用于污泥干化和穩定化處理的人工濕地系統的制作方法
【專利摘要】一種用于污泥干化和穩定化處理的人工濕地系統，包括污泥進水管、調節池和至少一個人工濕地污泥處理池。人工濕地污泥處理池的池體內部自下到上依次鋪設有防滲膜、用于收集污泥滲濾液的礫石排水層、用于凈化污泥滲濾液的礫石過濾層，以及用于泥水分離的沙層，沙層之上為干化污泥形成的泥餅層，泥餅層之上為待處理的污泥層；池體內部種植有濕地植物。本實用新型通過植物的蒸騰作用和基質填料的滲濾作用，使得污泥得到充分的干化和穩定化處理，處理后的污泥體積可縮減到原來的4%～30%，污泥中可揮發性有機物含量可減少20%～30%。本實用新型的人工濕地污泥處理技術具有污泥減量化和穩定化處理效果顯著、建設運行費用低、環境友好等優點。
【專利說明】用于污泥干化和穩定化處理的人工濕地系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于污泥處理的人工濕地系統。
【背景技術】
[0002]“十一五”期間，我國污水處理產業得到了迅速發展，污水處理能力及處理率增長迅速，帶來了污泥產量迅猛增長。截止2012年底，全國污水處理廠3300多座，日處理污水量達1.42億噸，污泥產生量超過3000萬噸/日。大量的污泥若不經過妥善處理，隨意堆放會造成嚴重的二次污染問題。
[0003]通常污水處理廠產生的污泥主要成分是水，以流體狀態存在，其中固體含量僅占
0.5~2%，而固體中大部分為微生物殘體，固體中有機組分占50~80%。因此，污泥處理的主要目的時降低污泥中的水分，減少污泥總體積，并將污泥中有機組分穩定化處理。污水處理廠現有的污泥處理工藝一般包括濃縮(專利號CN 100579924C)Jj^JUCN 101784490 B)、厭氧消化(CN 100351187C)、好氧消化(CN101717173B)等，污泥處理費用昂貴，一般能占到整個污水處理廠運行費用的20%~60%。
實用新型內容
[0004]本實用新型提供一種用于污泥干化和穩定化處理的人工濕地系統，要解決污泥處理費用高，處理效率低，大量污泥得不得即時有效處理的技術問題。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]這種用于污泥干化`和穩定化處理的人工濕地系統，包括污泥進水管、調節池和至少一個人工濕地污泥處理池；
[0007]所述人工濕地污泥處理池的池體內部自下到上依次鋪設有用于收集污泥滲濾液的礫石排水層、用于凈化污泥滲濾液的礫石過濾層，以及用于泥水分離的沙層，沙層之上為干化污泥形成的泥餅層，泥餅層之上為待處理的污泥層；池體內部種植有濕地植物；池體上部設有污泥布水管，污泥布水管的入水口由管路與調節池連接，出水口朝向池內；池體底部的礫石排水層內橫向設有滲濾液集水管，滲濾液集水管上分布有穿孔，滲漉液集水管一端與向外伸出池體的滲濾液排出管連接，一端與向上伸出池體的通氣管連接。
[0008]所述人工濕地污泥處理池為兩個以上，兩個以上人工濕地污泥處理池由管路相互并聯，并與調節池連接。
[0009]所述人工濕地污泥處理池的總面積由處理污泥量確定或負責人口總數確定，單個池體面積為5~1000 m2，池體深度為2~5m，池底有至少1%的坡度。
[0010]所述池體為矩形，污泥布水管沿池體長向布置，污泥布水管上間隔分布有出水口。
[0011]所述池體的材質為混凝土、泥土、塑料或金屬。
[0012]所述池體底部鋪設有防滲膜，防滲膜為土工膜或防水涂層。
[0013]所述碌石排水層、碌石過濾層和沙層分別為粒徑30~60mm的碌石、粒徑2~IOmm的石樂石和粒徑0.5~Imm的沙，其鋪設厚度分別為10~25cm、10~80cm、10~30cm。[0014]所述滲濾液集水管可為PVC管,其上的穿孔孔徑為5?50mm,孔間距為2?IOcm,兩排孔分別與水平面呈45°角；或者滲濾液集水管為未上釉的陶土管。
[0015]所述濕地植物為蘆葦、香蒲、水蔥、黃菖蒲或千屈菜。
[0016]本實用新型的有益效果如下:
[0017]本實用新型的組成結構包括污泥進水管、調節池、人工濕地污泥處理池，污泥由進水管進入調節池，然后經過布水管進入人工濕地污泥處理池內。污泥在人工濕地污泥處理池中通過沙層進行泥水分離，滲濾液通過沙層進入過濾層凈化，在排水層內通過集水管收集，之后經過排水管排出。而污泥在沙層之上沉積，形成干化的泥餅層，經過幾輪污泥處理后，最終泥餅層用鏟車運出。
[0018]人工濕地污泥處理池池底的防滲層用于防止滲濾液污染周邊土壤，當人工濕地為土池時，通過土工膜進行防滲，若人工濕地池為混凝土結構，敷防水涂層。礫石排水層用于收集污泥滲濾液。礫石過濾層用于凈化滲濾液。沙層用于泥水分離，將污泥隔離在沙層之上，而污泥滲濾液能夠通過沙層滲入到下方的礫石過濾層。泥餅層不是鋪設的，而是經過幾輪污泥處理后，由干化的污泥堆積形成。泥餅層的形成能夠促進后續污泥的過濾干化以及有機組分的降解。滲濾液集水管鋪設在礫石排水層中，為穿孔花管，用于收集污泥滲濾液。通氣管一端與大氣相通，一端連接滲濾液集水管，用于向濕地內部通入氧氣，以有易于污染物的降解。
[0019]本實用新型通過植物的蒸騰作用和基質填料的滲濾作用，使得污泥得到充分的干化和穩定化處理，處理后的污泥體積可縮減到原來的4%?30%，污泥中可揮發性有機物含量可減少20%?30%。與現有的污泥處理技術相比，該人工濕地污泥處理技術具有污泥減量化和穩定化處理效果顯著、建設運行費用低、環境友好等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0021]圖1是本實用新型的平面布置圖。
[0022]圖2是人工濕地污泥處理池的結構示意圖。
[0023]圖3是滲濾液集水管橫截面的結構示意圖。
[0024]附圖標記:1-污泥進水管、2-調節池、3-人工濕地污泥處理池、4-污泥布水管、5-滲濾液排出管、6-防滲膜、7-礫石排水層、8-礫石過濾層、9-沙層、I O-泥餅層、11 -污泥層、12-滲濾液集水管、13-通氣管、14-濕地植物、15-穿孔、16-池體。
【具體實施方式】
[0025]實施例一，參見圖1所示，這種用于污泥干化和穩定化處理的人工濕地系統，包括污泥進水管1、調節池2和四個人工濕地污泥處理池3。四個人工濕地污泥處理池3由管路相互并聯，并與調節池2連接。
[0026]參見圖2所示，所述人工濕地污泥處理池3的池體16內部自下到上依次鋪設有防滲膜6、用于收集污泥滲濾液的礫石排水層7、用于凈化污泥滲濾液的礫石過濾層8，以及用于泥水分離的沙層9。礫石排水層7、礫石過濾層8和沙層9分別為粒徑30?60mm的礫石、粒徑2?IOmm的碌石和粒徑0.5?Imm的沙，其鋪設厚度分別為10?25cm、10?80cm、10?30cm。沙層9之上為干化污泥形成的泥餅層10，泥餅層10之上為待處理的污泥層11 ；池體16內部種植有濕地植物14，所述濕地植物14為蘆葦、香蒲、水蔥、黃菖蒲或千屈菜。池體16上部設有污泥布水管4，污泥布水管4的入水口由管路與調節池2連接，出水口朝向池內；池體16底部的礫石排水層7內橫向設有滲濾液集水管12，滲濾液集水管12上分布有穿孔15，滲漉液集水管12 —端與向外伸出池體的滲濾液排出管5連接，一端與向上伸出池體的通氣管13連接。
[0027]所述人工濕地污泥處理池3的總面積由處理污泥量確定或負責人口總數確定，單個池體面積為5?1000 m2，池體深度為2?5m，池底有至少1%的坡度。池體16為矩形，污泥布水管4沿池體長向布置，污泥布水管4上間隔分布有出水口。所述池體16的材質為混凝土、泥土、塑料或金屬。混凝土池體的防滲膜6可采用防水涂層。泥土池體的防滲膜6可采用土工膜。
[0028]參見圖3所示，所述滲濾液集水管12可為PVC管，其上的穿孔15孔徑為5?50mm，孔間距為2?10cm，兩排孔分別與水平面呈45°角。滲濾液集水管也為未上釉的陶土管。
[0029]實施例二，人工濕地污泥處理池3的池體為直徑0.82m,高1.5m的塑料桶，裝有直徑50mm的碌石15cm作為碌石排水層,其上為直徑IOmm的碌石過濾層,厚度為IOcm,再上方為直徑Imm的沙層，厚度為15cm，沙層上方為泥餅層，種植蘆葦和香蒲，塑料桶底部設有滲濾液排出口，并有通氣管向濕地底部供氣。污水處理廠的剩余污泥經過2個月處理后，污泥體積減少68%，污泥中有機物含量減少23%。
[0030]這種采用人工濕地系統的污泥干化和穩定化處理方法，處理步驟如下:
[0031]步驟一，污水處理廠產生的污泥經污泥進水管I進入調節池2內，從調節池2向人工濕地污泥處理池3內連續泵入污泥，至池體最大容量或設定水位，隨后停止污泥的泵人，進入處理階段，處理時間由當地氣候、人工濕地池中泥餅層厚度、以及進入的污泥含水率決定，一般為幾天至幾個星期不等；
[0032]步驟二，處理階段結束后，在人工濕地污泥處理池3內形成一層干化的泥餅層10，濕地植物14不斷生長使泥餅層10中增加很多細的裂縫，同時防止大的裂縫出現；
[0033]步驟三，將下一批污泥泵入到已干化的泥餅層10上，污泥通過泥餅層10和填料的滲濾作用，以及植物的蒸騰作用，降低污泥水分含量，同時污泥中的有機物通過微生物降解作用得到穩定化處理；處理階段中經滲濾液集水管12收集的污泥滲濾液由滲濾液排出管5排出池體，并經通氣管13向人工濕地污泥處理池3內部通入氧氣，促進有機物的降解；
[0034]步驟四，循環步驟一至三，人工濕地污泥處理池3內反復經過污泥泵入和處理階段，濕地中干化的泥餅厚度不斷增加，當泥餅層10的厚度距離池體頂部20?50cm時，停止循環操作，放置兩個月至一年，使污泥中水分進一步降低；
[0035]步驟五，處理后的干污泥用鏟車運出，鏟除干污泥時將濕地植物14的根系留在人工濕地污泥處理池3內。
【權利要求】
1.一種用于污泥干化和穩定化處理的人工濕地系統，其特征在于:包括污泥進水管(I)、調節池(2)和至少一個人工濕地污泥處理池(3)； 所述人工濕地污泥處理池(3)的池體(16)內部自下到上依次鋪設有用于收集污泥滲濾液的礫石排水層(7)、用于凈化污泥滲濾液的礫石過濾層(8)，以及用于泥水分離的沙層(9)，沙層(9)之上為干化污泥形成的泥餅層(10)，泥餅層(10)之上為待處理的污泥層(II);池體(16)內部種植有濕地植物(14);池體(16)上部設有污泥布水管(4)，污泥布水管(4)的入水口由管路與調節池(2)連接，出水口朝向池內；池體(16)底部的礫石排水層(7)內橫向設有滲濾液集水管(12)，滲濾液集水管(12)上分布有穿孔(15)，滲漉液集水管(12)一端與向外伸出池體的滲濾液排出管(5 )連接，一端與向上伸出池體的通氣管(13 )連接。
2.根據權利要求1所述的用于污泥干化和穩定化處理的人工濕地系統，其特征在于:所述人工濕地污泥處理池(3)為兩個以上，兩個以上人工濕地污泥處理池(3)由管路相互并聯，并與調節池(2)連接。
3.根據權利要求1所述的用于污泥干化和穩定化處理的人工濕地系統，其特征在于:所述人工濕地污泥處理池(3)的總面積由處理污泥量確定或負責人口總數確定，單個池體面積為5?1000 m2，池體深度為2?5m，池底有至少1%的坡度。
4.根據權利要求1所述的用于污泥干化和穩定化處理的人工濕地系統，其特征在于:所述池體(16)為矩形，污泥布水管(4)沿池體長向布置，污泥布水管(4)上間隔分布有出水□。
5.根據權利要求1所述的用于污泥干化和穩定化處理的人工濕地系統，其特征在于:所述池體(16)的材質為混凝土、泥土、塑料或金屬。
6.根據權利要求1所述的用于污泥干化和穩定化處理的人工濕地系統，其特征在于:所述池體(16)底部鋪設有防滲膜(6)，防滲膜(6)為土工膜或防水涂層。
7.根據權利要求1所述的用于污泥干化和穩定化處理的人工濕地系統，其特征在于:所述礫石排水層(7)、礫石過濾層(8)和沙層(9)分別為粒徑30?60mm的礫石、粒徑2?IOmm的碌石和粒徑0.5?Imm的沙，其鋪設厚度分別為10?25cm、10?80cm、10?30cm。
8.根據權利要求1所述的用于污泥干化和穩定化處理的人工濕地系統，其特征在于:所述滲濾液集水管(12)為PVC管,其上的穿孔(15)孔徑為5?50mm,孔間距為2?IOcm,兩排孔分別與水平面呈45°角；或者滲濾液集水管為未上釉的陶土管。
9.根據權利要求1所述的用于污泥干化和穩定化處理的人工濕地系統，其特征在于:所述濕地植物(14)為蘆葦、香蒲、水蔥、黃菖蒲或千屈菜。
【文檔編號】C02F11/02GK203440221SQ201320397350
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月5日 優先權日:2013年7月5日
【發明者】吳文伶, 宋中南, 張濤, 王珂 申請人:中國建筑股份有限公司, 北京中建柏利工程技術發展有限公司