間歇進水土壤—植物脫氮裝置的製作方法

2023-11-04 13:01:32

專利名稱：間歇進水土壤—植物脫氮裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型專利涉及汙水處理領域，具體涉及一種間歇進水土壤一植物脫氮裝置。
背景技術：
近年來中國環境狀況公報顯示，全國地表水和七大水系主要汙染指標為高錳酸鹽 指數、石油類和氨氮等。太湖湖體高錳酸鹽指數、總磷年均值分別達到III類、IV類水質標準， 但因總氮汙染嚴重，湖體水質為劣V類，處於中度富營養狀態。滇池環湖河流為重度汙染， 主要汙染指標為氨氮。水體中氮含量的超標已越來越成為導致或加速水體富營養化的限制 性因素。隨著國家對工業、企業點源汙水排放造成汙染的重視，城市汙水處理設施的建設 經歷了一個發展高潮時期，平均每年建汙水處理廠十幾座，我國點源汙水治理初見成效，但 排汙總量未見明顯減少。由面源農業施肥和生活汙水引起的氮汙染已逐漸成為湖庫水體富 營養化的主要氮汙染源。對生活汙水的治理，發達國家普遍採用的方法是集中式汙水處理 廠。為了減少進入英國泰晤士河、歐洲萊茵河、美國Homewood運河和密西西比河、日本的江 戶川和多摩川等河流的汙染物質的量，政府加大了城市汙水處理廠的建設力度。此外，採用 分散式處理的國家日漸增多。例如，巴西、瑞典和北美等。日本從1977年實行農村汙水處 理計劃以來，農村汙水處理的普及率已達到相當水平，全國大約有700萬套小型生活汙水 淨化裝置(稱為淨化槽)在使用之中，其中1999年之後使用的淨化槽重視脫氮功能，但淨化 槽的製造成本較高。澳大利亞開發了 「FILTER」系統，它利用汙水進行作物灌溉，通過灌溉 土地處理後，再利用地下暗管將其匯集和排出。該工藝脫氮效率不高，且存在暗管排水系統 造價較高，在地下水位較高的地區應用有困難的缺點。歐美國家中穩定塘技術應用於汙水 處理，但脫氮效率不高。理論和實踐均表明，傳統的汙水處理技術脫氮效率低，處理設施的設計及運行管 理依賴於現有經驗，沒有形成完備的理論，缺乏完善的數學模型來指導建設和生產，且基建 與運行費用高。因此，尋求低成本、高效率的廢水脫氮工藝以減輕水體富營養化的壓力迫在眉睫。生物一生態性措施是利用水生生物的生命活動，對水中氮、磷等營養物質及其他 汙染物進行人工強化的遷移、轉化、降解和代謝，從而使水體得到淨化的方法。生態工程脫 氮途徑包括吸附、吸收、揮發以及硝化、反硝化作用等。生物一生態工程技術相對來說成本 較低，節能，無二次汙染，是廢水脫氮的主要研究趨勢之一。常用的技術有水生植物修復 技術、浮島技術及前置庫技術等。目前，許多研究者本著節能、環保的原則，圍繞高效脫氮 生物一生態型新工藝的研發，進行了填料選擇、系統設計、作物篩選及過程模擬等方面的探 索，但是系統脫氮效率低以及堵塞等問題，需要進一步研究，實際運行的穩定性、可靠性等 方面還有待提高。從我國目前的情況來看，開展廢水脫氮技術的深入研究和應用工藝的開 發，走可持續發展之路，為今後從源頭上解決水體富營養化問題提供必要且有效的技術保障，才能夠取得良好的經濟效益和社會效益。 發明內容本實用新型的目的在於針對水體中氮含量的超標及由此引發的常規和非常規性 的藻類異常爆發，提供一種生物一生態型深度脫氮裝置，能夠持久和安全地去除水中氮的 同時逐步發揮生態效應，促進入湖河道及湖體向良性健康方向回歸和恢復，且成本低，節 能，無二次汙染。為實現這樣的目的，本實用新型所採取的技術方案是一種間歇進水土壤一植物脫 氮裝置，該裝置採用圓柱體，它由筒體、進水口、出水口、水平管、外界相通管及土樣和間隙 水採樣口構成；進水口處於筒體的上部，出水口位於筒體的下部，筒體內設有水平管，水平 管上有孔，外界相通管的一端與水平管成直角相通，另一端開口於筒體上，在筒體上還設有 土樣和間隙水採樣口。出水口位於裝置下部，系統出水可根據需要接入表面流人工溼地。本實用新型中所說的水平管通過外界相通管與筒體外部相通，外界相通管的管口 處用橡皮塞塞住，堵塞時可以拔下外界相通管的橡皮塞進行反衝洗，水平管均勻布孔，這樣 既有利於裝置的復氧和微生物的著床，又能避免床體內死水區域的形成。上述方案中所說的土樣和間隙水採樣口可在筒體上縱向間隔15cm設置，土樣和 間隙水採樣口的管口處用橡皮塞塞住，外界相通管與採樣口之間夾角為90°C。本實用新型的裝置使用時，在筒體內充填基質層，所說的基質層採用礫石、河沙和 粉煤灰等按一定比例混合。基質層上栽種水生植物，水生植物採用單獨栽種或是混合栽種。本實用新型單個裝置總氮去除率可達到70%_80%，其處理效果優於現有技術且由 於採用自流方式，運行成本低。本實用新型的創新之處在於生態床的設計及水生植物與組合單元的選擇，有效解 決了裝置堵塞及復氧難的問題，同時具備深度脫氮功能，並發揮生態效應。本實用新型還具 有不需動力，運行簡單，運行費用和管理費用低廉的顯著優點，是符合我國的實際情況的面 源汙水深度脫氮技術。

圖1為使用本實用新型裝置構成的土壤一植物脫氮裝置示意圖；圖2是本實用新型的流程選擇以下結合附圖對本發明作進一步闡述。
具體實施方式
如圖1所示，間歇進水土壤一植物脫氮裝置，採用圓柱體，進水口 1採用重力自流， 間歇進水，水力停留時間7天。出水口 2位於裝置下部，系統出水可根據需要接入表面流人 工溼地。水平管3與外界相通管4成直角相通，外界相通管4管口處用橡皮塞塞住，堵塞時 可以拔下外界相通管4的橡皮塞進行反衝洗，水平管3均勻布孔，這樣既有利於裝置的復氧 和微生物的著床，又能避免床體內死水區域的形成。在裝置上縱向間隔15cm設置就設置土 樣和間隙水採樣口 5，土樣和間隙水採樣口 5管口處用橡皮塞塞住，外界相通管4與採樣口5之間夾角為90°C。基質層6，採用礫石、河沙和粉煤灰等按一定比例混合。水生植物採用 單獨栽種或是混合栽種。 如圖2所示，是間歇進水土壤一植物脫氮裝置的2種複合系統的設計。組合一，水 從配水箱中流入裝置1的進水口，再從出水口流進裝置2的進水口，最後從裝置2的出水 口流出；組合二，水從配水箱流入裝置1的進水口，再從出水口流入與其相連接的表面流溼 地，最後水表面流溼地流出。本實用新型裝置可與多個獨立的單元結合，針對進水總氮的濃 度滿足不同的出水要求。
權利要求1.一種間歇進水土壤一植物脫氮裝置，其特徵在於它由筒體、進水口(1)、出水口 (2 )、水平管(3 )、外界相通管(4 )及土樣和間隙水採樣口( 5 )構成；所述裝置採用圓柱體，進 水口(1)處於筒體的上部，出水口(2)位於筒體的下部，筒體內設有水平管(3)，水平管(3) 上有孔，外界相通管(4)的一端與水平管(3)成直角相通，另一端開口於筒體上，在筒體上 還設有土樣和間隙水採樣口( 5 )。
2.根據權利要求1所述的間歇進水土壤一植物脫氮裝置，其特徵在於所述水平管(3) 均勻布孔，外界相通管(4)管口處用橡皮塞塞住，位於水平管(3)中部。
3.根據權利要求1所述的間歇進水土壤一植物脫氮裝置，其特徵在於所述土樣和間 隙水採樣口(5)在筒體外縱向距離間隔15cm設置，管口處用橡皮塞塞住，外界相通管(4)與 土樣和間隙水採樣口(5)之間夾角為90°C。
專利摘要本實用新型專利涉及汙水處理領域，具體涉及一種間歇進水土壤—植物脫氮裝置。該裝置由筒體、進水口(1)、出水口(2)、水平管(3)、外界相通管(4)及土樣和間隙水採樣口(5)構成；所述裝置採用圓柱體，進水口(1)處於筒體的上部，出水口(2)位於筒體的下部，筒體內設有水平管(3)，水平管(3)上有孔，外界相通管(4)的一端與水平管(3)成直角相通，另一端開口於筒體上，在筒體上還設有土樣和間隙水採樣口(5)。本實用新型有效解決了裝置堵塞及復氧難的問題，還具有不需動力，運行簡單，運行費用和管理費用低廉的顯著優點，是符合我國的實際情況的面源汙水深度脫氮技術。
文檔編號C02F3/32GK201908003SQ20102067467
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月22日 優先權日2010年12月22日
發明者王延華 申請人:南京師範大學