過進(jìn)水管經(jīng)埋設(shè)在布水層 中的布水管緩慢向填料與集水層擴(kuò)散，空氣經(jīng)曝氣風(fēng)機(jī)加壓后通過空氣擴(kuò)散裝置以小氣泡 的形式擴(kuò)散到系統(tǒng)的污水中，達(dá)到向污水中充氧和攪拌的目的，在生物填料顆粒間孔隙的 截留、濾除以及微生物的共同作用下，污水中的污染物質(zhì)得到去除。最終，處理后的水通過 集水管上的開孔匯集于集水管中，經(jīng)排水管排出土地處理系統(tǒng)。所述污水高效土地處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中一旦發(fā)生堵塞，曝氣風(fēng)機(jī)可通過空氣擴(kuò)散 裝置向土地處理系統(tǒng)提供空氣，進(jìn)行氣一水反沖洗，反沖洗出水通過集水管收集由反沖洗 排水管排出土地處理系統(tǒng)。所述污水高效土地處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中空氣擴(kuò)散裝置鼓出的空氣和由于微生物 新陳代謝產(chǎn)生的氣體經(jīng)填料與集水層中的出氣管收集排出系統(tǒng)，該出氣管位于填料與集水 層上方靠近土壤層、穿過土壤層并伸出地面以上，氣體直接排放到大氣或收集后集中處理。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、與傳統(tǒng)污水土地處理系統(tǒng)相比，增加人工加壓增氧系統(tǒng)，空氣經(jīng)曝氣風(fēng)機(jī)壓縮 后通過空氣擴(kuò)散裝置以小氣泡的形式擴(kuò)散到系統(tǒng)的污水中，達(dá)到充氧及攪拌的目的，空氣 傳遞效率高，復(fù)氧效果好，生物膜更新速度快，實(shí)現(xiàn)了土地處理系統(tǒng)去除氨氮的功能，提高 了出水水質(zhì)；小氣泡的攪拌作用能有效防止布水層、填料與集水層堵塞，緩解了傳統(tǒng)污水土 地處理系統(tǒng)堵塞的問題；2、與傳統(tǒng)污水土地處理系統(tǒng)相比，增加人工加壓增氧系統(tǒng)，形成好氧土地處理系 統(tǒng)，有效減輕了系統(tǒng)出氣的臭味；3、與其他土地處理系統(tǒng)復(fù)氧方式相比，人工加壓增氧的強(qiáng)度、時(shí)間不受外界環(huán)境 因素的影響，可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量等調(diào)整土地處理系統(tǒng)的曝氣量、曝氣時(shí)間、曝氣面積，保 證穩(wěn)定的處理效果。
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的斷面示意圖。其中，1、集水管；2、曝氣管；3、布水管；4、防滲膜；5、砂層；6、布水層；7、填料與集 水層；8、土壤層；9、出氣管；10、反沖洗進(jìn)水管；11、反沖洗排水管；12、曝氣風(fēng)機(jī)；13、進(jìn)水管；14、排水管。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。如圖1和圖2所示，本發(fā)明包括一梯形斷面的槽體，在地面以下挖掘而成，四周和 底部鋪有防滲膜4。其中填充有三部分，自下而上依次為砂層5，布水層6、填料與集水層7、 土壤層8，以及鋪設(shè)于布水層5中的布水管3、曝氣管2和填料與集水層7中的集水管1、出 氣管9。布水管3和集水管1的管壁上開有多個(gè)孔。其中，布水管3靠近底部，上面用卵石 覆蓋，集水管1在填料與集水層7的上部靠近土壤層8處。曝氣管2根據(jù)污水處理設(shè)計(jì)(孔 徑、數(shù)量等)在管道上開孔，鋪設(shè)在布水層中，其中一端封閉，另一端與曝氣風(fēng)機(jī)相連接。進(jìn) 水管13、反沖洗進(jìn)水管10分別與布水管3相連，排水管14、反沖洗排水管11與集水管1相 連。生物填料與集水層7和土壤層8之間用網(wǎng)格分隔開。防滲膜4位于設(shè)計(jì)斷面的底部及 斜邊上，主要作用是防止污水污染地下水。經(jīng)過預(yù)處理的污水通過進(jìn)水管13經(jīng)埋在布水層6的穿孔布水管進(jìn)入土地處理系 統(tǒng)，空氣經(jīng)曝氣風(fēng)機(jī)12加壓后通過埋在布水層6的曝氣管2以小氣泡的形式擴(kuò)散到土地 處理系統(tǒng)的污水中，達(dá)到充氧和攪拌的目的，污水自下而上依次流經(jīng)布水層6、填料與集水 層(煤渣、珍珠巖、碎石、建筑垃圾等)5。有機(jī)污染物質(zhì)進(jìn)入土地處理系統(tǒng)后，首先通過生物 填料顆粒間的孔隙的過濾、吸附作用被截留下來。在生物填料層中生存著種類繁多、數(shù)量巨 大的微生物，它們對(duì)污水中的有機(jī)固體和溶解性有機(jī)物、氮、磷等具有強(qiáng)大的降解與轉(zhuǎn)化能 力。生物分解、轉(zhuǎn)化后的殘留物和惰性物質(zhì)留在土壤中，成為土壤母質(zhì)的一部分。通過控制 土地處理系統(tǒng)的曝氣時(shí)間、曝氣量、曝氣面積，脫氮細(xì)菌和除磷細(xì)菌在好氧一厭氧交替的環(huán) 境下完成對(duì)氮磷化合物的去除。最終，處理后的水通過集水管上的開孔匯集于集水管1中 經(jīng)排水管14排出土地處理系統(tǒng)。土地處理系統(tǒng)頂部土壤層8上種有植被，提高了土地的利 用率，防止臭味散發(fā)，同時(shí)達(dá)到保溫、美化環(huán)境的作用。運(yùn)行過程中土地處理系統(tǒng)一旦發(fā)生堵塞，可通過反沖洗進(jìn)水管10、反沖洗排水管 11對(duì)布水層、填料與集水層進(jìn)行反沖洗，反沖洗過程中，曝氣風(fēng)機(jī)12可通過曝氣管2向土地 處理系統(tǒng)提供空氣，土地處理系統(tǒng)進(jìn)行氣一水反沖洗，提高反沖洗效果，節(jié)省反沖洗水量， 解決了布水層、填料與集水層堵塞的問題。同時(shí)對(duì)布水管3和集水管1表面進(jìn)行沖洗，有效 解決了傳統(tǒng)工藝長(zhǎng)期運(yùn)行易產(chǎn)生堵塞的問題，反沖洗出水通過集水管1收集經(jīng)反沖排水管 11排出土地處理系統(tǒng)。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)例中，防滲膜厚1. 2mm，布水層厚200mm，碎石填料的有效 高度為650mm，上面覆蓋270mm厚的粘土，起到保溫與防止臭味散發(fā)的作用。布水管、集水 管、曝氣管均采用穿孔管，小孔與垂直方向成15°，兩排斜向下。其中布水管、曝氣管位于布 水層中，集水管和多個(gè)出氣管位于土壤和填料層之間。通過檢測(cè)進(jìn)出水濃度，系統(tǒng)對(duì)COD、 BOD5的去除率分別達(dá)到80%、85%以上，對(duì)總磷、氨氮的去除率分別達(dá)到40 50%、30 40%。權(quán)利要求1.一種污水高效土地處理工藝的人工加壓增氧系統(tǒng)，其特征在于它包括曝氣風(fēng)機(jī)和空 氣擴(kuò)散裝置，所述空氣擴(kuò)散裝置位于土地處理系統(tǒng)水面以下并通過管道與曝氣風(fēng)機(jī)相連； 預(yù)處理后的污水進(jìn)入土地處理系統(tǒng)，空氣經(jīng)曝氣風(fēng)機(jī)加壓后通過空氣擴(kuò)散裝置以小氣泡的 形式擴(kuò)散到系統(tǒng)的污水中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工加壓增氧系統(tǒng)，其特征在于所述的空氣擴(kuò)散裝置采用管 壁開孔的曝氣管或擴(kuò)散板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的人工加壓增氧系統(tǒng)，其特征在于所述的曝氣管一端封閉，另 一端與曝氣風(fēng)機(jī)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的人工加壓增氧系統(tǒng)，其特征在于所述的曝氣管上開孔的孔口 朝下。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種污水高效土地處理工藝的人工加壓增氧系統(tǒng)，其特征在于在污水高效土地處理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加一由曝氣風(fēng)機(jī)、空氣擴(kuò)散裝置組成的人工加壓增氧系統(tǒng)，所述空氣擴(kuò)散裝置位于土地處理系統(tǒng)水面以下并通過管道與鼓風(fēng)機(jī)相連；預(yù)處理后的污水進(jìn)入土地處理系統(tǒng)，空氣經(jīng)曝氣風(fēng)機(jī)加壓后通過空氣擴(kuò)散裝置以小氣泡的形式擴(kuò)散到系統(tǒng)的污水中，達(dá)到向污水中充氧和攪拌的目的，復(fù)氧效果好，傳質(zhì)效率高，生物膜更新快，處理效率高，并有效緩解了土地處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中堵塞的問題。
文檔編號(hào)C02F3/02GK201825778SQ20102054881
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者郭一令 申請(qǐng)人:青島理工大學(xué)