專利名稱：一種土壤修復(fù)及污水凈化的集成生態(tài)處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水處理與土壤修復(fù)的聯(lián)合技術(shù)，具體地涉及一種土壤修復(fù)及污水凈化的集成生態(tài)處理裝置，在處理污水的同時，對受重金屬侵染的土地進行修復(fù)，是由修復(fù)型人工濕地與一體化生態(tài)池組成。本發(fā)明還涉及利用上述裝置進行土壤修復(fù)及污水凈化的方法。
背景技術(shù)：
近年來，我國重金屬污染警鐘頻頻敲響，從“血鉛事件”到震驚全國的“鎘米風(fēng)波”， 接連不斷，如果放任土壤重金屬污染的持續(xù)發(fā)生，按照現(xiàn)在的發(fā)展趨勢，若干年后土壤重金屬污染積累將進一步加劇，一旦重金屬含量達到致病程度，情況就將不可收拾?，F(xiàn)有土壤修復(fù)技術(shù)不但建設(shè)費用、運行費用高昂，操作手段繁復(fù)，而且修復(fù)效果不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種土壤修復(fù)及污水凈化的集成生態(tài)處理裝置。本發(fā)明的又一目的在于提供利用上述裝置進行土壤修復(fù)及污水凈化的方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的土壤修復(fù)及污水凈化的集成生態(tài)處理裝置，主要由人工濕地和一體化生態(tài)池組成，其中人工濕地為表流人工濕地，自上而下依次為表面土壤層，是由受重金屬侵染的土壤、沸石分子篩及膨潤土混合組成的復(fù)合土壤；深度處理層，為鐵碳填料；浙水層，為礫石；過濾層，為無紡布；導(dǎo)水層，鋪設(shè)有上下兩層礫石填料，中間用無紡布隔開；人工濕地的進水端設(shè)置有堿性注射裝置，以控制人工濕地的pH值，防止人工濕地中的重金屬析出；一體化生態(tài)池，其底部設(shè)有曝氣盤，曝氣盤上方設(shè)有布水器，一體化生態(tài)池的內(nèi)部填充有流動填料，池面漂浮有人工生態(tài)浮床；人工濕地的出水口通過加壓泵連接一體化生態(tài)池。所述土壤修復(fù)及污水凈化的集成生態(tài)處理裝置，其中，人工濕地的底部向出水口呈一斜坡，其坡度較優(yōu)地為0.1 %。所述土壤修復(fù)及污水凈化的集成生態(tài)處理裝置，其中，人工濕地的表面土壤層栽種的植物是對重金屬有超富集作用的蜈蚣草、魚腥草、金葉女貞、蘆葦和紅豆草。所述土壤修復(fù)及污水凈化的集成生態(tài)處理裝置，其中，一體化生態(tài)池的浮床上栽種有東方香蒲、再力花，栽種比例為1 1。所述土壤修復(fù)及污水凈化的集成生態(tài)處理裝置，其中，曝氣盤連接一曝氣機。
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所述土壤修復(fù)及污水凈化的集成生態(tài)處理裝置，其中，曝氣機與曝氣盤之間連接有流量計。 所述土壤修復(fù)及污水凈化的集成生態(tài)處理裝置，其中，布水器的噴嘴為縮口噴嘴。本發(fā)明利用上述裝置進行土壤修復(fù)及污水凈化的方法，是將廢水流入人工濕地后，開啟堿性注射裝置注射堿溶液(如碳酸鈉溶液)，控制人工濕地的表面土壤層pH呈微堿性，防止重金屬析出；人工濕地栽種的植物對重金屬進行吸附；處理后的污水導(dǎo)入一體化生態(tài)池，同時開啟曝氣機，使流動填料在水中翻滾流動， 在好氧環(huán)境下通過植物吸附作用及微生物生長作用消解污水中殘余的污染物質(zhì)。所述的方法，其中，植物吸附重金屬后收割并再栽種植物。本發(fā)明是由人工濕地與一體化生態(tài)池組成。人工濕地在處理污水的同時，可以對受重金屬侵染的土地進行修復(fù)，在人工濕地后端串聯(lián)一座一體化生態(tài)池，防止?jié)竦貎?nèi)重金屬的泄露，并對污水進行深度處理。本發(fā)明創(chuàng)造性的采用人工濕地治理土壤重金屬污染問題，土壤修復(fù)和污水處理同時進行，效果較好，易于操作，將土壤修復(fù)過程變得簡單易行。


圖1是本發(fā)明土壤修復(fù)及污水凈化的集成生態(tài)處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中主要組件符號說明1人工濕地；2 —體化生態(tài)池；3表面土壤層；4深度處理層；5浙水層；6過濾層；7 導(dǎo)水層；8流動填料；9人工生態(tài)浮床；10進水噴嘴；11曝氣盤；12曝氣機；13堿性注射裝置；14加壓泵。
具體實施例方式請結(jié)合圖1所示，本發(fā)明提供的土壤修復(fù)及污水凈化的集成生態(tài)處理裝置，主要結(jié)構(gòu)為人工濕地為表流人工濕地，自上而下依次為分表面土壤層3、深度處理層4、浙水層5、過濾層6和導(dǎo)水層7等五個部分。表面土壤層3的厚度為0. 5m，是由受重金屬侵染的土壤、沸石分子篩及少量膨潤土混合組成的復(fù)合土壤，可以用于栽種植物，栽種的植物選用對重金屬有超富集作用的蜈蚣草、魚腥草、金葉女貞、蘆葦和紅豆草等，在吸附重金屬的同時，還具有景觀效果；深度處理層4為厚0. : 的鐵碳填料；浙水層5為厚0. an的礫石，粒徑為4mm-8mm ；過濾層為厚度50mm的無紡布；導(dǎo)水層厚30mm，鋪設(shè)礫石填料，分上、下兩層，中間通過無紡布隔開，上層礫石填料的粒徑為8mm-15mm，下層礫石填料的粒徑為15mm-30mm。人工濕地的進水端設(shè)置有公知的堿性注射裝置13，控制濕地的pH略微偏堿性(pH 值約為7-9)，防止?jié)竦刂亟饘俚奈龀?；人工濕地的底部呈一斜坡，其坡度?. 1%，以便于達成更好的導(dǎo)水效果。人工濕地的出水通過加壓泵14直接導(dǎo)入一體化生態(tài)池2。該一體化生態(tài)池2的底部設(shè)有曝氣盤11，曝氣盤11通過流量計(公知技術(shù)，圖中未示)連接一體化生態(tài)池外部的曝氣機12 ；曝氣盤11上方設(shè)有布水器10 ；池內(nèi)填充有流動填料8 (如公知的改性生物懸浮填料、立體空心流化床填料)，池面漂浮著人工生態(tài)浮床9。人工生態(tài)浮床9上栽種東方香蒲、再力花，栽種比例為1 1，此時對氨氮的吸收效果較好，同時具有景觀效果。
一體化生態(tài)池2內(nèi)部的布水器10的噴嘴是縮口噴嘴，在加壓泵14的作用下增強水流強度，在布水的同時增強填料的流動性，提高其處理效果。本發(fā)明的人工濕地在處理污水的同時，可以對受重金屬侵染的土地進行修復(fù)，在修復(fù)型人工濕地后端串聯(lián)一座一體化生態(tài)池，防止?jié)竦貎?nèi)重金屬的泄露，并對污水進行深度處理。本發(fā)明的土壤修復(fù)及污水凈化的集成生態(tài)處理裝置使用時，將污水布設(shè)到人工濕地內(nèi)，在人工濕地中分為植物處理和微生物處理兩部分。植物處理部分，是利用表面土壤層上栽種的耐重金屬植物或超累積植物降低重金屬的活性，并通過植物的根毛直接從土壤交換吸附重金屬以固定，繼而重金屬超積累植物從土壤中吸取金屬污染物，隨后收割地上部分并進行集中處理。連續(xù)種植該植物，達到降低或去除土壤重金屬污染的目的。微生物部分通過栽種的植物根系的微生物降低土壤中重金屬的毒性，吸附積累重金屬；同時微生物可以改變根際微環(huán)境，從而提高植物對重金屬的吸收、揮發(fā)或固定效率。一體化生態(tài)池內(nèi)填充有高效率的流動填料，水面設(shè)置人工生態(tài)浮床，在好氧環(huán)境下通過植物吸附作用及微生物生長作用對人工濕地的出水進行深度處理，這一步反應(yīng)不但消解污水中殘余的污染物質(zhì)，其出水氨氮、總磷、COD去除效果高達90-95%，運行成本低， 出水水質(zhì)好，滿足國家污水排放要求。廢水流入人工濕地，進水后30min開啟堿性注射裝置，進行第一階段處理。處理后的污水在壓力泵的增壓作用下，通過縮口噴嘴加壓導(dǎo)入一體化生態(tài)池，同時開啟曝氣機；在加壓后的水流作用下以及曝氣盤的曝氣作用下，流動填料在水中翻滾流動，填料流動性大大增強，植物長勢也更加茂盛。
權(quán)利要求
1.一種土壤修復(fù)及污水凈化的集成生態(tài)處理裝置，主要由人工濕地和一體化生態(tài)池組成，其中人工濕地為表流人工濕地，自上而下依次為表面土壤層，是由受重金屬侵染的土壤、沸石分子篩及膨潤土混合組成的復(fù)合土壤； 深度處理層，為鐵碳填料； 浙水層，為礫石； 過濾層，為無紡布；導(dǎo)水層，鋪設(shè)有上下兩層礫石填料，中間用無紡布隔開；人工濕地的進水端設(shè)置有堿性注射裝置，以控制人工濕地的PH值，防止人工濕地中的重金屬析出；一體化生態(tài)池，其底部設(shè)有曝氣盤，曝氣盤上方設(shè)有布水器，一體化生態(tài)池的內(nèi)部填充有流動填料，池面漂浮有人工生態(tài)浮床；人工濕地的出水口通過加壓泵連接一體化生態(tài)池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述土壤修復(fù)及污水凈化的集成生態(tài)處理裝置，其中，人工濕地的底部向出水口呈一斜坡，其坡度為0. 1%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述土壤修復(fù)及污水凈化的集成生態(tài)處理裝置，其中，人工濕地的表面土壤層栽種的植物是對重金屬有超富集作用的蜈蚣草、魚腥草、金葉女貞、蘆葦和紅豆草。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述土壤修復(fù)及污水凈化的集成生態(tài)處理裝置，其中，一體化生態(tài)池的浮床上栽種有東方香蒲、再力花，栽種比例為1 1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述土壤修復(fù)及污水凈化的集成生態(tài)處理裝置，其中，曝氣盤連接一曝氣機。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述土壤修復(fù)及污水凈化的集成生態(tài)處理裝置，其中，曝氣機與曝氣盤之間連接有流量計。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述土壤修復(fù)及污水凈化的集成生態(tài)處理裝置，其中，布水器的噴嘴為縮口噴嘴。
8.利用權(quán)利要求1所述裝置進行土壤修復(fù)及污水凈化的方法，將廢水流入人工濕地后，開啟堿性注射裝置注射堿溶液，控制人工濕地的表面土壤層PH呈微堿性，防止重金屬析出；人工濕地栽種的植物對重金屬進行吸附；處理后的污水導(dǎo)入一體化生態(tài)池，同時開啟曝氣機，使流動填料在水中翻滾流動，在好氧環(huán)境下通過植物吸附作用及微生物生長作用消解污水中殘余的污染物質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，植物吸附重金屬后收割并再栽種植物。
全文摘要
一種土壤修復(fù)及污水凈化的集成生態(tài)處理裝置，其中人工濕地為表流人工濕地，自上而下依次為表面土壤層，是由受重金屬侵染的土壤、沸石分子篩及膨潤土混合組成的復(fù)合土壤；深度處理層，為鐵碳填料；瀝水層，為礫石；過濾層，無紡布；導(dǎo)水層，鋪設(shè)有上下兩層礫石填料，中間用無紡布隔開；人工濕地的進水端設(shè)置有堿性注射裝置，以控制人工濕地的pH值，防止人工濕地中的重金屬析出；一體化生態(tài)池，其底部設(shè)有曝氣盤，曝氣盤上方設(shè)有布水器，一體化生態(tài)池的內(nèi)部填充有流動填料，池面漂浮有人工生態(tài)浮床；人工濕地的出水口通過加壓泵連接一體化生態(tài)池。本發(fā)明同時進行土壤修復(fù)和污水處理，將土壤修復(fù)過程變得簡單易行。
文檔編號C02F9/14GK102557348SQ201210004728
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者萬書名, 何連生, 席北斗, 張列宇, 王雷, 蘇婧, 霍守亮 申請人:中國環(huán)境科學(xué)研究院