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潛流式園林濾池污水處理系統.pdf

摘要
申請專利號:

CN201010282852.6

申請日:

2010.09.16

公開號:

CN102398991A

公開日:

2012.04.04

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情:

授權|||著錄事項變更IPC(主分類):C02F 3/32變更事項:申請人變更前:天津城市建設學院變更后:天津城建大學變更事項:地址變更前:300384 天津市西青區津靜公路26號變更后:300384 天津市西青區津靜公路26號|||實質審查的生效IPC(主分類):C02F 3/32申請日:20100916|||公開

IPC分類號:

C02F3/32

主分類號:

C02F3/32

申請人:

天津城市建設學院

發明人:

文科軍; 吳麗萍

地址:

300384 天津市西青區津靜公路26號

優先權:

專利代理機構:

代理人:

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內容摘要

一種潛流式園林濾池污水處理系統,屬污水處理領域。依據村鎮地形地勢,與綠地或綠化工程實施一體化設計與施工,無需另占土地,包括前處理單元、滲濾調節單元、復合人工濕地單元;復合人工濕地單元由潛流式園林濾池和表面流人工濕地組成。潛流式園林濾池表面覆有粘土層,種植園林濕地植物,處理系統后面連接當地景觀水體,作為其主體補水水源。本發明為生物生態組合技術,處理系統流程簡單,維護管理方便,工藝靈活,處理效果好,可依據污水水質、水量變化特征,合理分配前處理單元和復合人工濕地單元污染物負荷,優化配置各單元工藝參數,防止濾料層的堵塞,確保系統的低耗與穩定,也體現了與園林綠地融合的節地性、與景觀美化的生產性與游憩性。

權利要求書

1: 一種潛流式園林濾池污水處理系統, 其特征在于 : 主要依據村鎮的地形地勢, 與庭 院、 綠地或濕地、 道路綠化實施統一規劃, 一體化設計與施工, 無需另占土地。
2: 根據權利要求 1 所述的潛流式園林濾池污水處理系統, 其特征在于 : 主要包括前處 理單元、 滲濾調節單元、 復合人工濕地單元, 所述復合人工濕地單元的出水端與當地景觀水 體相連接, 作為景觀水體的主體補水水源。
3: 根據權利要求 2 所述的潛流式園林濾池污水處理系統, 其特征在于 : 所述滲濾調 節單元由快速滲濾池、 調節池組成。所述快速滲濾池由若干串接的濾池構成, 池中鋪設有 1.2-2.5m 厚濾料層, 所述濾料以粘土母礦為主體, 依據顆粒粒徑由小到大, 由下至上分層鋪 設或沿水流方向分塊鋪設。
4: 根據權利要求 2 所述的潛流式園林濾池污水處理系統, 其特征在于 : 所述復合人工 濕地單元由潛流式園林濾池和表面流人工濕地組成, 所述潛流式園林濾池由垂直流園林濾 池和水平流園林濾池組成。
5: 根據權利要求 4 所述的潛流式園林濾池污水處理系統, 其特征在于 : 所述潛流式園 林濾池與表面流人工濕地之間設有跌水式出水槽。
6: 根據權利要求 4 所述的潛流式園林濾池污水處理系統, 其特征在于 : 所述潛流式園 林濾池由若干濾池串接組成, 池內鋪設有 1.5-2m 厚濾料層, 濾料層頂部依次設有透水隔膜 和 20-50cm 厚粘土層, 其中種植園林濕地植物。
7: 根據權利要求 4 所述的潛流式園林濾池污水處理系統, 其特征在于 : 所述潛流式園 林濾池設有排氣盲管。
8: 根據權利要求 6 所述的潛流式園林濾池污水處理系統, 其特征在于 : 所述園林濕地 植物主要以鄉土耐水濕喬、 灌木構樹、 杜梨、 金絲垂柳、 白柳、 楓楊、 水杉、 池杉、 饅頭柳、 水曲 柳、 河柳、 木槿、 紫穗槐等為主。
9: 根據權利要求 1 所述的潛流式園林濾池污水處理系統, 其特征在于 : 所述前處理單 元、 滲濾調節單元、 潛流式園林濾池均設有污泥排放口, 所述各污泥排放口通過污泥管接入 污泥池, 所述各部分之間通過污水管道連接, 并且設有若干管道井和檢查井。

說明書


潛流式園林濾池污水處理系統

    技術領域 本發明涉及污水處理領域, 尤其涉及一種村鎮污水生態處理的潛流式園林濾池污 水處理系統, 主要結合綠地規劃設置潛流式園林濾池來處理村鎮生活污水、 畜禽養殖廢水 等, 在實現污水凈化與資源化利用、 獲取林副產品的同時, 達到污水處理與園林景觀效益一 體化的目標。
     背景技術
     隨著小城鎮和新農村建設的迅猛發展, 城鎮化進程日益加快, 人民生活水平不斷 提高, 村鎮生活污水的排放量隨之驟增, 由此引發的環境惡化與環境質量要求間矛盾也在 提升。村鎮數量多而分散, 缺乏必要的與景觀相一致的污水收集與處理設施, 往往隨意排 放, 造成資源浪費和環境的日益惡化, 嚴重影響村鎮的生存環境, 也制約了經濟發展。而村 鎮污水由于氮磷含量較高, 又是導致河流和湖泊富營養化, 以及地下水和土壤污染的主要 因素之一。
     村鎮人均用水量相對較低, 其產業結構存在區域性的特定差異, 污水排放量大都 3 在 1000 ~ 10000m /d 的范圍內, 其中以生活、 養殖污水為主, 因受雨季及用水量時空變化系 數的影響, 在量與質上都存在不均勻性和不穩定性。
     村鎮污水水質、 水量變動性大, 而技術力量薄弱, 因此, 污水處理系統不能單按 COD, SS 等綜合性污染指標作為工藝選擇的根據, 除滿足較強的水力沖擊負荷和排水的安全 性、 資源化需求外, 還須兼顧工藝與當地環境的融合及景觀的一致性, 尋求一種投資省、 工 藝流程簡單、 運行費用低、 處理效果好、 維護管理便捷, 可結合現有綠地或綠地規劃而無需 另占用土地的污水處理工藝。致力于這種污水處理工藝的科學化、 標準化、 資源化、 生態化 和美學化, 可謂是國際污水處理走向自然化、 多元化的重要研究方向和新趨勢。 發明內容 本發明的目的是針對村鎮污水水量及水質變化系數大, 生活、 養殖污水氮磷含量 較高的特點, 綜合考慮污水處理的系統化、 生態化及排水的安全性與再利用, 以及環境景 觀、 生產效益的一致性要求, 提出一種運行費用低、 工藝流程簡單、 運行管理簡便, 處理效果 好, 不另占用土地, 且具有經濟效益的潛流式園林濾池污水處理系統。
     為實現上述目的, 本發明的技術方案是 : 構造一種潛流式園林濾池污水處理系統, 依據村鎮的地形地勢, 與庭院、 綠地或濕地、 道路綠化實施統一規劃, 一體化設計與施工, 無 需另占土地, 包括前處理單元、 滲濾調節單元、 復合人工濕地單元 ; 所述前處理單元主要包 括隔柵、 集水池、 混凝 - 沉淀一體化池等設施, 集水池中設有潛污泵, 作為處理系統的動力 裝置 ; 所述滲濾調節單元由快速滲濾池、 調節池組成, 作為處理系統的主調節單元 ; 所述復 合人工濕地單元由潛流式園林濾池和表面流人工濕地組成, 作為系統的主要處理單元。所 述潛流式園林濾池表面覆有粘土層, 其中種植園林濕地植物 ; 所述表面流人工濕地出水端 與當地景觀水體相連接, 作為該景觀水體的主要補水水源。
     本發明采用生物生態組合處理技術, 構建潛流式園林濾池污水處理系統。處理流 程可充分利用村鎮地形地勢以及道路綠地進行合理設計, 工藝流程簡單, 維護管理方便。 污 水經前處理單元后, 除去大部分的漂浮物和顆粒物, 水質、 水量經均化后進入快速滲濾池 和調節池, 進一步去除 SS, 增強污水的可生化性, 提高污水中的含氧量, 調控后續復合人工 濕地單元的進水方式, 有利于該單元的生物處理。在復合人工濕地處理單元, 一方面利用 園林濕地植物強大根系所建立的生物共生體對氮磷的吸收、 吸附作用, 以及對濾料層的輸 氧功能, 即建立在根際區的好氧環境和根際邊緣區的厭氧環境, 使硝化菌和反硝化菌發生 硝化和反硝化作用, 將污水中有機物轉化為植物能直接吸收利用的簡單成分而去除。另 一方面, 濾池中濾料以粘土母礦為主體, 如頁巖、 礫石等, 通過過濾、 截流、 吸附作用, 使濾 料表面附著大量的營養物, 為生物的生長創造條件。附著其上的生物膜, 發生同步硝化與 反硝化作用, 分解有機物, 并有效吸收硝態氮和氨氮。通過生物的吸收、 濾料的吸附和化 學沉淀反應, 以及除磷菌、 固氮菌的綜合作用, 人工濕地對污水中氮、 磷的去除效果十分顯 著??傊?, 利用園林濾池、 濕地生態系統的生產、 消費與還原者的食物鏈與物質的循環利用 的生態學過程, 可持續地提高污水的凈化效率, 并能有效去除病原微生物, 使出水水質達到 GB18918-2002( 城鎮污水處理廠污染物排放標準 ) 一級 A 標準。 附圖說明
     圖 1 為本發明的系統結構示意圖。具體實施方式
     本發明提供了一種潛流式園林濾池污水處理系統, 依據村鎮的地形地勢, 與庭院、 綠地或濕地、 道路綠化實施統一規劃, 一體化設計與施工, 無需另占土地, 包括前處理單 元 1、 滲濾調節單元 2、 復合人工濕地單元 3 ; 所述前處理單元 1 主要包括隔柵、 集水池、 混 凝 - 沉淀一體化池等設施, 集水池中設有潛污泵, 作為處理系統的動力裝置 ; 所述滲濾調節 單元 2 由快速滲濾池 4、 調節池 5 組成, 作為處理系統的主調節單元 ; 所述復合人工濕地單 元 3 由潛流式園林濾池 6 和表面流人工濕地 7 組成。所述潛流式園林濾池 6 表面覆有粘土 層, 其中種植園林濕地植物, 所述表面流人工濕地 7 的出水端與當地景觀水體 12 相連接, 作 為景觀水體的主體補水水源。
     所述前處理單元的主要作用包括 : 濾除污水中體積較大的固體物, 預防后續單元 濾料的堵塞 ; 調節水質、 水量, 實現混凝、 沉淀一體化, 以少的占地實現快速沉淀分離, 尤其 當復合人工濕地單元處在植物培育期或冬季水質、 水量不穩定的階段能通過前處理單元加 強水質的凈化作用, 保障運行期處理系統具有穩定的凈化效率。
     所述快速滲濾池 4 由若干串接的濾池構成, 池中鋪設有 1.2-2.5m 厚濾料層, 所述 濾料以粘土母礦為主體, 如礫石、 頁巖等, 依據顆粒粒徑由小到大, 由下至上分層鋪設或沿 水流方向分塊鋪設, 提高污水中溶解氧濃度, 調節污水的可生化性。
     所述潛流式園林濾池 6 由垂直流園林濾池 8 和水平流園林濾池 9 組成, 所述垂直 流園林濾池 8 和水平流園林濾池 9 均由若干濾池串接組成, 池內鋪設有 1.5-2m 厚濾料層, 濾料層頂部依次設有透水隔膜和 20-50cm 厚粘土層, 其中種植園林濕地植物, 這樣做提高 了濕地對園林植物的支撐力, 以防風倒, 也具有對濕地的保溫作用, 及防臭和游憩性功能。所述園林濕地植物以鄉土耐水濕植物構樹、 杜梨、 金絲垂柳、 白柳、 楓楊、 水杉、 池杉、 饅頭 柳、 水曲柳、 河柳、 木槿、 紫穗槐等為主, 因木本耐水濕植物在水污染治理中可以發揮多種生 產者作用 : 樹木通過自身生長代謝大量吸收氮磷等水體中的營養物質, 而其中一些種類還 可以吸收、 富集不同類型的礦物成分, 根系分泌物和其他水土生物協同降解有機污染物 ; 通 過為微生物創造生存環境, 促進其新陳代謝, 以分解污水與濾料中可生物降解的有機物, 供 植物吸收利用, 同時又能抑制低等藻類的生長, 控制富營養化。
     所述潛流式園林濾池設有排氣盲管 14, 用以排出污水中污染物生物降解過程中產 生的 CO2、 NH4 等氣體, 同時也起到一定的充氧作用。
     所述潛流式園林濾池 8 與表面流人工濕地 9 之間設有跌水式出水槽 10, 以提高出 水中的溶解氧濃度。
     所述表面流人工濕地 9 由若干濾池串接組成, 池內鋪設有 1-1.5m 厚濾料層, 并種 植水生植物, 所述水生植物主要以觀賞性水生植物, 如荷、 蓮、 菰茭、 鳶尾等為主, 也可放養 適量觀賞性魚類。
     所述前處理單元 1、 滲濾調節單元 2、 潛流式園林濾池 6 均設有污泥排放口, 所述各 污泥排放口通過污泥管接入污泥池 13, 以便集中處理。
     所述前處理單元 1、 滲濾調節單元 2、 復合人工濕地單元 3 各部分之間通過污水管 道連接, 并且設有若干管道井和檢查井, 既保障處理工藝的穩定性, 又可調節各單元工藝參 數, 達到最佳處理效率。
     本發明的優勢是 :
     (1) 處理系統具有較強的抗沖擊負荷能力。 考慮污水水質、 水量特征和排水的環境 安全性, 根據年、 季、 月、 天的進水特征, 植物生長狀況和各單元工藝特性, 合理分配前處理 單元和復合人工濕地單元污染物負荷, 優化配置各單元工藝組合的運行參數, 確保處理系 統的低耗和持續穩定。 如在冬季, 植物進入休眠和生物活性降低的情況下, 基于該時段用水 量較少, 可加強前處理單元的處理效率, 降低復合人工濕地單元污染負荷, 也可通過調節滲 濾調節單元工況, 使污水以間歇式進水方式進入濕地單元, 提高系統的除氮能力, 而潛流式 園林濾池表面的覆土層能有效防止冰凍, 保障污水處理系統始終持續、 穩定地運行。
     (2) 系統運行受季節影響小, 確保在低溫環境中系統的處理效果與排水安全。 生活 污水的水溫在冬季常常高于一般水體, 因此可采取以下措施確保在低溫環境中本發明的處 理效率 : ①篩選耐寒、 耐水濕的常綠植物與喜溫植物進行合理搭配, 可避免因季節的變化導 致水質出現的明顯波動。②潛流式園林濾池表面覆蓋有 20-50cm 厚的粘土, 具有保溫、 支撐 樹木、 防臭和游憩性等作用, 還可避免夏季蚊蠅的滋生。③通過調節潛流式園林濾池水位, 有利于冰凍期在覆土層與濾料層之間形成冰蓋層, 進一步加強保溫效果, 確保濾料層冬季 的生物活性。
     (3) 處理工藝簡單實用, 不宜堵塞, 性能穩定, 出水水質好。 潛流式園林濾池污水處 理系統工藝簡單, 操作性強, 可充分發揮各處理單元的凈化功能。前處理單元較高的 SS 去 除能力, 有效防止濾料層的堵塞 ; 滲濾調節單元除對水質水量進一步調節外, 還可調節后續 復合人工濕地單元的進水方式, 提高潛流式園林濾池的硝化能力, 防止生物殘體對濾料的 堵塞, 而潛流式園林濾池中多年生園林喬、 灌植物的應用, 避免了水生植物枯死后磷的重新 釋放, 保障出水水質。(4) 污水處理與園林景觀融為一體, 環境、 經濟效益顯著。潛流式園林濾池污水處 理系統可根據村鎮的地形地勢, 與庭院、 綠地或濕地、 道路綠化實施統一規劃, 一體化設計 與施工, 無需另占土地, 降低污水處理能耗, 節約投資、 降低運行成本, 實現污水的資源化利 用; 園林濕地植物配置則采用耐水濕、 耐污染且具有景觀和經濟價值的喬、 灌、 草結合的造 景方式, 以本地的鄉土樹種為主, 實施科學搭配, 利用樹木龐大根系的分泌吸收、 生物調節、 通氣疏導、 生物附著等作用, 提高潛流式園林濾池的可持續性污水處理能力, 充分體現了與 園林綠地融合的節地性、 與景觀美化的生產性與游憩性, 促進生態、 經濟和社會三大效益的 良性互動。

關 鍵 詞:
潛流 園林 濾池 污水處理 系統
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