专利名称：多介质地下渗滤乡村污水处理系统的装置及其方法
技术领域：
本发明属于污水处理领域，具体地说是多介质地下渗滤乡村污水处理系统的装置及 其方法。
背景技术：
地下渗滤污水处理技术是通过渗滤介质的生物、化学和物理作用，使污水中的有机 物得以降解，无机盐以固定，氮、磷等营养物得以资源化利用，具有深度除磷脱氮，运 行管理方便和运行费用低等优点，是一种具有应用潜力的污水生态处理技术。于是，先 后开发了污水地下渗滤与中水回用技术(专利号96115446.2)，强化布水式地下渗滤污 水处理方法及系统(专利号02130946.9)，强化布水式地下渗滤污水处理设备(专利号 02256764.X)等高效技术。然而，现有的地下渗滤污水处理技术，仍存在易堵塞等问题， 限制了其在我国乡村生活污水处理中的广泛应用。因此，开发经济高效、低成本运行、 不易堵塞的地下渗滤新技术，具有广阔的需求和社会需要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足之处，而提供了一种多介质地下渗滤 乡村污水处理系统的装置及其方》去
本发明目的可以通过下述方式来实现本发明多介质地下渗滤乡村污水处理 系统的装置，它是由透气层、毛管浸润层、透水层、多介质生态模块层、布水槽、集水 层、防渗层和聚氨酯滤网组成；多介质地下渗滤污水处理装置为梯形槽体，集水层位于 防渗层上部，多介质生态模块层与集水层连接；布水槽置于透水层内部，通过土工布与 透水层连接；毛管浸润层置于布水槽上方，通过聚氨酯滤网与布水槽连接，透气层置于 毛管浸润层之上；多介质地下渗滤乡村污水系统装置高1.3—2.0cm。
所述透气层由原生介质和砾石组成，体积配比为80-90:10-20，高20-30cm;所述毛 管浸润层由粒径0.5-5cm灰渣组成，高20—30cm;所述透水层由粒径2-5cm的砾石组 成，透水层高20—50cm;所述透气层上方种植麦冬草和萱草景观或其他经济植物。
所述多介质模块层由嵌套填充的透水滤料和多介质功能滤料构成，高8 — 15cm;所 述透水滤料由粒径为l-5mm砾石、2-5mm改性沸石和10-20mm的灰渣组成，优化体积
比例为砾石改性沸石灰渣为60-90: 5-10: 5-10，高4一10cm;所述多介质功能滤料
3由粉煤灰、生物质材料、原生粘土、废弃铁矿石组成，粉煤灰生物质材料原生粘土:
废弃铁矿石重量比例为70-90: 10-35: 5-15: 1-10，经800—150(TC高温烧结而成；所 述集水层高20—30cm。
所述的多介质地下渗滤乡村污水处理系统的方法污水由布水管引入布水槽，布水 槽内污水在毛细管作用下，经聚氨酯滤网过滤后，依次提升至毛细管浸润层和透气层， 污染物在色谱效应作用下得以初步分离，毛管水升高到一定高度后，重力作用又使其下 降，并通过透水层进入由多介质模块层而得到深度净化，净水经过集水层收集后外排或 资源化利用。
所述的多介质地下渗滤乡村污水处理系统的装置，在地面开挖一梯形池体，在池 体底部挖成三角坡面，底部和四周铺设防渗布，池体前端设有配水管，池体尾部设置集 水管。
本发明是一种多介质生态工程技术，其原理是通过多种介质相互协调的生物、化学 和物理作用，使污水中的有机物得以降解，无机盐得以固定，氮、磷等营养物得以资源 化利用。多介质地下渗滤生态技术将毛管渗滤、微生物氧化、介质吸附、固定和生物提 取有机结合，采用在亚表层布水的方式投配污水，将污水投配到具有一定构造和良好扩 散性能的介质层中，使污水中的污染物在生态系统的物质循环中进行分离、降解、吸附 和固定，净化水质，使污水中的能量通过生态系统的能量流动逐级充分利用，以维持生
态系统的良性平衡。不仅对COD，氨氮、总氮和总磷有极高的去除效率，还能够实现 污水的资源化利用；即可在无动力或微动力情况下运行，又不增加建设成本，适合于处 理乡村中小规模生活排水和养殖废水的深度处理。
本发明与现有技术相比，具有如下优点
多介质地下渗滤生态技术将毛管浸润、生物氧化、介质吸附、固定和植物提取有机 结合，采用在亚表层布水的方式投配污水，将污水投配到具有一定构造和良好扩散性能 的介质层中，使污水中的污染物在生态系统的物质循环中进行分离、降解、吸附和固定， 净化水质，使污水中的能量通过生态系统的能量流动逐级充分利用，以维持生态系统的 良性平衡。
多介质地下渗滤乡村污水处理系统的装置及其方法的毛细管浸润布水方式，增强了 污染物在介质中的色谱分离效应，提升了水位，增加了水力停留时间。将具有良好的水 力传导性能，能有效附着微生物的多介质功能滤料和透水材料嵌套填充的多介质生态滤 层引入毛管渗滤的重力过滤段，减少占地面积大和提高水力负荷率的同时，有效防止地 下渗滤系统易堵塞的问题。
4在微动力和水力负荷率为15-25cm/d的情况下，多介质地下渗滤乡村污水处理系统 的装置，对生活污水中COD的去除率为85-95%、 NH3-N为90-98%、 TP为卯-99%，
能够实现生活污水的深度处理和资源化，适合处理中小规模乡村生活污水和养殖废水。
图1是本发明的结构及工艺示意图。
图中数字说明透气层l、毛管浸润层2、透水层3、多介质生态模块层4、布水槽 5、集水层6、防渗层7和聚氨酯滤网8。
具体实施例方式
下面列举3个实施例，并结合附图对本发明加以进一步说明，但本发明不只限于这 些实施例。 实施例1
本发明多介质地下渗滤乡村污水处理系统的装置在地面开挖一梯形池体，在池体 底部挖成三角坡面，底部和四周铺设防渗布，池体前端设有配水管，池体尾部设置集水管。
装置是由透气层l、毛管浸润层2、透水层3、多介质生态模块层4、布水槽5、集 水层6、防渗层7和聚氨酯滤网8组成；透气层1置于毛管浸润层2之上；集水层6位 于防渗层7上部，多介质生态模块层4与集水层连接；布水槽5置于透水层3内部，通 过土工布与透水层3连接；毛管浸润层2置于布水槽5上方，通过聚氨酯滤网8与布水 槽5连接；多介质地下渗滤乡村污水系统装置高1.7m。 实施例2
污水由布水管引入布水槽5，布水槽5内污水在毛细管作用下，经聚氨酯滤网8过 滤后，依次提升至毛细管浸润层2和透气层1，污染物在色谱效应作用下得以初步分离， 毛管水升高到一定高度后，重力作用又使其下降，并透过透水层3进入由多介质模块层 4而得到深度净化，净水经过集水层6收集后外排或资源化利用。
多介质地下渗滤乡村污水处系统的装置高1.7m，透气层30cm，毛管浸润层30cm， 透水层20cm，多介质模块层60cm，集水层30cm。多介质功能滤料粒径为8mm，共填
充6层，透水材料砾石改性沸石灰渣体积配比为80: 10: 10，共填充5层。在水力
负荷20cm/m2 d情况下，进水COD 200mg/L， NH3-N 20mg/L， TN 30mg/L， TP 5mg/L 时，出水COD 30mg/L， NH3-N 2.6mg/L， TN 5.2 mg/L， TP 0,25mg/L，去除率分别为COD 85%， NH3-N87%， TN83%, TP 95%。
5实施例3
方法与实施例2相同；多介质地下渗滤乡村污水处理系统的装置高1.7m，透气层 30cm，毛管浸润层30cm，透水层20cm，多介质模块层60cm，集水层30cm。多介质功 能滤料粒径8mm，共填充6层，透水材料砾石改性沸石灰渣体积配比为80: 10: 10，共填充5层。在水力负荷15cmZm2d情况下，进水COD 200mg/L， NH3-N20mg/L， TN 30mg/L，TP 5mg/L时，出水COD 28mg/L，NH3-N 1.8mg/L， TN 4.3 mg/L， TP 0.22mg/L， 去除率分别为COD 86%， NH3-N91%， TN86%, TP 96%。
权利要求
1. 多介质地下渗滤乡村污水处理系统的装置，其特征在于它是由透气层(1)、毛管浸润层(2)、透水层(3)、多介质生态模块层(4)、布水槽(5)、集水层(6)、防渗层(7)和聚氨酯滤网(8)组成；多介质地下渗滤污水处理装置为梯形槽体，集水层(6)位于防渗层(7)上部，多介质生态模块层(4)与集水层连接；布水槽(5)置于透水层(3)内部，通过土工布与透水层(3)连接；毛管浸润层(2)置于布水槽(5)上方，通过聚氨酯滤网(8)与布水槽(5)连接，透气层(1)置于毛管浸润层(2)之上；多介质地下渗滤乡村污水系统装置高1.3—2.0cm。
2. 根据权利要求1所述的多介质地下渗滤乡村污水处理系统的装置，其特征在于 所述透气层(1)由原生介质和砾石组成，体积配比为80-90:10-20，高20-30cm;所述 毛管浸润层(2)由粒径0.5-5cm灰渣组成，高20—30cm;所述透水层(3)由粒径2-5cm 的砾石组成，透水层(3)高20—50cm;所述透气层(1)上方种植麦冬草和萱草景观 或其他经济植物。
3. 根据权利要求1所述的多介质地下渗滤乡村污水处理系统的装置，其特征在于 所述多介质模块层(4)由嵌套填充的透水滤料和多介质功能滤料构成，高8 — 15cm; 所述透水滤料由粒径为卜5mm砾石、2-5mm改性沸石和10-20mm的灰渣组成，体积比 例为砾石改性沸石灰渣为60-90: 5-10: 5-10，高4 —10cm;所述多介质功能滤料由粉煤灰、生物质材料、原生粘土、废弃铁矿石组成，粉煤灰生物质材料原生粘土废弃铁矿石重量比例为70-90: 10-35: 5-15: 1-10，经800—1500。C高温烧结而成；所 述集水层(6)高20 — 30cm。
4. 由权利要求1所述的多介质地下渗滤乡村污水处理系统的方法，其特征在于污水由布水管引入布水槽(5)，布水槽(5)内污水在毛细管作用下，经聚氨酯滤网(8) 过滤后，依次提升至毛细管浸润层(2)和透气层(1)，污染物在色谱效应作用下得以 初步分离，毛管水升高到一定高度后，重力作用又使其下降，并通过透水层(3)进入 由多介质模块层(4)而得到深度净化，净水经过集水层(6)收集后外排或资源化利用。
全文摘要
本发明涉及多介质地下渗滤乡村污水处理系统的装置及其方法。它是由透气层、毛管浸润层、透水层、多介质模块层、布水槽、集水层、防渗层和聚氨酯滤网组成，详细结构及方法见说明书。本发明的优点是用毛细管布水方式，增强了色谱分离效应；将多介质生态滤层引入重力过滤段，减少占地面积和提高水力负荷的同时，解决了易于堵塞问题。在微动力和水力负荷为15-25cm/m<sup>2</sup>d情况下，多介质地下渗滤系统对COD的去除率为85-95％，NH<sub>3</sub>-N为90-98％，TP为90-99％，能够实现乡村生活污水的深度处理和资源化。
文档编号C02F1/44GK101456608SQ200910076030
公开日2009年6月17日 申请日期2009年1月5日 优先权日2009年1月5日
发明者游 周, 张国华, 李仰斌, 籍国东, 谢崇宝, 丰 郭 申请人:北京大学;中国灌溉排水发展中心