CN217398693U - 一种土壤渗滤生态循环*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于水土保持及土壤渗透***技术领域，具体公开了一种土壤渗滤生态循环***，包括预处理***、土壤渗滤***和生态沟渠，通过预处理***最大化过滤污水中的悬浮物，避免后续堵塞土壤，造成***失效，污水进入土壤渗滤***的情况的发生，通过添加粉煤灰，改良土壤基质和均匀铺设曝气管从而提高微生物活性，大大提高过滤效果和效率，进一步在生态沟渠挑选合适水生净化植物，利用植物吸收、脱氮作用、沉积作用和渗透作用，对残留的氮和磷元素进行进一步吸收处理，提高整个***对氮和磷的处理效率，让土壤交替形成氧化、还原环境，使土壤渗滤***的渗透性能得以恢复，同时降低了***堵塞概率。
Description
技术领域
本实用新型属于水土保持及土壤渗透***技术领域，具体涉及一种土壤渗滤生态循环***。
背景技术
现如今农村生活污水的主要来源是居民日常生活中产生的废水，包括洗浴洗涤污水、厨房清洗污水、冲厕污水等。农村生活污水中氮磷含量高，可生化性强，在排放上具有水量波动大、单点排放量小、排放源分散等特点。
为解决农村污水不集中，水量较小和难处理的问题，降低农村污水的危害，近年来，国家颁布了不少政策。但随意排放的生活污水对农村的生态环境造成严重污染，不仅对地下水造成严重威胁，而且引起湖泊氮、磷富营养化，甚至可能导致黑臭水体的产生，严重影响农村人居环境，威胁居民的身体健康。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种土壤渗滤生态循环***。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种土壤渗滤生态循环***，包括预处理***、土壤渗滤***、生态沟渠和农田，所述土壤渗滤***通过预处理***与需处理区域连接，所述农田通过生态沟渠与土壤渗滤***连接；其中，预处理***预处理***一般由曝气池、沉淀池、集水池依次排列组成，本实用新型中的预处理***采用斜管式沉淀池，并在土壤渗滤***前的输水管处加装过滤器，最大的可能降低农村污水中的悬浮物。
所述土壤渗滤***包括种植层、布水层、好氧净化区、粉煤灰层、曝气管和厌氧净化区，所述曝气管一侧设有无动力风帽，曝气管远离无动力风帽一侧与好氧净化区连接，所述好氧净化区和厌氧净化区之间设有隔水层。所述天壤过渗滤***的运行原理为：当居民污水在预处理***进行预处理后，流入土壤渗滤***；污水通过布水管进入到土壤渗滤***中的布水层。污水首先流过好氧净化区，在此，好氧区发生硝化反应：第一阶段为亚硝化，在亚硝酸细菌的参与下铵根NH4+ 氧化为亚硝酸根NO2-；第二阶段为硝化，在硝酸细菌的作用下亚硝酸根NO2-氧化为硝酸根NO3-；同时，土壤微生物中的聚磷菌在好氧环境下，通过摄取可溶性的正磷酸盐，完成聚磷作用，使污水中的磷元素含量降低，需要说明的是，污水中磷元素含量降低的原理为：不溶性磷酸盐则主要通过土壤的物理截留而去除。可溶性有机磷在转化成磷酸盐后的去除过程与可溶性磷酸盐相同，不溶性有机磷经过土壤的吸附截留后通过转化成可溶性磷酸盐或可溶性有机磷而去除，在好氧区通过混合壤、微生物与植物根系的协同作用，大大增加了污水中氮、磷元素的去除率；
之后污水流到厌氧区，厌氧微生物在此区发挥主要作用，通过混合壤中的厌氧反硝化细菌将上层好氧净化区23处理的污水中剩余的 NO3-，通过反硝化反应，使NO3-转化为N2去除，进一步降低污水中的TN。其他厌氧菌群能够进一步深化处理污水中的残余有机物。
进一步的，所述土壤渗滤***还包括防渗层用于收集渗出水的集水区，所述防渗层为混凝土建造层，防渗层厚度为0.1m，坡度为 0.5％～1％。
进一步的，所述好氧净化区厚度为0.6～0.9m，所述厌氧净化区厚度为0.5～0.7m。
进一步的，所述布水层深度为0.1～0.2m，布水层还包括输水管和布水管。
进一步的，所述曝气管为无动力鼓风曝气管，曝气管以树状形式均匀设置于土壤中，曝气管周围设有碎红砖填充，碎红砖粒填充厚度为0.05～0.1m。
进一步的，所述隔水层为土工膜层，所述隔水层的铺设坡度为 0.5％～1％。
进一步的，所述生态沟渠通过集水区与所述土壤渗滤***连接，所述生态沟渠包括泥土坡道、素砼垫层、鹅卵石、竹质浮床和铺设在素砼垫层于鹅卵石之间的水泥砂浆层。
进一步的，所述素砼垫层厚度为80mm-120mm，所述水泥砂浆层厚度为10mm-30mm。
进一步的，所述竹质浮床为毛竹材料编织层，竹质浮床为网口状，需要说明的是，竹质浮床网口口径可以根据需要种植的植物进行调整，在竹质浮床下层铺设使用铅丝固定的渔网层。
所述生态沟渠的运行原理为：水流由集水区收集后，通过集水管将渗出水引入生态沟渠进行二次净化。生态沟渠中种植植物，利用植物吸收、脱氮作用、沉积作用和渗透作用，对残留的氮元素进行进一步吸收处理，解决了土壤渗滤***脱氮效果差的问题，提高整个***对氮的处理效率。而残留的磷元素仍旧可以通过沟渠中植物吸收、底泥吸附、底泥沉降进行除去，大大提高除磷效率。污水净化后在沟渠中蓄积，到达一定高度后通过引水口灌溉农田，对污水进行循环利用。
本实用新型的有益效果是：
1)本实用新型现通过监测土壤孔隙堵塞情况，采用周期性干湿交替进水，在不同周期中分别向土壤渗滤***和生态沟渠中排放生活污水，交替作为净化主体，保证净化品质，同时缓解土壤渗滤***堵塞问题。
2)本实用新型在好氧净化区中加入了粉煤灰。粉煤灰通气性较好，能在细菌发生硝化反应时提供畅通的氧气供应通道。且粉煤灰的浸泡液呈碱性，提供给了硝化细菌适宜的酸碱环境，提高了硝化细菌的活性，大幅度提高了***的脱氮能力。
3)本实用新型将生态沟渠与土壤渗滤***结合，采用环保材料，使其在具有沟渠的排灌能力的同时，加强了农田氮磷等养分的拦截，且拥有较好的景观效果，加强了水土保持，具有较大推广前景。
4)本实用新型在工作范围内均匀设置了曝气管，解决了好氧细菌氧气的均匀供给问题以及养料供给问题。增设监测***，以监测微生物活性、污水净化效率、污水净化程度等数据。
5)本实用新型改良了土壤基质，促进作物根系发达，提高作物产量和品质。调节土壤微生态。快速补充土壤有益微生物，改变土壤菌群。选育了高效净水的植物作为生态沟渠辅助净化的主体，相较于现有的土壤渗滤***，提高了污水处理效率。
附图说明
图1为本实用新型土壤渗滤***示意图；
图2为本实用新型生态沟渠示意图；
图3为本实用新型运行流程图；
图中：1-预处理***；2-土壤渗滤***；3-生态沟渠；4-农田； 21-种植层；22-布水层；23-好氧净化区；24-粉煤灰层；25-厌氧净化区；26-隔水层；27-防渗层；28-集水区；29-泥土坡道；30-素砼垫层； 31-水泥砂浆层；32-鹅卵石；33-竹质浮床；34-输水管；35-无动力风帽；36-曝气管；37-监测装置；38-控制闸阀；39-布水管。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种土壤渗滤生态循环***，有以下运行方式：
运行方式一：
用户生活污水收集后首先进入预处理***11，进行处理。在预处理中进行沉淀，曝气后流入土壤渗滤***2。控制闸阀38，污水通过布水管进入到土壤渗滤***2中的布水层22。污水首先流过好氧净化区23，之后流到厌氧区25，最后水流由集水区28收集，通过集水管将渗出水引入生态沟渠3进行二次净化。在生态沟渠3利用植物吸收、脱氮作用、沉积作用和渗透作用，对残留的氮，氮元素进行进一步吸收处理，解决了土壤渗滤***2出水氨氮浓度极不稳定问题，提高整个***对氮元素和磷元素的处理效率。污水净化后在沟渠中蓄积，到达一定高度后通过引水口灌溉农田，对污水进行循环利用。
运行方式二：
***采用干湿交替布水即间歇进水。一般工作时按运行方式一处理污水。当土壤***不进水时，控制闸阀38，通过输水管34将污水排入生态沟渠，进行处理。通过优选沟渠植物，让沟渠处理污染物的效果尽量与土壤渗滤***2一致。需要说明的是，生态沟渠3单独处理污水时，此中植物不应处于培植阶段，培植阶段无法单独处理污水。监测装置37不定期启动，以监测过滤质量。此方法可以为土壤渗滤***补充溶解氧，有效调节***的氧化还原电位，让土壤交替形成氧化、还原环境，也让***土壤得到了更加优异的曝气性，使***的渗透性能得以恢复，降低了***堵塞概率。
需要达到以上的土壤渗滤生态循环***的运行条件，需进行以下设置：包括预处理***1、土壤渗滤***2、生态沟渠3和农田4，土壤渗滤***2通过预处理***1与需处理区域连接，农田4通过生态沟渠3与土壤渗滤***2连接；其中，预处理***1预处理***1 一般由曝气池、沉淀池、集水池依次排列组成，本***采用斜管式沉淀池。在土壤渗滤***2前的输水管34处加装过滤器，最大的可能降低农村污水中的悬浮物。
土壤渗滤***2包括种植层21、布水层22、好氧净化区23、粉煤灰层24、曝气管36和厌氧净化区25，曝气管36一侧设有无动力风帽35，曝气管36远离无动力风帽35一侧与好氧净化区23连接，好氧净化区23和厌氧净化区25之间设有隔水层26。土壤渗滤***2 通过土壤的吸附、过滤、沉淀、氨的挥发、植物的吸收以及微生物的硝化和反硝化作用来去除氮。好氧区发生硝化反应：第一阶段为亚硝化，在亚硝酸细菌的参与下铵根NH4+氧化为亚硝酸根NO2-；第二阶段为硝化，在硝酸细菌的作用下亚硝酸根NO2-氧化为硝酸根NO3-。厌氧微生物在厌氧区发挥主要作用，通过混合壤中的厌氧反硝化细菌将上层好氧净化区23处理的污水中剩余的NO3-，通过反硝化反应，使NO3-转化为N2去除，进一步降低污水中的TN，同时，土壤渗滤***2中有机物主要是通过过滤、吸附和生物氧化分解作用而得以去除。污水中的有机物进入***后，经过滤和吸附作用截留下来，然后再由微生物氧化降解。经人工配制的复合土壤可具有理想的理化性质，渗透速率快，吸附容量大，同时可富含能源和营养物质，为微生物的提供了良好的生存环境。同时在微生物的作用下，经过滤和吸附截留下来的含碳污染物经生物化学反应被分解成无机物，也由此恢复土壤的吸附能力。
进一步的，土壤渗滤***2还包括防渗层27用于收集渗出水的集水区28，防渗层27为混凝土建造层，防渗层27厚度为0.1m，坡度为0.5％～1％。
进一步的，好氧净化区23厚度为0.6～0.9m，厌氧净化区25厚度为0.5～0.7m。
进一步的，布水层22深度为0.1～0.2m，布水层22还包括输水管34和布水管。
进一步的，曝气管36为无动力鼓风曝气管36，曝气管36周围设有碎红砖填充，碎红砖粒填充厚度为0.05～0.1m。
进一步的，隔水层26为土工膜层，所述隔水层26的铺设坡度为 0.5％～1％。
进一步的，生态沟渠3通过集水区28与土壤渗滤***2连接，生态沟渠3包括泥土坡道29、素砼垫层30、鹅卵石32、竹质浮床33 和铺设在素砼垫层30于鹅卵石32之间的水泥砂浆层31，因沟渠既兼具排水和湿地的功效，干湿交替且有植被的存在，使沟渠***中也存在好氧区和厌氧区，当氮素进入沟渠***后，在碱性条件下，主壤表层会吸附有机氮，经过微生物的铵化作用或矿化作用形成为NH4+-N, 被植物吸收或挥发。同时，在好氧环境下，即在植物的根区，因微生物硝化细菌的存在，通过硝化作用NH4+-N转化为NO3-,主要通过植物吸收，是植物吸收的另一种无机N；同时，可溶性磷酸盐在土壤渗滤***2中主要是通过土壤粒子的化学沉淀、物理吸附作用而去除，另外也可以通过植物和微生物的同化作用而去除。可溶性有机磷在转化成磷酸盐后的去除过程与可溶性磷酸盐相同，不溶性有机磷经过土壤的吸附截留后通过转化成可溶性磷酸盐或可溶性有机磷而去除，不溶性磷酸盐则主要通过土壤的物理截留而去除。在污水中磷浓度较低的情况下，被吸附沉淀的磷会有部分被释放到水中。若进入水中，则在生态沟渠3中，磷植物吸收、底泥吸附、底泥沉降除去。
进一步的，素砼垫层30厚度为80mm-120mm，水泥砂浆层31 厚度为10mm-30mm。
进一步的，竹质浮床33为毛竹材料编织层，竹质浮床33为网口状，需要说明的是，竹质浮床33网口口径可以根据需要种植的植物进行调整，在竹质浮床33下层铺设使用铅丝固定的渔网层。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种土壤渗滤生态循环***，其特征在于：包括预处理***(1)、土壤渗滤***(2)、生态沟渠(3)和农田(4)，所述土壤渗滤***(2)通过预处理***(1)与需处理区域连接，所述农田(4)通过生态沟渠(3)与土壤渗滤***(2)连接；
所述土壤渗滤***(2)包括种植层(21)、布水层(22)、好氧净化区(23)、粉煤灰层(24)、曝气管(36)和厌氧净化区(25)，所述曝气管(36)一侧设有无动力风帽(35)，曝气管(36)远离无动力风帽(35)一侧与好氧净化区(23)连接，所述好氧净化区(23)和厌氧净化区(25)之间设有隔水层(26)。
2.根据权利要求1所述的一种土壤渗滤生态循环***，其特征在于：所述土壤渗滤***(2)还包括防渗层(27)用于收集渗出水的集水区(28)，所述防渗层(27)为混凝土建造层，防渗层厚度为0.1m，坡度为0.5％～1％。
3.根据权利要求1所述的一种土壤渗滤生态循环***，其特征在于：所述好氧净化区(23)厚度为0.6～0.9m，所述厌氧净化区(25)厚度为0.5～0.7m。
4.根据权利要求1所述的一种土壤渗滤生态循环***，其特征在于：所述布水层(22)深度为0.1～0.2m，布水层(22)还包括输水管(34)和布水管(39)。
5.根据权利要求1所述的一种土壤渗滤生态循环***，其特征在于：所述曝气管(36)为无动力鼓风曝气管，所述曝气管(36)以树状形式均匀设置在土壤中，曝气管(36)周围设有碎红砖填充，碎红砖粒填充厚度为0.05～0.1m。
6.根据权利要求1所述的一种土壤渗滤生态循环***，其特征在于：所述隔水层(26)为土工膜层，所述隔水层(26)的铺设坡度为0.5％～1％。
7.根据权利要求1所述的一种土壤渗滤生态循环***，其特征在于：所述生态沟渠(3)通过集水区(28)与所述土壤渗滤***(2)连接，所述生态沟渠(3)包括泥土坡道(29)、素砼垫层(30)、鹅卵石(32)、竹质浮床(33) 和铺设在素砼垫层(30)于鹅卵石(32)之间的水泥砂浆层(31)。
8.根据权利要求7所述的一种土壤渗滤生态循环***，其特征在于：所述素砼垫层(30)厚度为80mm-120mm，所述水泥砂浆层(31)厚度为10mm-30mm。
9.根据权利要求7所述的一种土壤渗滤生态循环***，其特征在于：所述竹质浮床(33)为毛竹材料编织层，竹质浮床(33)为网口状，在竹质浮床下层铺设使用铅丝固定的渔网层。
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| CN117330699A (zh) * | 2023-09-12 | 2024-01-02 | 北京市农林科学院 | 一种无动力堆肥氨气监测装置及使用方法 |
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2022
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| CN117330699A (zh) * | 2023-09-12 | 2024-01-02 | 北京市农林科学院 | 一种无动力堆肥氨气监测装置及使用方法 |
| CN117330699B (zh) * | 2023-09-12 | 2024-04-09 | 北京市农林科学院 | 一种无动力堆肥氨气监测装置及使用方法 |
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