專利名稱：防堵塞的土壤高度處理污水裝置的制作方法
本裝置是具有防止土壤堵塞，充分利用和發揮土壤自然凈化功能的土壤浸潤式高度凈化污水的裝置。屬污水處理設備領域。
現有的土壤浸潤式處理污水法是把含有固體的污水經過前處理分離以后，其污水通過埋設在土壤中的散水管，浸潤擴散到周圍的土壤，利用土壤的物理吸附特性和微生物的分解作用，凈化處理污水的一種污水處理方法。
土壤浸潤式處理污水法和其他的污水處理法相比，具有很多優點。例如具有高的凈化能力，造價成本低，也不須日常管理，所以其處理費用與其他方法相比大大降低。另外整個處理過程是在地下進行，在處理過程中沒有一般污水處理法所形成的噪音，臭氣，蒼蠅、蚊蟲等第二次公害。除此之外，土地處理法把污水的有效養分和水分還原給土地，具有維持自然生態良性循環的效果，尤其在水源缺乏的地區，是一個理想的污水處理方法。
盡管土壤浸潤式污水處理法有上述的這些優點，但此法一直沒有能大規模地普及推廣，其主要原因是由于存在一直難以解決的土壤堵塞問題，即土壤處理法在使用一段時期后，土壤的團粒結構被破壞，土壤的孔隙被堵塞，處理水無法均勻地浸透流動，而致使凈化效果降低，甚至無法進行凈化處理。
本發明的目的是提供一種可以防止土壤堵塞的土壤污水處理裝置。
本發明土壤污水處理裝置是一處理槽，該處理槽可以在地下挖掘而成，底部及四周鋪設防滲漏的塑料布，槽中從上到下分設有上部土壤層，擴散層，浸潤A層，浸潤B層，下部土壤層，砂礫集水層；在擴散層中安置有散水管，同時在散水管兩側各安置一條送氣管，在散水管下安置有散水管墊座和水平高度調節支架，在該調節支架上裝有散水管高度調節螺絲，在砂礫集水層中安置有集水管。
本裝置各層的作用如下第一層為上部土壤層，第二層為擴散層。在所說的擴散層中安置有散水管，待處理的污水通過散水管送到擴散層，通過擴散層將污水迅速擴散到上層和下層。第三，第四層為浸潤A層和浸潤B層，擴散到第三，第四層的污水由于該層的透水性可使其均勻地擴散進入第五層下部土壤層，經過第五層凈化處理后的污水再進入第六層砂礫集水層，通過集水管排出。
說明附圖如下圖1為本發明污水處理裝置剖示圖。
圖2為圖1的橫剖面圖。
圖3為本裝置的施工順序側視圖一。
圖4為施互順序側視圖二。
圖5為施工順序側視圖三。
圖6為施工順序側視圖四。
圖7為本裝置與舊裝置的土壤氧化還原電位對比圖。
圖8為土壤團粒含量與氧化還原電位成正比的關系圖。
圖9為本裝置的土壤團粒含量與舊裝置的土壤團粒含量對比圖。
圖10為土壤多糖類含量與氧化還原電位成反比關系圖。
圖11為本裝置的土壤多糖類含量與舊裝置的多糖類含量對比圖。
圖12為舊式裝置的土壤堵塞發生時間與本裝置浸透安定對比圖。
結合
實施例如下本防堵塞的土壤高度處理污水裝置，可用于凈化公共廁所和家庭的屎尿污水、生活廢水以及經過前處理后的工業廢水，以下以公共廁所的屎尿污水的處理過程(參考圖1)作為說明從公共廁所流出的屎尿污水首先經過多室化糞沉淀池(17)，然后經分水槽(18)，定期定量的輸送到本土壤浸潤凈化裝置(16)中的散水管(9)，然后經散水管流入到擴散層(3)，一部分污水經土壤毛細管作用擴散到上部土壤層(2)，一部分污水經浸潤A層(4)和浸潤B層(5)浸透到下部土壤層(6)，經過土壤凈化處理的水匯集到底部的砂礫集水層(7)中的集水管(8)后排出裝置外，最后經消毒槽(19)消毒處理后可以重新使用。
本裝置(16)是由向地下挖掘的溝槽構成(參見圖一至圖六)，其寬度約為2米，深度為1米，長度根據污水的負荷量而定。在溝槽的內側鋪設有防滲漏的塑料布(1)，在裝置內有六層構造，由上而下分別為上部土壤層(2)，擴散層(3)，浸潤A層(4)和浸潤B層(5)，下部土壤層(6)以及最底層的砂礫集水層(7)。
上部土壤層(2)的厚度為300mm，土壤孔隙度為50～65％(最佳為60％)，透水系數1×10-2～1×10-3cm/秒。
擴散層(3)位于上部土壤層(2)之下，厚度約為100mm，寬度約為1980mm，由10～20mm(最佳為20mm)礫石和經化學處理的木炭各50％混合組成，擴散層(3)的上部兩側的斜面角度為15±5度。
礫石的粒徑大于10mm有利于防止污水中固體物堵塞，使透水系數保持大于10cm/秒而使污水能迅速擴散于此層中，粒徑小于20mm的范圍是防止上層的土壤掉落而引起堵塞。兩側的斜面角度在15±5度范圍是為了增大該層與上層的接觸面積，同時使污水在斜面的接觸部上的不斷滲出后隨土壤的毛細管作用上升，防止因該層的礫石的孔隙大于上層土壤的孔隙而中斷土壤毛細管的連續性。
在擴散層(3)的中央位置安放有散水管(9)，散水管是直徑約為100mm的塑料管或陶管，在管道壁上有散水孔洞，在距散水管(9)的兩側約400mm處各有一條有氣孔的散氣管(15)，由供氣裝置(13)向散氣管(15)輸送一定量的空氣，能使土壤保持好氣狀態(參見圖九)，除了能維持土壤團粒結構的穩定性之外(參見圖九)，還能增強微生物的分解活性(參見圖十)，提高對污水的凈化能力。
浸潤A層(4)位于擴散層(3)之下，浸潤A層(4)寬約為1980mm，厚度約為60mm，由2～5mm(最佳為5mm)的砂和經化學處理的木炭各50％混合組成，其飽和透水系數為1～1×10-1cm/秒。
浸潤B層(5)位于浸潤A層(4)之下，浸潤B層(5)寬度約為1980mm，厚度約為40mm，由0.1～1mm(最佳為1mm)的砂，土壤和經化學處理的木炭各33％混合組成，其飽和透水系數約為1×10-1～1×10-2cm/秒。
浸潤A層和浸潤B層的粒徑大小決定了A層和B層的飽和透水系數，同時又決定了A層和B層的透水性間的相差關系，以及決定了與擴散層和下部土壤層透水性的相互關系，即能使污水逐級浸潤擴散到下部土壤中。
下部土壤層(6)位于浸潤B層(5)之下，厚度約為400mm，上部土壤層(2)和下部土壤層(6)是該裝置主要的凈化污水的場所，必須保證土壤的通氣性和透水性，所使用的土壤要經過預先的測定和適當的調整，土壤的孔隙度為50～65％(最佳為60％)，土壤的透水系數約為＜1×10-3cm/秒。
土壤的孔隙度在50～65％有利于維持土壤的通氣性，土壤的透水系數小于1×10-3cm/秒是防止因污水下滲太快而沒有充分的過濾凈化。
砂礫集水層由厚100mm，直徑30～40mm(最佳為40mm)的碎石構成，在集水層的中央部安置有直徑約為90mm的塑料集水管，在管壁上有集水孔。
縱向水平調節支架由泡沫材料的散水管墊座(11)以及防銹材料的調節支架(12)和調節螺絲(13)組成(參見圖三，圖四)。散水管墊座(11)的長度和散水管(9)的長度相同，調節支架(12)每5米長設立一個，通過調節支架(12)上的螺絲(13)，使散水管保持相同的水平高度。
由擴散層(3)以及浸潤A層(4)和浸潤B層(5)構成本裝置的迅速擴散和逐級浸潤的擴散浸潤方式，其特點是使污水能均勻地分布在整體裝置的土壤中，即當污水經散水管擴散到擴散層(3)時，因擴散層(3)的透水性比下層的浸潤A層(4)的透水性高，在污水流入浸潤A層(4)之前迅速充填滿擴散層(3)，然后污水從上部的擴散層均勻地流入下部的浸潤A層(4)。同樣浸潤A層(4)的透水性比浸潤B層(5)的透水性高，浸潤B層(5)的透水性又比下部土壤層(6)的透水性高，因此在污水流入下部土壤層之前必須填滿其上部的浸潤A層(4)和浸潤B層(5)，這樣保證污水能逐級地浸潤擴散，均勻地流入到下部的土壤中(6)。
另外，擴散層(3)的兩側與上部土壤的接觸面呈斜面構造，使污水能充分地利用土壤毛細管上升作用，均勻的擴散于上部土壤層(2)中。
通過向在本裝置的擴散層(3)中埋設的送氣管(15)輸送一定量的空氣，能使土壤維持好氣狀態和保持土壤團粒結構的穩定性，除此之外，還能增強微生物的分解活性，提高對污水的凈化能力。
為了使散水管縱向保持在同一水平上，通過調節散水管(9)的支架上的微調節(12)，使散水管(9)保持相同的水平高度，以便能使污水均勻地分配于裝置的縱方向。
現有的土壤污水處理裝置很容易引起土壤堵塞，主要是在裝置的設計上對污水在土壤中的分布和擴散形式不清楚，沒有能使污水均勻地擴散于整體裝置上，同時對形成土壤堵塞的部位，堵塞的物質組成以及堵塞的機理的不了解，在土壤等材料的選用上的不科學，以至于裝置在使用一段時間后，土壤局部的污水負荷過大，土壤團粒構造被破壞，土壤的孔隙被堵塞以至使土壤的浸透性能和凈化性能降低。
本裝置采用迅速擴散和逐級浸潤的擴散浸潤方式，使污水能均勻地分布在整體裝置的土壤中，即當污水經散水管流入到擴散層(3)時，因擴散層的透水性比下層的浸潤A層(4)的透水性高，在污水流入下部的浸潤A層(4)之前迅速充填滿擴散層(3)，然后污水從上部的擴散層(3)均勻地流入下部的浸潤A層(4)。
同樣，浸潤A層(4)的透水性比浸潤B層(5)的透水性高，浸潤B層(5)的透水性又比下部的土壤層(6)的透水性高，在污水流入下部土壤層(6)之前必須充填滿在其之上的浸潤A(4)和B層(5)，這樣經過三次的逐級地浸潤擴散，保證污水能均勻地流入到下部的土壤中。
為了使污水同時均勻地擴散于土壤的上部和下部土壤，擴散層(3)的兩側與上部土壤(2)的接觸面呈斜面構造，其目的是利用上部土壤毛細管上升擴散作用，使污水的一部分作上移運動。
另外，為了能保持散水管(9)的縱向散水均勻一致通過對調節散水管的支架(11)上的微調節螺絲(12)使散水管保持水平高度，通過以上手法，使污水不僅在土壤裝置斷面的上下方面的擴散分布保持均勻，對整體裝置的縱向擴散也能保持均一平衡。
經實驗和現場試驗證明，向在本裝置的擴散層中埋設的送氣管輸送一定量的空氣，能使土壤保持好氣狀態，本裝置中的土壤的氧化還原電位比舊式裝置的氧化還原電位高達600毫伏(參見圖七)，這有利于維持土壤團粒結構的穩定性，因為土壤的團粒含量與土壤的氧化還原電位成正比(參見圖八)，分析結果表明本發明裝置的土壤團粒的各粒徑的含量都比舊式的土壤裝置的含量高(參見圖九)，除此之外，還能增強微生物的對多糖類的分解活性，因為土壤的多糖類含量與土壤的氧化還原電位成反比(參見圖十)，本裝置中各層土壤的多糖類含量即堵塞物質的含量都比舊式的裝置中的要少(參見圖十一)，同時提高對污水的BOD(生物化學耗氧量)，COD(化學耗氧量)，SS(懸浮物含量)的凈化能力。
通過上述的散水方式，使污水能均勻地擴散于土壤裝置中，防止了因局部過度的水負荷而引起的土壤團粒結構的破壞，并且充分的利用了裝置內全體土壤的凈化性能。同時通過上述的送氣方式，維持了土壤的氧化還原電位，防止了土壤團粒結構的崩壞，并增強了微生物對難分解的有機物和多糖類的物質的分解活性作用，因此本裝置不僅能有效的防止了土壤堵塞，大大的延長土壤裝置的壽命(參見圖十二)，并且提高對污水的凈化能力，本裝置的凈化能力經過多次的證明，流出水的BOD(生物化學耗氧量)可以達到10ppm以下，凈化率可高達98％以上，流出水的SS(懸浮物含量)同樣可以達到10ppm以下，凈化率也可高達95％以上。
權利要求
1.一種防堵塞的土壤高度處理污水裝置，其特征是該污水處理裝置是一處理槽，所說的處理槽可在地下挖掘而成，在其底部及四周鋪設防滲漏塑料布，槽中從上到下分設有上部土壤層，擴散層，浸潤A層，浸潤B層，下部土壤層，砂礫集水層。在所說的擴散層中安置有散水管，且在散水管兩側各安置一條送氣管，在散水管下安置有散水管墊座和水平高度調節支架，在該調節支架上裝有散水管高度調節螺絲；在所說的砂礫集水層中安置有帶有集水孔的集水管。
2.根據權利要求1所說的土壤高度處理污水裝置，其特征是所說的上部土壤層的孔隙度為50～65％，透水系數1×10-2～1×10-3cm/秒，所說的擴散層由10～20mm礫石和經化學處理的木炭混合而成，透水系數為大于10cm/秒，其上部兩側的斜面角度為15±5度；在所說的擴散層中央位置安放有散水管，在管壁上有散水孔，在散水管兩側到凈化槽側旁的中央處各有一條帶有氣孔的送氣管，所說的浸潤A層，由2～5mm的砂和經化學處理過的木炭混合而成，其飽和透水系數1～1×10-1cm/秒，所說的浸潤B層由0.1～1mm的砂，土壤和經化學處理過的木炭混合而成，其飽和透水系數為1×10-1～1×10-2cm/秒，所說的下部土壤層的孔隙度為50～65％，透水系數＜1×10-3cm/秒，所說的砂礫集水層由直徑為30～40mm碎石構成。
全文摘要
一種防堵塞的土壤高度處理污水裝置，屬污水處理設備領域。本裝置是一處理槽，可在地下挖掘而成，在底部及四周鋪設防滲漏塑料布，槽中從上到下分設有上部土壤層，擴散層，浸潤A層，浸潤B層，下部土壤層，砂礫集水層。在擴散層中安置有散水管和送氣管，在散水管下安置有散水管墊座和水平高度調節支架，在該調節支架上裝有散水管高度調節螺絲，在砂礫集水層中安置有集水管。本裝置由于采用迅速擴散和逐級浸潤的擴散方式，及有送氣管定時送氣，所以可以有效地防止土壤堵塞，提高污水凈化能力，流出水的生物化學耗氧量可達10ppm以下，凈化率高達98％以上，流出水的懸浮物含量可達10ppm以下，凈化率高達95％以上。
文檔編號C02F1/00GK1159426SQ9710002
公開日1997年9月17日 申請日期1997年2月28日 優先權日1997年2月28日
發明者江鷹 申請人:江鷹