[發明專利]一種串聯立式好氧厭氧組合的地下土壤滲濾系統

有效

• 申請號: 202110406910.X
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113149209B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 吳耀國;胡思海;孫然;郭茜;孟昭輝
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/32;C02F101/16;C02F101/38
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 金艷婷

本發明公開了一種串聯立式好氧厭氧組合的地下土壤滲濾系統，自上而下依次包括植物層、種植土壤層、布水層、第一土壤滲濾層、第一承托層、第二土壤滲濾層和第二承托層；布水層中設置有布水管，布水層頂部設置有進水口，第二承托層底部設置有出水口；第一承托層中設置有通氣管，通氣管與外部空氣連通；布水層、第一承托層、第二承托層均包括碎石塊或粗砂，第一土壤滲濾層和第二土壤滲濾層均包括黃土。本發明系統在運行中，呈現出水文地質學中上層滯水遷移行為的特點，污水在垂直滲流方向經歷好氧環境→厭氧環境→好氧環境→厭氧環境分布的組合，既保證對于有機氮的礦化作用，又實現對礦化后的氮的去除作用，使得對氨氮與總氮的去除能力較大提高。

技術領域

本發明屬于污水處理技術領域，具體涉及一種串聯立式好氧厭氧組合的地下土壤滲濾系統。

背景技術

對于小流量、分散式的生活污水處理，地下土壤滲濾系統具有效果好、基建投資與運營費用低、易于管理與維護等優點突出，因此在農村的鄉鎮以及偏遠旅游區的生活污水處理中受到了格外的青睞，尤其是我國黃土地區新農村建設過程中。然而，實踐中也發現其缺點也十分明顯，例如占地面積大、COD(化學需氧量)與氮去除率低等，其中尤其是氨氮的去除率低十分突出，有待提高與改善。

為提高地下土壤滲濾系統的作用效率，有人嘗試或引入不同的介質材料層或在土壤中添加一定的材料進而構建多級系統而提高滲濾層的凈化能力，如專利CN105502656A，也有學者探討向滲濾層中曝氣以化學與生物作用進而提高系統的作用功效，如專利CN111704241A、CN105502656A等。盡管這些嘗試都取得了一定的成效，改善了系統的作用效率。然而，這些改進主要是從單因素的視角而提出的，而對于系統功能實現中多要素的聯合作用的關注不夠，以致又可能犧牲了系統原有的優點，尤其是犧牲了“基建投資與運營費用低”以及“易于管理與維護”等特點。因而，又有人嘗試通過強化脫氮的手段以實現系統優點的最大化，或采用分流式或添加生物基質，總體效果是一定程度上提高了總氮去除率，但對出水水質基本無影響(潘晶等，2011)；有的研究者構建深度達5m的深型地下土壤滲濾系統(張列宇等，2013)，以空間換效率，但是深型地下土壤滲濾系統的埋深大，一則是其處理水的外排不容易，二則許多地方的地下水埋深小于5m，制約著其推廣運用，最為重要的是，其效率的提高程度仍很有限。

可見，目前的地下土壤滲濾系統仍然未能很好的兼顧運行效率高、占地面積小、運行與維護費用低的需求。

發明內容

為解決現有技術中存在的不足，本發明受野外水文地質學中上層滯水遷移行為特點的啟發，并充分考慮污水處理過程中有機碳與氮轉化的特點，提供了一種串聯立式好氧厭氧組合的地下土壤滲濾系統，解決了現有的地下土壤滲濾系統無法兼顧運行效率高、占地面積小、運行與維護費用低的問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案予以實現：

一種串聯立式好氧厭氧組合的地下土壤滲濾系統，自上而下依次包括種植土壤層、布水層、第一土壤滲濾層、第一承托層、第二土壤滲濾層和第二承托層；所述布水層中設置有布水管；所述布水層頂部設置有進水口，所述第二承托層底部設置有出水口；所述第一承托層中設置有通氣管，所述通氣管其中一端延伸至與外部空氣連通；所述布水層包括碎石塊或粗砂；所述第一承托層包括碎石塊或粗砂；所述第一土壤滲濾層包括黃土，第二土壤滲濾層包括黃土，第一土壤滲濾層的土壤密度高于第二土壤滲濾層的土壤密度；所述第二承托層包括碎石塊或粗砂。

優選的，所述種植土壤層厚度為45～55cm；所述布水層厚度為10～15cm；布水層中碎石塊或粗砂的粒徑為3～5cm。

優選的，所述第一承托層厚度為25～35cm，第一承托層中的碎石塊或粗砂的粒徑為6～8cm。

優選的，所述第二承托層厚度為15～20cm，第二承托層中的碎石塊或粗砂的粒徑為6～8cm。