[发明专利]处理生活污水的高负荷毛细管渗滤沟系统

说明书

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种可以处理村镇相对分散型居民点排放的生活污水的系统。

背景技术

我国目前共有60多万个行政村、250多万个自然村，居住生活着2亿多农户、近8亿人。农村量大面广，具体情况千差万别，污水处理必须要因地制宜、分类指导，提出符合实际的治理要求和方法。对于广大的传统农业地区，利用当地生态环境的自然净化能力，采取土地处理系统来处理生活污水具有很大现实选择性；同时，随着旅游及房地产业在我国的发展，大批旅游景点、疗养院、别墅兴建起来。但是这些居民点在解决了供水问题之后，往往未能将其下水道与市政排水系统相连接，大量生活污水排入附近的河道，造成严重的水环境污染，甚至威胁到水源地的安全。因此，必须采取工程措施来解决此类水污染问题。

在村镇相对分散型居民点污水处理方案中，管道建设费用占据了主要部分，甚至高达90％以上。这严重制约了污水治理的推广。所以，针对村镇相对分散型居民区(1～10户左右，日排放污水量0.5～5吨)，必须因地制宜采取合适的工艺来处理，以降低总投资规模，实现经济可行性。

毛细管渗滤沟系统是处理相对分散型生活污水的一种技术方案，特别适用于污水管网不完备地区。该系统是一种模拟自然净化过程的人工强化的常年性污水生态土地处理技术，利用土壤-植物-微生物的生态系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能，使污水中的污染物得到转化和去除，最终实现污水的稳定化、无害化和资源化，是一种低费用、低能耗、高效率的污水就地处理净化方法。该工艺为国外普遍推行的农村生活污水处理工艺之一，与环境有极佳的生态相容性。

但是传统的毛细管渗滤沟系统存在着如下问题：(1)水力负荷过低，大多在0.1m³/(m²·d)以下。水力负荷对系统稳定运行至关重要，多数渗滤沟系统运行失败属于水力超负荷。长江流域乃至江南广大地区用水量较大，水力负荷过低的因素使得传统毛细管渗滤沟系统占地面积加大，这在土地日益紧张的现实下严重制约了该项技术的推广。(2)农村地区管网不健全，一旦水量过大会将过多的悬浮物和有机物带入系统，容易造成系统堵塞直至系统瘫痪。所以必须因地制宜考虑设置预处理单元，增加系统的安全系数。(3)水力负荷较高运行时除氮效率不高。在0.1m³/(m²·d)的水力负荷下总氮去除效率一般仅为40～50％左右。这是由于两个原因造成，一是布水方式单一，造成污水在下渗过程中有机碳消耗过多，二是填料中缺乏外加碳源，这都造成反硝化缺乏碳素作为电子受体；(4)运行时系统耗氧量较大与供氧能力不足的矛盾没有得到很好解决。废水中的有机污染物进入系统后，增大土壤的有机碳来源，导致土壤微生物加速繁殖，使有机质降解同化作用大大加快，耗氧量加大；同时，硝化反应甚至反硝化反应均需一定的氧来促进某些酶系组分的合成。但整个系统是地埋式的安置方式，自然通风难以提高系统供氧能力。

以上问题影响毛细管渗滤沟系统的安全运行和最大效能的发挥，导致该项技术应用推广受阻，进而影响到广大农村分散式污水的治理进程。

发明内容

本发明目的是克服现有毛细管渗滤沟系统的缺点，提供一种可以解决传统毛细管渗滤沟系统水力负荷较低、供氧能力不足、反硝化率不高等问题的新型高负荷毛细管渗滤沟系统。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种处理生活污水的高负荷毛细管渗滤沟系统，其特征在于该系统由从上到下依次由表层土壤层、砂土层、人工土层和导水层组成；其中在表层土壤层上种植有植物，在表层土壤层和人工土层内分别设有与水解酸化池或化粪池相通的表层布水管和深层布水管，在导水层内设有与排水池相通的排水管；在表层布水管和深层布水管外围包有磷吸附量较大、利于生物膜生长的青石子，在青石子层外包有土工布。表层布水管和深层布水管的上下分流进水，可以为反硝化提供碳源。

在该系统前设有作为预处理单元、且与表层布水管和深层布水管相通的水解酸化池或化粪池。系统前置的水解酸化池或大型化粪池一方面可以调节水量，另一方面可以去除污水中的砂、油脂和悬浮物，以防后续土壤渗滤单元被堵塞。此外还具有与土壤渗滤单元互补不足，将大分子的有机物降解为小分子，提高系统总处理效率的功能。预处理单元出水经自流或者用泵提升后，进入新型毛细管渗滤沟内净化。