[实用新型]间歇进水土壤—植物脱氮装置

说明书

技术领域

本实用新型专利涉及污水处理领域，具体涉及一种间歇进水土壤—植物脱氮装置。

背景技术

近年来中国环境状况公报显示，全国地表水和七大水系主要污染指标为高锰酸盐指数、石油类和氨氮等。太湖湖体高锰酸盐指数、总磷年均值分别达到Ⅲ类、Ⅳ类水质标准，但因总氮污染严重，湖体水质为劣Ⅴ类，处于中度富营养状态。滇池环湖河流为重度污染，主要污染指标为氨氮。水体中氮含量的超标已越来越成为导致或加速水体富营养化的限制性因素。

随着国家对工业、企业点源污水排放造成污染的重视，城市污水处理设施的建设经历了一个发展高潮时期，平均每年建污水处理厂十几座，我国点源污水治理初见成效，但排污总量未见明显减少。由面源农业施肥和生活污水引起的氮污染已逐渐成为湖库水体富营养化的主要氮污染源。对生活污水的治理，发达国家普遍采用的方法是集中式污水处理厂。为了减少进入英国泰晤士河、欧洲莱茵河、美国Homewood运河和密西西比河、日本的江户川和多摩川等河流的污染物质的量，政府加大了城市污水处理厂的建设力度。此外，采用分散式处理的国家日渐增多。例如，巴西、瑞典和北美等。日本从1977年实行农村污水处理计划以来，农村污水处理的普及率已达到相当水平，全国大约有700万套小型生活污水净化装置（称为净化槽）在使用之中，其中1999年之后使用的净化槽重视脱氮功能，但净化槽的制造成本较高。澳大利亚开发了“FILTER”系统，它利用污水进行作物灌溉，通过灌溉土地处理后，再利用地下暗管将其汇集和排出。该工艺脱氮效率不高，且存在暗管排水系统造价较高，在地下水位较高的地区应用有困难的缺点。欧美国家中稳定塘技术应用于污水处理，但脱氮效率不高。

理论和实践均表明，传统的污水处理技术脱氮效率低，处理设施的设计及运行管理依赖于现有经验，没有形成完备的理论，缺乏完善的数学模型来指导建设和生产，且基建与运行费用高。因此，寻求低成本、高效率的废水脱氮工艺以减轻水体富营养化的压力迫在眉睫。

生物―生态性措施是利用水生生物的生命活动，对水中氮、磷等营养物质及其他污染物进行人工强化的迁移、转化、降解和代谢，从而使水体得到净化的方法。生态工程脱氮途径包括吸附、吸收、挥发以及硝化、反硝化作用等。生物―生态工程技术相对来说成本较低，节能，无二次污染，是废水脱氮的主要研究趋势之一。常用的技术有：水生植物修复技术、浮岛技术及前置库技术等。目前，许多研究者本着节能、环保的原则，围绕高效脱氮生物―生态型新工艺的研发，进行了填料选择、系统设计、作物筛选及过程模拟等方面的探索，但是系统脱氮效率低以及堵塞等问题，需要进一步研究，实际运行的稳定性、可靠性等方面还有待提高。从我国目前的情况来看，开展废水脱氮技术的深入研究和应用工艺的开发，走可持续发展之路，为今后从源头上解决水体富营养化问题提供必要且有效的技术保障，才能够取得良好的经济效益和社会效益。

发明内容

本实用新型的目的在于针对水体中氮含量的超标及由此引发的常规和非常规性的藻类异常爆发，提供一种生物―生态型深度脱氮装置，能够持久和安全地去除水中氮的同时逐步发挥生态效应，促进入湖河道及湖体向良性健康方向回归和恢复，且成本低，节能，无二次污染。

为实现这样的目的，本实用新型所采取的技术方案是一种间歇进水土壤—植物脱氮装置，该装置采用圆柱体，它由筒体、进水口、出水口、水平管、外界相通管及土样和间隙水采样口构成；进水口处于筒体的上部，出水口位于筒体的下部，筒体内设有水平管，水平管上有孔，外界相通管的一端与水平管成直角相通，另一端开口于筒体上，在筒体上还设有土样和间隙水采样口。

出水口位于装置下部，系统出水可根据需要接入表面流人工湿地。

本实用新型中所说的水平管通过外界相通管与筒体外部相通，外界相通管的管口处用橡皮塞塞住，堵塞时可以拔下外界相通管的橡皮塞进行反冲洗，水平管均匀布孔，这样既有利于装置的复氧和微生物的着床，又能避免床体内死水区域的形成。

上述方案中所说的土样和间隙水采样口可在筒体上纵向间隔15cm设置，土样和间隙水采样口的管口处用橡皮塞塞住，外界相通管与采样口之间夹角为90℃。

本实用新型的装置使用时，在筒体内充填基质层，所说的基质层采用砾石、河沙和粉煤灰等按一定比例混合。基质层上栽种水生植物，水生植物采用单独栽种或是混合栽种。

本实用新型单个装置总氮去除率可达到70%-80%，其处理效果优于现有技术且由于采用自流方式，运行成本低。