一种人工土壤生活污水处理系统及其方法与流程

1.本发明属于污水处理领域，具体涉及一种人工土壤生活污水处理系统及其方法。


背景技术：

2.近年来我国污水建设虽然发展很快，但值得关注的是，全国小型污水处理厂的设施出现了普遍闲置的状况，陷入“有钱建设，无钱运行”的困境。污水处理设施普遍闲置的原因：
3.1.高昂的运行成本和维护费用；
4.2.技术复杂，缺乏训练有素的专业运行管理人员；
5.3.管护不到位，管理主体不具备设施运行管理职责；
6.4.不管规模大小，不惜成本仿效城市的机械化集中处理工艺，盲目追求高标准的水质指标，结果出现了天价的投资和运行费用，以及维护管理困难的工程设施；
7.5.现有的污水处理池仅仅是处理污水，污水处理池中的废气(即臭气或者有毒气体)会排放到空气中，不仅会造成大气污染，还会影响人们的身体健康。
[0008]“有钱建设，无钱运行”是污水处理建设存在的死结，污水工程技术脱离当地的社会经济条件，导致普遍闲置的结果，对污水处理技术路线缺乏有效的科学评估和监督而盲目投资，导致污水设施普遍闲置的困境。“高昂运行成本”而复杂的污水设施，如果没有后续资金投入是难以为继的，将来有可能成为“一堆废铜烂铁”，故而提出一种人工土壤生活污水处理系统及其方法来解决上述所提问题。


技术实现要素：

[0009]
针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种人工土壤生活污水处理系统及其方法，具有出水水质优质稳定、无剩余污泥产量少、不受设置场合限制、操作管理方便，无需电力设备、废气吸收过滤的优点。
[0010]
为实现上述目的，本发明提供一种人工土壤生活污水处理系统，包括气体吸收塔、化粪池和隔油池，以及沿排污方向依次设置的土壤深度工艺池和溢汽井，所述溢汽井的内底部设置有潜水泵且所述潜水泵的输出端连通有一延伸至溢汽井外侧且与用水设备相连通的用水管；
[0011]
所述化粪池和隔油池上均可拆卸的设置有棚盖，两个所述棚盖通过双通气管与气体吸收塔相连通，所述气体吸收塔内设置有石蜡吸收级和活性炭吸收级；
[0012]
所述化粪池和隔油池通过双通排水管与土壤深度工艺池的输入端相连通，所述土壤深度工艺池的输出端与溢汽井输入端通过集水管相连通，所述溢汽井的外侧连通有排水管，所述土壤深度工艺池与溢汽井均设置于具有草坪的土壤中。
[0013]
作为本发明的进一步改进，所述土壤深度工艺池包括设置于上述土壤中的薄膜和两个平行设置于薄膜中的散水管，两个散水管与双通气管相连通且外侧套设有尼龙网，所述散水管和尼龙之间以及薄膜的底部均填充有直径为20-40mm的碎石，所述土壤深度工艺
池还包括两个位于薄膜中的托架且两个所述托架分别位于尼龙网正下方，所述托架与尼龙网之间填充有河砂。
[0014]
作为本发明的进一步改进，所述薄膜呈梯形设计且顶部具有一开口，所述顶部开口与地表面之间具有间隙，所述薄膜为0.3～0.5mm的聚氟乙烯薄膜。
[0015]
作为本发明的进一步改进，所述化粪池和隔油池的出水口高于所述土壤深度工艺池的进水口，所述土壤深度工艺池的进水口高于出水口。
[0016]
作为本发明的进一步改进，所述石蜡吸收级设置在活性炭吸收级的下方，所述气体吸收塔顶部具有一排气管。
[0017]
本发明还提供一种人工土壤生活污水处理方法,包括如下步骤:
[0018]
s1：生活污水首先进入化粪池和隔油池等预处理设施，并经污水经化粪池内厌氧发酵，分解其中的有机物并降低污染物负荷，同时提高污水中养份的含量并杀死污水中的寄生虫卵和病原微生物；
[0019]
s2：在污水预处理的过程中产生的臭气进入到气体吸收塔中并经过其中的石蜡吸收级和活性炭吸收级进行过滤后经排气管排出；
[0020]
s3：预处理后的污水通过双通排水管自流到土壤深度工艺池中并经过其进行处理后通过集水管中进入到溢汽井中进行收集，潜水泵通电开启后可将处理后的水输送至用水设备中进行使用。
[0021]
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方法与现有技术相比，具有的有益效果包括：
[0022]
1.出水水质优质稳定
[0023]
处理出水极其清澈无味，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准，可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。
[0024]
2.无剩余污泥产量少
[0025]
该系统可以在无污泥负荷下运行，实现污泥零排放，降低了污泥处理费用。
[0026]
3.不受设置场合限制
[0027]
该系统流程简单、结构紧凑、不受设置场所限制，适合于任何场合如可以分段连串处理，也可以建设绿化带下面。
[0028]
4.操作管理方便，无需电力设备
[0029]
该工系统因没有电力设施，一旦投入运行后就无需专业人员管理，免电力费用和人工费用，降低运行成本。
[0030]
5.废气吸收过滤
[0031]
该系统在对污水处理的同时对所产生的废气进行处理，避免废气造成大气污染，影响人们的身体健康。
附图说明
[0032]
图1为本发明结构系统原理图；
[0033]
图2为本发明土壤深度工艺池侧视剖面图。
[0034]
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1、气体吸收塔；1a、石蜡吸收级；1b、活性炭吸收级；2、化粪池；3、隔油池；4、土壤深度工艺池；41、薄膜；42、散水
管；43、尼龙网；44、碎石；45、托架；46、河砂；5、溢汽井；6、潜水泵；7、用水管；8、棚盖；9、双通气管；10、双通排水管；11、集水管；12、排水管。
具体实施方式
[0035]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036]
实施例
[0037]
由图1-2给出一种人工土壤生活污水处理系统，包括气体吸收塔1、化粪池2和隔油池3，以及沿排污方向依次设置的土壤深度工艺池4和溢汽井5，溢汽井5的内底部设置有潜水泵6且潜水泵6的输出端连通有一延伸至溢汽井5外侧且与用水设备相连通的用水管7；
[0038]
化粪池2和隔油池3上均可拆卸的设置有棚盖8，两个棚盖8通过双通气管9与气体吸收塔1相连通，气体吸收塔1内设置有石蜡吸收级1a和活性炭吸收级1b；
[0039]
化粪池2和隔油池3通过双通排水管10与土壤深度工艺池4的输入端相连通，土壤深度工艺池4的输出端与溢汽井5输入端通过集水管11相连通，溢汽井5的外侧连通有排水管12，土壤深度工艺池4与溢汽井5均设置于具有草坪的土壤中。
[0040]
具体的，土壤深度工艺池4包括设置于上述土壤中的薄膜41和两个平行设置于薄膜41中的散水管42，两个散水管42与双通气管9相连通且外侧套设有尼龙网43，散水管42和尼龙43之间以及薄膜41的底部均填充有直径为20-40mm的碎石44，土壤深度工艺池4还包括两个位于薄膜41中的托架45且两个托架45分别位于尼龙网43正下方，托架45与尼龙网43之间填充有河砂46。
[0041]
具体的，薄膜41呈梯形设计且顶部具有一开口，顶部开口与地表面之间具有间隙，薄膜41为0.3～0.5mm的聚氟乙烯薄膜。
[0042]
具体的，化粪池2和隔油池3的出水口高于土壤深度工艺池4的进水口，土壤深度工艺池4的进水口高于出水口。
[0043]
具体的，石蜡吸收级1a设置在活性炭吸收级1b的下方，气体吸收塔1顶部具有一排气管。
[0044]
一种人工土壤生活污水处理方法,包括如下步骤:
[0045]
s1：生活污水首先进入化粪池2、隔油池3等预处理设施。污水经化粪池2内厌氧发酵，其中有机物得到部分分解，降低了污染物负荷，也提高了污水中养份的含量，有利于进一步净化和利用。同时，污水中的寄生虫卵和病原微生物在厌氧环境中受生物拮抗作用而被杀死，污水中的粪便也得到了一定的无害化处理；
[0046]
s2：在污水预处理的过程中产生的臭气进入到气体吸收塔1中并经过其中的石蜡吸收级1a和活性炭吸收级1b进行过滤后经排气管排出，石蜡吸收级1a和活性炭吸收级1b均可有效的吸附废气中的有害物质和臭氧分子对其进行净化；
[0047]
s3：处理后的污水自流到土壤深度工艺池4中。在配水系统控制下，污水经布水水管分配到每条渗滤沟中，由于渗滤沟特殊配制的土壤深度工艺池4是由理想的土壤机质组成，有机质含量丰富，因此土壤的团粒结构发达，渗透率高，吸附容量大，通透性较好。同时，
土壤中富含微生物所必须的营养和能源物质，加之适宜的土壤性状为土壤微生物提供了良好的生存繁育环境，因此土壤具有较高的生物活性。污水投配到渗滤沟后，沿土壤渗透上升，通过土壤的物理阻留、土壤吸收、微生物分解及植物吸收一系列作用，有机质被去除，被阻留在土壤中的有机物质在微生物的分解代谢作用、化学反应被分解成无机物，这是去除有机污染物的关键过程；
[0048]
氮的去除：污水中氮的去除总是要经过氨化、硝化和反硝化几个步骤才能完成。污水中的含氮有机物，在生物处理过程中被寄养型的微生物氧化分解，转化为氨氮，然后由自养型硝化细菌将其转化为no3-，最后再由硝化细菌将no3-还原为n2，从而达到脱氮的目的。硝化与反硝化反应分别是在好氧与厌氧条件下发生，因此必须要实现两种截然相反的反应条件的转换。土壤法中间歇性的转换布水使系统内实质上进行着布水与干化的交替更换的状态。这样使得常规生化处理方法难以实现脱氮目的土壤深度工艺池4可以实现硝化与反硝化的顺利完成；
[0049]
磷的去除：磷是造成地面水富营养化的限制性营养物质。磷的去除主要是由磷的化学沉淀反应过程控制的。污水或土壤溶液中的磷以h2po4-(酸性环境下)和hpo42-(碱性条件下)形式存在。与nh3-n在土壤中较高的移动性有所不同，磷酸根离子很容易与土壤中大量存在的ca2+、al3+、fe3+等发生化学反应，生成各种难溶性磷酸盐，通常称之为磷的土壤固；
[0050]
草坪植物对营养元素的吸收也是污水净化的重要途径。植物的生长可吸收营养盐类，动物(如蠕虫和线虫等)穿行于土粒间，可使土壤疏松。污水就是这样在土壤的物理作用、化学作用下得到处理和净化的；
[0051]
处理完毕后的水液通过集水管11中进入到溢汽井5中进行收集，潜水泵6通电开启后可将处理后的水输送至用水设备中进行使用。
[0052]
本发明的人工土壤生活污水处理系统及其方法的作用机理
[0053]
1、物理过滤：土壤颗粒间的孔隙能截留、滤除废水中的悬浮颗粒。土壤颗粒的大小、颗粒间孔隙的形状、大小、分布及水流流送通道的性质都影响物理过滤效率。土壤堵塞主要由于悬浮颗粒太多太大，溶解性有机物被微生物代谢生成物以及有机物厌氧分解等造成。堵塞的控制方法：1、加强废水隔油池，化粪池预处理管理尽量减少悬浮颗粒进入新型人工土壤渗滤场。2、必要时可以采取灌水(湿期)与休田落干(干期)的交替轮接，使其能恢复土壤的截污过滤能力；
[0054]
2、物理吸附和物理沉积：土壤中粘土矿物等能吸附土壤中的中性分子——由于非极性分子之间范德华力所致。废水中的部分重金属离子在土壤胶体表面由于阳离子交换作用而被置换、吸附并生成难溶物被固定于矿物的晶格中；
[0055]
3、物理化学吸附：金属离子与土壤中的无机胶体与有机胶体由于螯合而形成螯合化合物；有机物与无机物的复合化而生成复合物；重金属离子与土壤进行阳离子交换而被置换吸附；某些有机物与土壤中重金属生成可吸附性螯合物而固定于土壤矿物的晶格中；
[0056]
4、化学反应与沉淀：重金属离子与土壤的某些组分进行化学反应生成难降性化合物而沉淀。如调节并改变土壤的氧化还原电位生成难溶性硫化物；改变ph能生成金属氢氧化合物；另外一些化学反应能生成金属磷酸盐和有机中金属等而沉积在土壤中；
[0057]
5、微生物的代谢和有机物的分解：土壤中含有大量异养性微生物能对土壤颗粒中
悬浮有机固体和溶解性有机物进行生物降解。厌氧状态时厌氧菌能对有机物进行发酵分解，对亚硝酸盐和硝酸盐进行反硝化脱氮。
[0058]
表1.处理去除效果
[0059]
项目codcrbod5nh3-ntp去除率》85％》95％》90％》98％
[0060]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。