專(zhuān)利名稱(chēng)：自充氧潛流人工濕地污水凈化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于污水凈化處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用水位差勢(shì)能和虹吸原理對(duì)人工濕地進(jìn)行自動(dòng)復(fù)氧的新型垂直潛流人工濕地污水凈化裝置。
背景技術(shù)：
人工濕地技術(shù)是20世紀(jì)七十年代發(fā)展開(kāi)來(lái)的一種新型污水處理工藝，具有高效、 低耗、低成本及運(yùn)行管理簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生活污水處理、農(nóng)村面源污染治理以及垃圾滲濾液處理等方面。人工濕地技術(shù)去除污染物的主要機(jī)理是利用濕地內(nèi)部微生物降解有機(jī)污染物，植物截流和填料吸附等方面作用相對(duì)有限。其除氮機(jī)理主要是利用濕地內(nèi)部微生物的硝化和反硝化作用，通過(guò)硝化作用將氨態(tài)氮(NH4+-N)轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮(NO3-N和NO2-N),這個(gè)過(guò)程是氧化過(guò)程，需要氧氣參與；通過(guò)反硝化作用將NO3-N和NO2-N轉(zhuǎn)化為N2，這個(gè)過(guò)程需要厭氧環(huán)境。已有的研究表明，傳統(tǒng)濕地技術(shù)脫氮效果不能令人滿(mǎn)意的主要原因在于濕地內(nèi)部好氧環(huán)境不足限制了硝化反應(yīng)。目前已有的人工濕地增氧方式有以下幾種1)預(yù)處理階段進(jìn)行曝氣充氧；2)采用空氣壓縮機(jī)通過(guò)管道向濕地內(nèi)部充氧；3 )濕地內(nèi)部安裝配氣管路，進(jìn)行自然通氣。這三種方式實(shí)際工程應(yīng)用中均有不足，主要表現(xiàn)在效率不高，機(jī)械增氧增加了成本，設(shè)備工藝復(fù)雜， 工藝難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效運(yùn)行。實(shí)用新型內(nèi)容綜上所述，為了克服現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題的不足，本實(shí)用新型提供了一種自充氧潛流人工濕地污水凈化裝置，它通過(guò)垂直潛流濕地池之間的高度差和倒“U”型虹吸配水器使垂直潛流濕地池內(nèi)水體液面按照一定的規(guī)律，上下起伏波動(dòng)。隨著內(nèi)部液面的上升和下降，外部空氣被抽吸進(jìn)入垂直潛流濕地池內(nèi)部，從而實(shí)現(xiàn)大氣的復(fù)氧。該充氧方式中，空氣直接與垂直潛流濕地池內(nèi)的填料上附著的微生物以及填料表面形成的液膜直接進(jìn)行傳氧輸送，復(fù)氧效率高且無(wú)外加能源消耗，從而解決人工濕地技術(shù)由于溶解氧不足而限制系統(tǒng)污染物降解能力的問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)合理布局濕地結(jié)構(gòu)，達(dá)到提高人工濕地系統(tǒng)運(yùn)行能力，延緩濕地堵塞的目的。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種自充氧潛流人工濕地污水凈化裝置，其特征在于它包括進(jìn)水管、厭氧池、沉淀池、垂直潛流濕地池I、垂直潛流濕地池II、垂直潛流濕地池III、垂直潛流濕地池IV及出水管，進(jìn)水管的出水端設(shè)置在厭氧池的底部，厭氧池內(nèi)填充有厭氧掛膜填料，厭氧池與沉淀池相鄰，沉淀池與垂直潛流濕地池I通過(guò)第一配水管連接，垂直潛流濕地池I與集水池I 通過(guò)第一集水管連接，集水池I通過(guò)第二配水管與垂直潛流濕地池II連接，垂直潛流濕地池II與集水池II通過(guò)第二集水管連接，集水池II與垂直潛流濕地池III通過(guò)第三配水管連接，垂直潛流濕地池III與集水池III通過(guò)第三集水管連接，集水池III與垂直潛流濕地池IV通過(guò)第四配水管連接，垂直潛流濕地池IV通過(guò)第四集水管與集水池IV連接，集水池IV內(nèi)設(shè)置有出水管，垂直潛流濕地池I、垂直潛流濕地池II、垂直潛流濕地池III及垂直潛流濕地池IV結(jié)構(gòu)相同，均從池底到池頂依次設(shè)置底層填料層、中層填料層及表層填料層，從垂直潛流濕地池I到垂直潛流濕地池IV，高度依次降低；第一配水管、第二配水管、第三配水管及第四配水管結(jié)構(gòu)相同，均為倒“U”型虹吸配水管，倒“U”型虹吸配水管的進(jìn)水口為喇叭口，進(jìn)水口上設(shè)置有虹吸破壞口，出水管的進(jìn)水口為喇叭口，其上設(shè)置有虹吸破壞孔。進(jìn)一步，所述的第一配水管、第二配水管、第三配水管及第四配水管分別設(shè)置在垂直潛流濕地池I、垂直潛流濕地池II、垂直潛流濕地池III及垂直潛流濕地池IV的中層填料層內(nèi)，第一集水管、第二集水管、第三集水管及第四集水管分別設(shè)置在垂直潛流濕地池I、 垂直潛流濕地池II、垂直潛流濕地池III及垂直潛流濕地池IV的底層填料層內(nèi)。。進(jìn)一步，所述的第一配水管、第二配水管、第三配水管及第四配水管上均設(shè)置有配水孔。進(jìn)一步，所述的第一集水管、第二集水管、第三集水管及第四集水管結(jié)構(gòu)相同，其上均設(shè)置有集水孔。進(jìn)一步，所述的第一配水管、第二配水管、第三配水管及第四配水管上均設(shè)置有配水調(diào)節(jié)閥。進(jìn)一步，所述的垂直潛流濕地池I與垂直潛流濕地池II之間的高度差、垂直潛流濕地池II與垂直潛流濕地池III之間的高度差、垂直潛流濕地池III及垂直潛流濕地池IV之間的高度差均為600 800mm。本實(shí)用新型的有益效果為1、本實(shí)用新型是通過(guò)垂直潛流濕地池之間的高度差和倒“U”型虹吸配水器及虹吸破壞口使垂直潛流濕地池內(nèi)水體液面按照一定的規(guī)律，上下起伏波動(dòng)。隨著內(nèi)部液面的上升和下降，外部空氣被抽吸進(jìn)入垂直潛流濕地池內(nèi)部，從而實(shí)現(xiàn)大氣的復(fù)氧。該充氧方式中，空氣直接與垂直潛流濕地池內(nèi)的填料上附著的微生物以及填料表面形成的液膜直接進(jìn)行傳氧輸送，復(fù)氧效率高且無(wú)外加能源消耗，從而解決人工濕地技術(shù)由于溶解氧不足而限制系統(tǒng)污染物降解能力的問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)合理布局濕地結(jié)構(gòu)，達(dá)到提高人工濕地系統(tǒng)運(yùn)行能力，延緩濕地堵塞的目的。2、本實(shí)用新型的多個(gè)垂直潛流濕地池依次串聯(lián)布置，且垂直潛流濕地池之間存在高度差，這樣污水在本實(shí)用新型中經(jīng)過(guò)多次厭氧和好氧環(huán)境更替，提高了本實(shí)用新型的脫氮能力，不同的垂直潛流濕地池內(nèi)可填充不同的填料，增加人工濕地的污水處理能力。3、本實(shí)用新型可根據(jù)污水內(nèi)包含的污染物負(fù)荷及污染物特征進(jìn)行靈活調(diào)整，通過(guò)增加垂直潛流濕地池的數(shù)量，在垂直潛流濕地池內(nèi)填充不同的填料來(lái)增強(qiáng)人工濕地的凈化能力，提高凈化后水體質(zhì)量。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)的特征。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型圖1的俯視示意圖；圖3為本實(shí)用新型的第一配水管結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型圖3的A-A剖視示意圖；圖5為本實(shí)用新型的第一集水管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型圖5的B-B剖視示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。如圖1、2、3、4、5、6所示，一種自充氧潛流人工濕地污水凈化裝置，它包括進(jìn)水管 1、厭氧池3、沉淀池4、垂直潛流濕地池I 6、垂直潛流濕地池II 8、垂直潛流濕地池III 10、垂直潛流濕地池IV 12及出水管15，垂直潛流濕地池I 6、垂直潛流濕地池II 8、垂直潛流濕地池III10及垂直潛流濕地池IV 12結(jié)構(gòu)相同，均從池底到池頂依次設(shè)置底層填料層23、中層填料層M及表層填料層25，從垂直潛流濕地池I 6到垂直潛流濕地池IV 12，高度依次降低， 垂直潛流濕地池I 6與垂直潛流濕地池II 8之間的高度差、垂直潛流濕地池II 8與垂直潛流濕地池III10之間的高度差、垂直潛流濕地池III10及垂直潛流濕地池IV 12之間的高度差均為600mm。進(jìn)水管1的出水端設(shè)置在厭氧池3的底部，厭氧池3內(nèi)填充有厭氧掛膜填料2， 厭氧池3與沉淀池4相鄰，沉淀池4與垂直潛流濕地池I 6通過(guò)第一配水管5連接，垂直潛流濕地池I 6與集水池I 21通過(guò)第一集水管22連接，第一配水管5設(shè)置在垂直潛流濕地池I 6的中層填料層M內(nèi)，第一配水管5為倒“U”型虹吸配水管，其進(jìn)水口為喇叭口，喇叭口上設(shè)置有虹吸破壞口 26，虹吸破壞口沈與喇叭口之間距離為200mm，第一配水管5上設(shè)置有配水調(diào)節(jié)閥27，第一配水管5的管道上設(shè)置有兩排配水孔觀，配水孔28的孔口朝下， 且兩排配水孔觀與管道橫截面縱軸線的夾角均為45°，第一集水管22設(shè)置在垂直潛流濕地池I 6的底層填料層23內(nèi)，第一集水管22上設(shè)置有四排集水孔29，四排集水孔四在第一集水管22的橫截面上均勻分布。集水池I 21通過(guò)第二配水管7與垂直潛流濕地池II 8連接，垂直潛流濕地池II 8 與集水池II 19通過(guò)第二集水管20連接，第二配水管7設(shè)置在垂直潛流濕地池II 8的中層填料層M內(nèi)，第二配水管7與第一配水管5結(jié)構(gòu)相同，第二集水管20設(shè)置在垂直潛流濕地池II 8的底層填料層23內(nèi)，第二集水管20與第一集水管22結(jié)構(gòu)相同；集水池II 19與垂直潛流濕地池III10通過(guò)第三配水管9連接，垂直潛流濕地池III10與集水池III17通過(guò)第三集水管18連接，第三配水管9設(shè)置在垂直潛流濕地池III 10的中層填料層M內(nèi)，第三配水管 9與第一配水管5結(jié)構(gòu)相同，第三集水管18設(shè)置在垂直潛流濕地池III 10的底層填料層23 內(nèi)，第三集水管18與第一集水管22結(jié)構(gòu)相同；集水池III17與垂直潛流濕地池IV 12通過(guò)第四配水管11連接，垂直潛流濕地池IV 12通過(guò)第四集水管16與集水池IV 13連接，第四配水管11設(shè)置在垂直潛流濕地池IV 12的中層填料層M內(nèi)，第四配水管11與第一配水管5結(jié)構(gòu)相同，第四集水管16設(shè)置在垂直潛流濕地池IV 12的底層填料層23內(nèi)，第四集水管16與第一集水管22結(jié)構(gòu)相同；集水池IV 13內(nèi)設(shè)置有出水管15，出水管15的進(jìn)水口為喇叭口， 其上設(shè)置有虹吸破壞孔14。本實(shí)施例中，表層填料層25主要以細(xì)粒碎石組成(粒徑在5_8mm左右，厚度在 300mm左右，主要便于植物植根過(guò)冬。中層填料層M以透水性較好的粒徑在10_15mm之間的沸石、米瓜石等填料組成， 主要是提供微生物附著空間及條件，便于空氣抽排。底層填料層23以卵石為主，粒徑在8-lOmm間，便于出水和各個(gè)集水管的保護(hù)。使用時(shí)，待凈化的污水從進(jìn)水管1進(jìn)入本實(shí)用新型，從進(jìn)水管1的出水端進(jìn)入?yún)捬醭?底部，在厭氧池3內(nèi)填充柔性厭氧掛膜填料2對(duì)污水進(jìn)行厭氧消化，經(jīng)過(guò)厭氧消化后的污水從厭氧池3與沉淀池4之間的壁板上漫過(guò)，進(jìn)入沉淀池4，在沉淀池4內(nèi)沉淀，去除較大顆粒雜質(zhì)。為后續(xù)工藝的穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造條件。沉淀池4的液面不斷升高，當(dāng)液面高度高于第一配水管5的虹吸破壞口沈時(shí)，第一配水管5的進(jìn)水口發(fā)生虹吸，將經(jīng)過(guò)沉淀后的水從第一配水管5進(jìn)入垂直潛流濕地池I 6 的中層填料層對(duì)，然后向垂直潛流濕地池I 6的底層填料層23滲透，最后從設(shè)置在底層填料層23的第一集水管22排向集水池I 21，污水在經(jīng)過(guò)垂直潛流濕地池I 6的中層填料層 24及底層填料層23時(shí)，污水中的污染物在填料及微生物的共同作用下被凈化，沉淀池4內(nèi)液面因第一配水管5將水吸走而下降，當(dāng)液面高度低于虹吸破壞口沈高度時(shí)，第一配水管 5的進(jìn)水口虹吸被破壞，停止吸水。經(jīng)過(guò)垂直潛流濕地池I 6凈化后的污水在集水池I 21內(nèi)累積，當(dāng)集水池I 21的液面高度高于第二配水管7上的虹吸破壞口沈后，第二配水管7的喇叭狀進(jìn)水口發(fā)生虹吸，將集水池I 21內(nèi)的水輸向垂直潛流濕地池II 8，垂直潛流濕地池II 8對(duì)污水的凈化原理同垂直潛流濕地池I 6相同，當(dāng)集水池I 21的液面高度低于第二配水管7的虹吸破壞口 26的高度時(shí)，虹吸發(fā)生破壞，第二配水管7停止吸水，液面重新在集水池I 21內(nèi)累積。經(jīng)過(guò)垂直潛流濕地池II 8凈化后的污水在集水池II 19內(nèi)累積，同樣道理，被輸送進(jìn)垂直潛流濕地池III 10凈化，經(jīng)垂直潛流濕地池III 10凈化后輸送進(jìn)垂直潛流濕地池IV 12 進(jìn)行凈化，經(jīng)垂直潛流濕地池IV 12凈化后的水輸送進(jìn)集水池IV 13進(jìn)行存儲(chǔ)，當(dāng)集水池IV 13 內(nèi)液面高于出水管15上的虹吸破壞孔14的高度時(shí)，出水管15進(jìn)水口發(fā)生虹吸，將凈化后的水輸送走，液面下降，當(dāng)液面高度低于虹吸破壞孔14的高度后，虹吸停止。污水從進(jìn)水管1開(kāi)始，經(jīng)垂直潛流濕地池I 6、垂直潛流濕地池II 8、垂直潛流濕地池III 10、垂直潛流濕地池IV 12的凈化，達(dá)到符合國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，最后從出水管15排出。污水在逐級(jí)流動(dòng)的過(guò)程中，主要依靠虹吸進(jìn)行，在虹吸的發(fā)生及破壞的循環(huán)往復(fù)的過(guò)程中，各個(gè)垂直潛流濕地池內(nèi)的污水液位也不斷的上升下降，液位上升下降的過(guò)程中，外部空氣被抽吸進(jìn)入垂直潛流濕地池內(nèi)部，從而實(shí)現(xiàn)大氣的復(fù)氧。該充氧方式中，空氣直接與垂直潛流濕地池內(nèi)的填料上附著的微生物以及填料表面形成的液膜直接進(jìn)行傳氧輸送，復(fù)氧效率高且無(wú)外加能源消耗，從而解決人工濕地技術(shù)由于溶解氧不足而限制系統(tǒng)污染物降解能力的問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)合理布局濕地結(jié)構(gòu)，達(dá)到提高人工濕地系統(tǒng)運(yùn)行能力，延緩濕地堵塞的目的。本實(shí)用新型在實(shí)際使用過(guò)程中，垂直潛流濕地池及集水池的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置，同時(shí)，各個(gè)垂直潛流濕地池內(nèi)的填料也可根據(jù)污水中污染物的成分進(jìn)行有針對(duì)行的設(shè)置。要說(shuō)明的是，上述實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案的說(shuō)明而非限制，所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員的等同替換或者根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)而做的其它修改，只要沒(méi)超出本實(shí)用新型技術(shù)方案的思路和范圍，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型所要求的權(quán)利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種自充氧潛流人工濕地污水凈化裝置，其特征在于它包括進(jìn)水管(1)、厭氧池 (3)、沉淀池(4)、垂直潛流濕地池I (6)、垂直潛流濕地池II (8)、垂直潛流濕地池III (10)、 垂直潛流濕地池IV(12)及出水管(15)，進(jìn)水管(1)的出水端設(shè)置在厭氧池(3)的底部，厭氧池(3 )內(nèi)填充有厭氧掛膜填料(2 )，厭氧池(3 )與沉淀池(4 )相鄰，沉淀池(4 )與垂直潛流濕地池I (6)通過(guò)第一配水管(5)連接，垂直潛流濕地池I (6)與集水池I (21)通過(guò)第一集水管(22 )連接，集水池I (21)通過(guò)第二配水管(7 )與垂直潛流濕地池II (8 )連接，垂直潛流濕地池II (8)與集水池II (19)通過(guò)第二集水管(20)連接，集水池II (19)與垂直潛流濕地池III(10)通過(guò)第三配水管(9)連接，垂直潛流濕地池III(10)與集水池III(17)通過(guò)第三集水管(18)連接，集水池III(17)與垂直潛流濕地池IV (12)通過(guò)第四配水管(11)連接， 集水池IV (13)內(nèi)設(shè)置有出水管(15)，垂直潛流濕地池I (6)、垂直潛流濕地池II (8)、垂直潛流濕地池III(IO)及垂直潛流濕地池IV(12)結(jié)構(gòu)相同，均從池底到池頂依次設(shè)置底層填料層(23)、中層填料層(24)及表層填料層(25)，從垂直潛流濕地池I (6)到垂直潛流濕地池IV(12)，高度依次降低；第一配水管(5)、第二配水管(7)、第三配水管(9)及第四配水管 (11)結(jié)構(gòu)相同，均為倒“U”型虹吸配水管，倒“U”型虹吸配水管的進(jìn)水口為喇叭口，進(jìn)水口上設(shè)置有虹吸破壞口( 26 )，出水管(15 )的進(jìn)水口為喇叭口，其上設(shè)置有虹吸破壞孔(14 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自充氧潛流人工濕地污水凈化裝置，其特征在于所述的第一配水管(5)、第二配水管(7)、第三配水管(9)及第四配水管(11)分別設(shè)置在垂直潛流濕地池I (6)、垂直潛流濕地池II (8)、垂直潛流濕地池IIK10)及垂直潛流濕地池IV (12)的中層填料層(24)內(nèi)，第一集水管(22)、第二集水管(20)、第三集水管(18)及第四集水管(16) 分別設(shè)置在垂直潛流濕地池1(6)、垂直潛流濕地池II (8)、垂直潛流濕地池III(10)及垂直潛流濕地池IV(12)的底層填料層(23)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自充氧潛流人工濕地污水凈化裝置，其特征在于所述的第一配水管(5)、第二配水管(7)、第三配水管(9)及第四配水管(11)上均設(shè)置有配水孔(28)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自充氧潛流人工濕地污水凈化裝置，其特征在于所述的第一集水管(22)、第二集水管(20)、第三集水管(18)及第四集水管(16)結(jié)構(gòu)相同，其上均設(shè)置有集水孔(29)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自充氧潛流人工濕地污水凈化裝置，其特征在于所述的第一配水管(5)、第二配水管(7)、第三配水管(9)及第四配水管(11)上均設(shè)置有配水調(diào)節(jié)閥 (27)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自充氧潛流人工濕地污水凈化裝置，其特征在于所述的垂直潛流濕地池I (6)與垂直潛流濕地池II (8)之間的高度差、垂直潛流濕地池II (8)與垂直潛流濕地池III(10)之間的高度差、垂直潛流濕地池III(10)及垂直潛流濕地池IV (12)之間的高度差均為600 800mm。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種自充氧潛流人工濕地污水凈化裝置，它通過(guò)依次設(shè)置多個(gè)垂直潛流濕地池及相應(yīng)的集水池，垂直潛流濕地池之間的高度依次降低，通過(guò)垂直潛流濕地池之間的高度差和倒“U”型虹吸配水器使垂直潛流濕地池內(nèi)水體液面按照一定的規(guī)律，上下起伏波動(dòng)。隨著內(nèi)部液面的上升和下降，外部空氣被抽吸進(jìn)入垂直潛流濕地池內(nèi)部，從而實(shí)現(xiàn)大氣的復(fù)氧。該充氧方式中，空氣直接與垂直潛流濕地池內(nèi)填料上附著的微生物以及填料表面形成的液膜直接進(jìn)行傳氧輸送，復(fù)氧效率高且無(wú)外加能源消耗，解決人工濕地技術(shù)由于溶解氧不足而限制系統(tǒng)污染物降解能力的問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)合理布局濕地結(jié)構(gòu)和填料配伍，達(dá)到提高人工濕地系統(tǒng)運(yùn)行能力，延緩濕地堵塞的目的。
文檔編號(hào)C02F9/14GK201952332SQ20112003036
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者李迎軍 申請(qǐng)人:李迎軍