一種微創(chuàng)開挖多介質(zhì)地下滲濾回用于灌溉用水的處理裝置制造方法
【專利摘要】一種微創(chuàng)開挖多介質(zhì)地下滲濾回用于灌溉用水的處理裝置：輔助裝置和布水裝置連接位于集水裝置的上方，高度差為2m；輔助裝置的結(jié)構(gòu)是兩層鐵絲網(wǎng)中間填充復(fù)方碳酸鈣顆粒；布水裝置是多個(gè)平行排列的布水槽，每個(gè)布水槽內(nèi)的周邊鋪設(shè)復(fù)合土工膜，復(fù)合土工膜內(nèi)填充有礫石，礫石內(nèi)包裹有一個(gè)布水管，布水管的管壁上開設(shè)有水孔；布水槽具有一坡度；集水裝置是多個(gè)平行排列的集水槽，集水槽內(nèi)填充有礫石；一收水管與布水槽呈平行鋪設(shè)，收水管的管壁上開設(shè)有水孔；收水管具有一坡度；布水裝置中布水管的一端連接進(jìn)水管，集水裝置中收水管相應(yīng)進(jìn)水管的另一端連接出水管；出水管連接集水池，集水池的污水潛污泵連接回流管，回流管連接至輔助裝置中。
【專利說明】—種微創(chuàng)開挖多介質(zhì)地下滲濾回用于灌溉用水的處理裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種污水處理裝置，具體涉及一種微創(chuàng)開挖多介質(zhì)地下滲濾回用于灌溉用水的處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]農(nóng)業(yè)是我國用水最多的產(chǎn)業(yè)，用水總量4000億m3，占總用水量的70%以上，其中農(nóng)田灌溉用水量3600億~3800億m3，占農(nóng)業(yè)用水量的90% -95%。農(nóng)業(yè)灌溉每年平均缺水300多億m3，平均每年受旱面積2146.67萬hm2，占全國耕地的1/5，成災(zāi)面積860萬hm2，每年因旱災(zāi)減產(chǎn)糧食100億~150億kg。
[0003]我國西北地區(qū)深居內(nèi)陸，干旱少雨，水資源短缺。通過一套環(huán)保實(shí)用的處理設(shè)施，將單戶、多戶農(nóng)村居民生活污水進(jìn)行收集處理，回用于農(nóng)田灌溉用水，既可以節(jié)約用水，有效緩解西北地區(qū)水資源的短缺，又可以緩解旱情，提高糧食產(chǎn)量。
[0004]土壤滲濾系統(tǒng)常用于村鎮(zhèn)污水處理，可建設(shè)一個(gè)小型土壤滲濾系統(tǒng)以供單戶或多戶生活污水處理，此類型案例工程已有很多，實(shí)際應(yīng)用效果較好。但是傳統(tǒng)滲濾系統(tǒng)工程量相對較大，建設(shè)費(fèi)用高，因而急需一種新型的地下滲濾系統(tǒng)，減少建設(shè)費(fèi)用，保證出水水質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種微創(chuàng)開挖多介質(zhì)地下滲濾回用于灌溉用水的處理裝置，以改進(jìn)公知技術(shù)中存在的缺陷。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的微創(chuàng)開挖多介質(zhì)地下滲濾回用于灌溉用水的處理裝置，由埋設(shè)在地下的輔助裝置、布水裝置和集水裝置組成；其中:
[0007]輔助裝置的結(jié)構(gòu)是:上下兩層鐵絲網(wǎng)之間填充有復(fù)方碳酸鈣顆粒，復(fù)方碳酸鈣顆粒是采用由乙烯-醋酸乙烯共聚體、香豆酮-茚樹脂、合成石蠟樹脂等合成的常溫?zé)崛勰z黏劑與碳酸鈣粉末混合制作成的中空球形碳酸鈣顆粒，然后向其中注射甲醇溶液后封口 ；復(fù)方碳酸鈣顆粒外壁厚度為2-30mm，其中碳酸鈣和甲醇的質(zhì)量比為15:8 ;復(fù)方碳酸鈣顆粒與下層鐵絲網(wǎng)之間鋪放無紡?fù)凉げ迹?br> [0008]布水裝置的結(jié)構(gòu)是:多個(gè)平行排列的布水槽，每個(gè)布水槽內(nèi)的周邊鋪設(shè)復(fù)合土工膜，復(fù)合土工膜內(nèi)填充有粒徑為5-20cm礫石，礫石內(nèi)包裹有一個(gè)布水管，布水管的一端連接進(jìn)水管，另一端封閉；布水管的管壁上每隔10-20cm開設(shè)有水孔，水孔直徑為l-3cm;
[0009]輔助裝置和布水裝置為同向設(shè)置且上下相連接；
[0010]集水裝置設(shè)置在布水裝置的下方，與布水裝置的高度差為2m，兩者之間是原位的土壤；
[0011]集水裝置的結(jié)構(gòu)是:多個(gè)平行排列的集水槽，該些集水槽與布水槽為垂直向地設(shè)置，集水槽內(nèi)填充有粒徑為5-30CH1 礫石，礫石中投放有緩釋殺蟲劑；一收水管與布水槽呈平行鋪設(shè)，并位于中間兩個(gè)布水槽之間的中垂線上；收水管對應(yīng)布水管連接進(jìn)水管的一端封閉，收水管的另一端連接出水管；收水管的管壁上每隔10-20cm開設(shè)有水孔，水孔直徑為l_3cm ；
[0012]布水槽和收水管具有一坡度，坡向出水管的方向，布水槽的坡度為1:300，收水管的坡度為1:200 ；
[0013]出水管連接集水池,集水池中有硝酸鹽濃度檢測儀、加熱裝置和污水潛污泵,污水潛污泵連接一回流管，回流管埋設(shè)在輔助裝置的復(fù)方碳酸鈣顆粒中，每隔10-20cm開設(shè)有水孔，水孔直徑為l_3cm。
[0014]所述的處理裝置中，布水管采用DN100的PVC管，收水管采用DN150的PVC管。
[0015]所述的處理裝置中，收水管上方修筑一道防滲墻，以防止布水管的出水在水平方向上溢流。
[0016]所述的處理裝置中，地面表層土壤種植有去污能力強(qiáng)、具有景觀效果的菖蒲、香蒲、蘆葦、美人蕉、鳶尾和再力花。
[0017]所述的處理裝置中，進(jìn)水管的進(jìn)水為經(jīng)過簡單預(yù)處理的生活污水。
[0018]所述的處理裝置中，生活污水為普通的三格式化糞池中的污水。
[0019]本發(fā)明的處理裝置，構(gòu)造方式獨(dú)特，污水凈化效果優(yōu)良，在實(shí)際應(yīng)用中只需開挖布水槽、集水槽和收水管部分，使建設(shè)費(fèi)用降低了 50%左右，進(jìn)一步減少了土壤滲濾裝置建設(shè)費(fèi)用，降低土壤處理這種高效生態(tài)凈化裝置在各地普及的難度系數(shù)。此外，約有30%的再生水回灌地下水，能夠有效地緩解西北地區(qū)地下水資源的緊缺狀況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的微創(chuàng)開挖多介質(zhì)地下滲濾回用于灌溉用水的處理裝置的正面示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明的微創(chuàng)開挖多介質(zhì)地下滲濾回用于灌溉用水的處理裝置的側(cè)面示意圖；
[0022]圖3是圖2中沿1-1線的剖面示意圖；
[0023]圖4是圖2中沿2-2線的剖面示意圖。
[0024]附圖中主要標(biāo)記符號(hào)說明:
[0025]三格式化糞池I ;進(jìn)水管2 ;進(jìn)水閥門3 ;植物4 ;表面土壤5 ;鐵絲網(wǎng)6 ;復(fù)方碳酸鈣顆粒7 ;無紡?fù)凉げ己丸F絲網(wǎng)8 ；5-20cm的礫石9 ;布水管10 ;復(fù)合土工膜11 ;中層土壤12 ；土壤13 ;收水管14 ；5-30cm的礫石15 ;出水閥門16 ;出水管17 ;集水池18 ;硝酸鹽濃度檢測儀19 ;加熱裝置和污水潛水泵20 ;回流管21 ;防滲墻22。
【具體實(shí)施方式】:
[0026]以下對本發(fā)明作更詳細(xì)的說明。需要事先說明的是，以下內(nèi)容中給出的具體條件和數(shù)據(jù)，只是用以幫助理解和實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案，而不是對本發(fā)明的限定。
[0027]本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)請參閱圖1、圖2、圖3和圖4。
[0028]本發(fā)明提供的處理裝置，其主要結(jié)構(gòu)包括輔助裝置、布水裝置和集水裝置；
[0029]輔助裝置和布水裝置為上下相連接，與集水裝置的垂直深度差為2m，中間為原位的土壤9 ;處理裝置的整體長15m,寬14m。
[0030]輔助裝置鋪設(shè)鐵絲網(wǎng)6以及無紡?fù)凉げ己丸F絲網(wǎng)8，鐵絲網(wǎng)6以及無紡?fù)凉げ己丸F絲網(wǎng)8兩者中間填充粒徑大小不等中空的復(fù)方碳酸鈣顆粒7，復(fù)方碳酸鈣顆粒是采用常溫?zé)崛勰z黏劑和碳酸鈣粉末混合制作成的中空球形碳酸鈣顆粒，然后向其中注射甲醇溶液后封口，復(fù)方碳酸鈣顆粒外壁厚度2-30mm不等，其中碳酸鈣和甲醇的質(zhì)量比為15:8。
[0031]布水裝置中，布水管10的一端通過進(jìn)水閥門3連接進(jìn)水管2，另一端封閉；
[0032]集水裝置中，收水管14對應(yīng)進(jìn)水管2的一端封閉，收水管14的另一端通過出水閥門16連接出水管17。
[0033]布水裝置距地面垂直深度為0.5-lm,由一系列平行排列的寬20_40cm、深20_30cm的布水槽及槽內(nèi)的布水管10組成；其中布水槽之間的距離為150-200cm，坡度為1:300，坡向出水口方向。
[0034]布水槽四周鋪設(shè)一層5mm厚的復(fù)合土工膜11,內(nèi)部填充粒徑為5_20cm的碌石9 ；布水管10采用DN100的PVC管，一端連接進(jìn)水管2，另一端封閉，包裹在礫石9內(nèi)；布水管10的管壁均勻布設(shè)有水孔，每隔10_20cm布一個(gè)水孔，水孔直徑為l_3cm。
[0035]集水裝置距地面垂直深度為2.5-3m,由一系列平行排列的寬30_50cm、深30_40cm的集水槽和一根收水管14組成；其中收水管14位于中間兩個(gè)布水槽之間的中垂線上，坡度1:200，坡向出水口方向；集水槽與收水管14垂直鋪設(shè)，集水槽之間的距離為150-200cm。集水裝置設(shè)置在土壤13上。
[0036]收水管14采用DN150的PVC管，相應(yīng)進(jìn)水管2的另一端連接出水管17，收水管14連接出水管17的另一端封閉；收水管14均勻布孔，每隔10-20cm布一個(gè)水孔，水孔直徑為l-3cm ;集水槽內(nèi)部填滿粒徑為5-30cm的礫石15，礫石15中投放一定數(shù)量的緩釋殺蟲劑。
[0037]出水管17連接集水池18，池中有硝酸鹽濃度檢測儀19、加熱裝置和污水潛污泵20，污水潛污泵20連接回流管21，回流管21連接至輔助裝置的中空球形碳酸鈣顆粒中，而且回流管21在輔助裝置中每隔10-20cm開設(shè)有水孔，水孔直徑為l-3cm。
[0038]在收水管14正上方0.5m、距地面垂直深度0.5_lm處修筑一道防滲墻22，深2m，防止布水管的水流在水平方向上溢流。
[0039]本發(fā)明的處理裝置進(jìn)水為經(jīng)過簡單預(yù)處理的生活污水，一般為化糞池中的污水，化糞池為普通的三格式化糞池I。
[0040]在埋設(shè)布水裝置和集水裝置的表面土壤5中種植去污能力強(qiáng)、具有景觀效果的菖蒲、香蒲、蘆葦、美人蕉、鳶尾和再力花4，以提高裝置的景觀效果，同時(shí)增強(qiáng)脫氮除磷的效果O
[0041] 由于西北地區(qū)土壤土質(zhì)疏松、粉砂含量高、滲透性好(飽和滲透系數(shù)KS>1.5X 10_6m/s)，保證了污水在原位土壤中的向下滲透；布水槽中5-20cm的礫石9和均勻布孔的布水管10保證了污水的均勻布水；集水槽中5-30cm的礫石15粒徑大于原位土壤12粒徑，滲透性更好，結(jié)合均勻布孔的收水管14，保證了裝置的收水效率。
[0042]經(jīng)過本發(fā)明的裝置處理后的污水回用率大約在60-70%左右，沒有回用的約30%-40%的污水繼續(xù)向下流動(dòng)，經(jīng)過土壤和包氣帶的深層凈化后，達(dá)到地表1V類水標(biāo)準(zhǔn)，回灌地下水，補(bǔ)充地下水資源。
[0043]本發(fā)明充分利用土壤獨(dú)特的理化性質(zhì)(如較大的比表面積及一定的孔隙度等)和土壤中種類繁多、數(shù)量巨大的微生物，主要通過土壤中微生物的降解吸收作用，配合土壤對污水的過濾、沉積和吸附等物理作用，以及氧化還原、離子交換和絡(luò)合沉淀等化學(xué)作用，達(dá)到有效脫氮除磷，高效去除氨氮，充分分解去除有機(jī)物的目的，同時(shí)對病原微生物也具有高效的生態(tài)去除作用。此外，當(dāng)裝置出水中污染物濃度較高時(shí)，可通過回流管回流借助復(fù)方碳酸鈣顆粒提供堿度和碳源，保障裝置處理污水的穩(wěn)定性。
[0044]本發(fā)明構(gòu)造方式獨(dú)特，污水凈化效果優(yōu)良，在實(shí)際應(yīng)用中只需開挖布水槽、布水管、集水槽和收水管部分，使建設(shè)費(fèi)用降低了 50%左右，進(jìn)一步減少了土壤滲濾裝置建設(shè)費(fèi)用。
[0045]本發(fā)明的裝置在實(shí)際使用的過程是:
[0046]生活污水經(jīng)過三格式化糞池I處理后，通過進(jìn)水管2和進(jìn)水閥門3進(jìn)入到布水管10中。
[0047]布水管10位于布水槽中。布水槽由布水管10、包裹布水管10的5_20cm的礫石9和復(fù)合土工膜11組成；布水管10上均勻地開設(shè)有出水孔，坡度為1:300，坡向出水口方向；進(jìn)水后污水均勻分布到布水槽中，由于復(fù)合土工膜11防水、滲透系數(shù)小，污水向上溢出布水槽，在自身重力和土壤毛細(xì)作用下，在中層土壤12中向下流動(dòng)。污水流動(dòng)到距地表2.5m左右后，由于流體動(dòng)力學(xué)原理(水流的方向應(yīng)沿阻力最小的路徑流動(dòng))，約60-70%的污水進(jìn)入到集水槽中填充的5-30cm的礫石15中；約30-40%污水繼續(xù)向下流動(dòng)，經(jīng)過土壤和包氣帶的深層凈化后，達(dá)到地表1V類水標(biāo)準(zhǔn)，回灌地下水。
[0048]進(jìn)入到集水槽中的污水經(jīng)過收水管14管壁上的孔隙進(jìn)入到收水管14中，收水管14的坡度為1:200，坡向出水口方向，因而經(jīng)處理后的污水在重力作用下沿收水管14經(jīng)出水閥門16，由出水管17排出。
[0049]出水管17連接集水池18，集水池18中有硝酸鹽濃度檢測儀19，當(dāng)出水中的硝酸鹽濃度超過額定值時(shí)集水池開啟加熱裝置20，出水加熱到40-50°C后污水潛污泵開啟將出水泵入回流管21輸送至輔助裝置中，在輔助裝置中出水經(jīng)回流管空隙澆灌復(fù)方碳酸鈣顆粒7，復(fù)方碳酸鈣顆粒7為粒徑大小不等中空的復(fù)方碳酸鈣顆粒且外壁厚度不均，在40-50°C的溫水環(huán)境中復(fù)方碳酸鈣外壁逐漸溶解，外壁薄的顆粒先破裂，外壁厚的顆粒后破裂，碳酸鈣顆粒用以調(diào)節(jié)裝置中的堿度，同時(shí)釋放出其中的甲醇，為反硝化過程提供碳源，保障裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。復(fù)方碳酸鈣顆?？删S持裝置穩(wěn)定運(yùn)行一年。
[0050]在表面土壤5中種植去污能力強(qiáng)、具有景觀效果的植物4，主要包括菖蒲、香蒲、蘆葦、美人蕉、鳶尾和再力花，以提高裝置的景觀效果，同時(shí)增強(qiáng)脫氮除磷的效果。
[0051]本發(fā)明的進(jìn)水主要是西北地區(qū)農(nóng)村生活污水，進(jìn)水水質(zhì)為(單位:mg/L):200≤ COD ≤400 ；150 ≤ BOD5 ≤ 300 ；150 ≤SS≤ 300。
[0052]出水水質(zhì)(單位:mg/L):C0D≤50 ；B0D5 ≤ 60 ；SS ≤80 ;出水水質(zhì)完全滿足《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB5084-2005)要求。
【權(quán)利要求】
1.一種微創(chuàng)開挖多介質(zhì)地下滲濾回用于灌溉用水的處理裝置，由埋設(shè)在地下的輔助裝置、布水裝置和集水裝置組成；其中: 輔助裝置的結(jié)構(gòu)是:上下兩層鐵絲網(wǎng)之間填充有復(fù)方碳酸鈣顆粒，復(fù)方碳酸鈣顆粒是采用常溫?zé)崛勰z黏劑和碳酸鈣粉末混合制作成的中空球形碳酸鈣顆粒，然后向其中注射甲醇溶液后封口 ；復(fù)方碳酸鈣顆粒外壁厚度為2-30mm，其中碳酸鈣和甲醇的質(zhì)量比為15:8 ；復(fù)方碳酸鈣顆粒與下層鐵絲網(wǎng)之間鋪放無紡?fù)凉げ迹? 布水裝置的結(jié)構(gòu)是:多個(gè)平行排列的布水槽，每個(gè)布水槽內(nèi)的周邊鋪設(shè)復(fù)合土工膜，復(fù)合土工膜內(nèi)填充有粒徑為5-20cm碌石,碌石內(nèi)包裹有一個(gè)布水管,布水管的一端連接進(jìn)水管，另一端封閉；布水管的管壁上每隔10-20cm開設(shè)有水孔，水孔直徑為l-3cm ； 輔助裝置和布水裝置為同向設(shè)置且上下相連接； 集水裝置設(shè)置在布水裝置的下方，與布水裝置的高度差為2m，兩者之間是原位的土壤； 集水裝置的結(jié)構(gòu)是:多個(gè)平行排列的集水槽，該些集水槽與布水槽為垂直向地設(shè)置，集水槽內(nèi)填充有粒徑為5-30cm礫石，礫石中投放有緩釋殺蟲劑；一收水管與布水槽呈平行鋪設(shè)，并位于中間兩個(gè)布水槽之間的中垂線上；收水管對應(yīng)布水管連接進(jìn)水管的一端封閉，收水管的另一端連接出水管；收水管的管壁上每隔10-20cm開設(shè)有水孔,水孔直徑為l-3cm ；布水槽和收水管具有一坡度，坡向出水管的方向，布水槽的坡度為1:300，收水管的坡度為1:200 ； 出水管連接集水池,集水池中有硝酸鹽濃度檢測儀、加熱裝置和污水潛污泵，污水潛污泵連接一回流管，回流管埋設(shè)在輔助裝置的復(fù)方碳酸鈣顆粒中，每隔10-20cm開設(shè)有水孔，水孔直徑為1-3cm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的處理裝置，其中，布水管采用DN100的PVC管，收水管采用DNl50 的 PVC 管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的處理裝置，其中，收水管上方修筑一道防滲墻，以防止布水管的出水在水平方向上溢流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理裝置，其中，地面表層土壤種植有去污能力強(qiáng)、具有景觀效果的菖蒲、香蒲、蘆葦、美人蕉、鳶尾和再力花。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理裝置，其中，進(jìn)水管的進(jìn)水為經(jīng)過簡單預(yù)處理的生活污水。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理裝置，其中，生活污水為普通的三格式化糞池中的污水。
【文檔編號(hào)】C02F3/32GK103880186SQ201410108294
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】張列宇, 席北斗, 李國文, 李鳴曉, 李曹樂, 王建新 申請人:中國環(huán)境科學(xué)研究院