專(zhuān)利名稱(chēng)：反沖洗、曝氣型潛流濕地水體凈化設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種潛流濕地水體凈化設(shè)備，尤其涉及一種反沖洗、曝 氣型潛流濕地7JC體凈化設(shè)備。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)70年代以來(lái)，人工濕地水處理技術(shù)開(kāi)始受到人們的關(guān)注，具有 低投資、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，成為水環(huán)境技術(shù)的研究熱點(diǎn)。潛流濕地屬于人工濕 地污水處理的新技術(shù)，是人工建造的、可控制的和工程化的濕地系統(tǒng)。
潛流濕地的優(yōu)點(diǎn)在于充分利用了濕地的空間，發(fā)揮了系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)作用， 在同等面積的情況下潛流濕地的處理能力大幅度提高。目前，潛流濕地包括 三個(gè)關(guān)鍵組成部分植物、微生物、基質(zhì)。人工建造不同粒徑的填料為基質(zhì) 形成基床的床體，床體表面種植高效去污的耐水植物，扎根于基質(zhì)床體內(nèi)， 基質(zhì)支持著這些植物的根系，而基質(zhì)和植物根系又為各種微生物提供附著的 載體，在基質(zhì)和植物根系表面形成微生物膜，水以潛流形式滲過(guò)長(zhǎng)有植物的 潛層多孔濾床，基質(zhì)床體內(nèi)浸滿了水體，通過(guò)潛流濕地中的物理、化學(xué)和生 物作用，優(yōu)化組合來(lái)完成對(duì)水體的凈化。但仍存在很多缺陷和不足，潛流濕 地中的植物和微生物受氣候影響較大，特別是在北方城市水環(huán)境改善中，由 于冬季水凍期影響，布水層結(jié)冰造成濕地系統(tǒng)不能運(yùn)行；潛流濕地中的微生
物依靠在運(yùn)行過(guò)程中自然形成，不能人工投加高效微生物菌，潛流濕地中微 生物降解的作用不能得到充分發(fā)揮，特別是濕地建成初期處理效果較差，春 季微生物恢復(fù)過(guò)程緩慢。潛流濕地內(nèi)部在溶解氧含量較低的情況下，造成表 層好氧區(qū)的好氧微生物作用減弱，出水的水質(zhì)較差，出水溶解氧濃度較低， 不利于受納水體的自凈。潛流濕地未設(shè)置反沖洗系統(tǒng)，污水中含有大量的有 機(jī)污染物和懸浮性固體，在底層長(zhǎng)期淤積，容易造成潛流濕地堵塞和水流短 路，使?jié)摿鳚竦匦式档停踔猎斐蓾摿鳚竦夭荒苷＿\(yùn)行。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的主要目的在于解決上述潛流濕地存在的問(wèn)題，提供一種結(jié) 合水底曝氣技術(shù)、高效微生物處理技術(shù)、反沖洗技術(shù)、冬季防凍技術(shù)和潛流
濕地技術(shù)等多技術(shù)集成的反沖洗、曝氣型潛流濕地7jC體凈化設(shè)備。
本實(shí)用新型是通過(guò)水底曝氣和高效微生物技術(shù)，提高潛流濕地中微生物 的水質(zhì)凈化能力，增加出水中溶解氧的含量，通過(guò)冬季高水位的運(yùn)行，在潛 流濕地上部人為的形成冰封層后，再降低濕地水位，在冰封層和濕地表面形 成隔離空氣層，起到保溫的效果，保證濕地在冬季仍能正常運(yùn)行，同時(shí)，應(yīng) 用反沖洗技術(shù)，防止?jié)竦貎?nèi)部的堵塞，保證系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)趙所采用的技術(shù)方案是 凈化處理池整體呈立方箱體形，凈化處理池由中部設(shè)置分隔池壁，將
凈化處理池分隔成下4亍池和上行池，下行池和上行池內(nèi)均勻充填填充基質(zhì)， 凈化處理池的池壁高于填充基質(zhì)的上表面，充填填充基質(zhì)要沒(méi)過(guò)布水管和 收水管，凈化處理池的上端部處于地表以下，水體始終在地表下的凈化處 理池內(nèi)運(yùn)行。
潛流濕地凈化處理設(shè)施大部分處理是在地表以下進(jìn)行，非常適合較冷 氣候的華北地區(qū)， 一年四季都比天然濕地處理效果好，而且不易產(chǎn)生臭味 和蚊子，解決生態(tài)處理技術(shù)在北方不能廣泛應(yīng)用的技術(shù)難題。凈化處理池 劃分用分隔池壁為兩個(gè)部分，即分隔成下行池和上行池，下行池和上行池 內(nèi)均勻充填填充基質(zhì)，有效地進(jìn)行污水凈化處理。
下行池和上行池內(nèi)的填充基質(zhì)上部均種植水陸兩棲種植物，種植物的 根系扎于下行池和上行池的填充基質(zhì)內(nèi)，填充基質(zhì)固定種植物的根系，分 隔池壁的上部至少設(shè)置1個(gè)以上反沖洗連通孔，反沖洗連通孔連通下行池 和上行池。
中的污染物質(zhì)，達(dá)到凈化水體的目的.在填充基質(zhì)上種植可高效去除氮磷、 多年生耐寒的草本植物，利用凈化處理池和植物過(guò)濾和吸收污水中污染物質(zhì) 的原理， 一方面被濾物質(zhì)在通過(guò)填充基質(zhì)表面發(fā)生截留、沉積、橋接作用， 而且在填充基質(zhì)深處還有絮凝、吸附作用發(fā)生，從而促使顆粒聚集，整個(gè)填
充基質(zhì)都能截留水體中的懸浮固體；另一方面，采用填充基質(zhì)種植技術(shù)，通 過(guò)植物根系的吸收作用，可大幅度地去除富營(yíng)養(yǎng)化水體中主要養(yǎng)分氮、砩元 素，對(duì)污水水體中難以降解的重金屬元素，也有一定的吸附作用。
水生、濕生植物通過(guò)直接吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(N、 P)和富集重金屬，達(dá)到 去除水體的污染物，通過(guò)植物體的收割把污染物從水體中移出，實(shí)現(xiàn)對(duì)水 體的凈化。水生、濕生植物通過(guò)光合作用和輸氧過(guò)程將氧氣釋放到水體中， 增加水體中溶解氣含量，提高水體的自凈能力。水生、濕生植物通過(guò)它感 作用和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)，防止水體富營(yíng)養(yǎng)化，水生植物的 生長(zhǎng)為低成本、高效率的水體凈化提供了條件，便于后期的植物維護(hù)和管 理，
分隔池壁上設(shè)置反沖洗連通孔下行池和上行池的上部連通，把反沖洗 時(shí)沖洗掉的淤泥，通過(guò)反沖洗連通孔由下行池上部輸送到上4亍池的上部， 從出水管排出凈化處理池。
下行池的上部至少設(shè)置1根以上布水管，布水管上設(shè)置滲水孔，布水 管貫穿下行池的上部，布水管的一端部與進(jìn)水管的另一端部相連接，布水 管與進(jìn)氷管相連通，水體從布水管上的滲水孔進(jìn)入下行池內(nèi)，水體由于重 力作用由上至下緩緩流經(jīng)填充基質(zhì)，到達(dá)下行池的底部。
布水管位予下行池的上部，水流通過(guò)布水管均勻地向下行池布水，下 行池和上行池內(nèi)勻填有填充基質(zhì)，水體在下行池內(nèi)由于重力作用，由上至 下緩緩流過(guò)填充基質(zhì)，到達(dá)下行池底部，在由上至下的流經(jīng)過(guò)成中，下行 池的上部種植物的根系和填充基質(zhì)為微生物提供附著栽體，微生物在種植 物的根系和填充基質(zhì)的表面形成徵生物膜，降解水體中的污染物。 進(jìn)水管的一端部與水調(diào)節(jié)池的另一側(cè)上部相連接，進(jìn)水管的一端部與 水位調(diào)節(jié)池相貫通，水位調(diào)節(jié)池的上部高于凈化處理池的上端部，水位調(diào) 節(jié)池穩(wěn)定凈化處理池的水體的水位和流量，水位調(diào)節(jié)池內(nèi)的水體在水頭壓 力作用下通過(guò)進(jìn)水管自流進(jìn)入布水管內(nèi)，通過(guò)布水管流入凈化處理池的下 行池內(nèi)。
待處理污水水體由引水系統(tǒng)即引水水泵抽入水位調(diào)節(jié)池，水位調(diào)節(jié)池 起到穩(wěn)定水位和流量的作用，水位調(diào)節(jié)池內(nèi)的水在水頭壓力作用下由進(jìn)水 管自流進(jìn)入布水管內(nèi)。
進(jìn)水管的另一端部設(shè)置控制閘閥和流量計(jì)，控制和顯示水位調(diào)節(jié)池流 經(jīng)進(jìn)水管進(jìn)入布水管的水體的流向和流量。
水調(diào)節(jié)池的一側(cè)設(shè)置水體進(jìn)水管，水體進(jìn)水管的另一端部與水調(diào)節(jié)池的一側(cè)相連接，水體進(jìn)水管的另一端部與水位調(diào)節(jié)池相貫通，水體進(jìn)水管 的一端部與引水水泵的出水口相連接，向水位調(diào)節(jié)池內(nèi)輸送水體，水體進(jìn)水管的另 一端部與水調(diào)節(jié)池之間設(shè)置水體控制閘閥，控制水體進(jìn)入水調(diào)節(jié) 池的流向和流量，引水水泵的進(jìn)水口與水體相連接。
反沖洗水管的一端部與引水水泵的出水口相連接，對(duì)下行池輸送反沖 洗水，反沖洗水管的另一端部與下形池下部的連通水管的一端部相連接， 反沖洗水管的另 一端部設(shè)置反沖洗控制鬧閥，控制進(jìn)入下行池和上行池的 反沖洗水體的流向和流量。
在水體進(jìn)水管、進(jìn)水管、反沖洗水管和出水管上均安裝有閘閥，實(shí)現(xiàn) 對(duì)水流方向和流量的有效控制。
下行池和上行池的底部沿下行池和上行池底部至少設(shè)置1根以上連通 水管，連通水管貫穿下行池和上行池的底部，連通水管連通下行池和上行 池，到達(dá)下行池底部水體由于下行池的水頭壓力通過(guò)連通水管進(jìn)入上行池 的底部。上行池的上部設(shè)置收水管，收水管貫穿上行池的上部，上行池的上部 設(shè)置出水管，收水管的另一端部與出水管相連接，出水管另一端設(shè)置出水 控制閘閥，出水控制閘閥控制收水管的出水的流向和流量。
進(jìn)入上行池內(nèi)的水體由于重力作用由下至上緩緩流經(jīng)填充基質(zhì)，到達(dá) 上行池的上部，進(jìn)入上行池上部的收水管，再由收水管進(jìn)入出水管排出。
水體在上行池內(nèi)由于下行池水頭重力作用，由下至上緩緩流過(guò)填充基 質(zhì)，到達(dá)上行池的上底部.在由下至上的流經(jīng)過(guò)成中，上行池的上部種植 物的根系和填充基質(zhì)為微生物提供附著栽體，微生物在種植物的根系和填 充基質(zhì)的表面形成微生物膜，降解水體中的污染物.
上行池的一鍘設(shè)置檢修排空管，檢修排空管由上行池的上部貫穿到上 行池的底部，檢修排空管的管壁上設(shè)置滲水孔，檢修期間由檢修排空水管 抽空凈化處理池的水體.
當(dāng)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)闕逸行后，為防止有機(jī)污染物和水體懸浮物淤積對(duì)系統(tǒng)造 成堵塞，用泵從檢修排空水管中把凈化處理池內(nèi)待處理的污水水體抽空， 使凈化處理池處于干溷狀態(tài)
凈化處理池的側(cè)面設(shè)置曝氣機(jī)，凈化處理池的底部至少設(shè)置1根以上 曝氣管，曝氣管貫穿下行池和上行池的底部，曝氣管的另一端部與曝氣機(jī) 的出口相連接，曝氣機(jī)通過(guò)曝氣管均勻地向下行池和上行池內(nèi)的填充基質(zhì) 進(jìn)行曝氣，增加水體中溶解氧的含量。
在凈化處理池的底部設(shè)置有膝氣管，氧氣在膝氣機(jī)的壓力下，進(jìn)入膝 氣管內(nèi)，通過(guò)曝氣管均勻地向填充基質(zhì)內(nèi)進(jìn)行曝氣，以增加水中溶解氧的 含量，同時(shí)，植物光合作用及根系輸氧過(guò)程中也向水體釋放氧氣，為好氧 微生物活動(dòng)提供氧源。
凈化處理池的截面積為矩形、梯形、圓形、半圓形、多邊形、不規(guī)則 多邊形，至少采用l種以上。
每個(gè)凈化處理池的形狀可根據(jù)景觀要求和地形條件確定，可以是矩形、 梯形、半圓形，或其它形狀。
凈化處理池至少由1組以上下行池和上行池構(gòu)成，進(jìn)行多重處理凈化
水體。凈化處理池至少由2個(gè)以上的凈化處理池串連連接，進(jìn)行多重處理 凈化水體。
每個(gè)凈化處理池的組成可根據(jù)7jC質(zhì)處理的需要，由1組或多組下行池
和上行池組成，進(jìn)行多重處理凈化水體。根據(jù)水質(zhì)處理的需要由2個(gè)凈化 處理池，甚到多個(gè)凈化處理池進(jìn)行串連連接組成凈化處理池處理系統(tǒng)，進(jìn) 行多重處理凈化水體。
填充基質(zhì)為碎石、陶粒、火山玄武巖，粒徑為10-15mm，至少采用1 種以上。凈化處理池上部的種植物為水陸兩棲植物，水陸兩棲植物采用水 生植物中挺水植物，挺水植物為黃花秀尾、千屈菜、澤芽、香蒲、水蔥、 美人蕉，至少種植l種以上。
在下行池和上行池上部均種植水陸兩棲種植物，種植物的根系扎于填 充基質(zhì)內(nèi)，填充基質(zhì)為種植物生長(zhǎng)提供支撐，同時(shí)，種植物的根系和填充 基質(zhì)又為微生物提供附著栽體，微生物在種植物的根系和填充基質(zhì)表面形 成微生物膜，增強(qiáng)對(duì)水體中污染物降解，填充基質(zhì)的底部又布有膝氣管， 氧氣由詠氣機(jī)的壓力下，進(jìn)入啄氣管內(nèi)，通過(guò)膝氣管均勻地向填充基質(zhì)內(nèi) 進(jìn)行曝氣，以增加水中溶解氧的含量，同時(shí)，種植物光合作用及根系輸氧 過(guò)程中也向水體釋放氧氣，為好氧微生物活動(dòng)提供氧源。
使用時(shí)，打開(kāi)水體控制閘閥、布水控制閘閥和出水控制閘閥，關(guān)閉反 沖洗水管上的反沖洗控制閘閥，啟動(dòng)引水水泵把待處理的污水水體通過(guò)水 體進(jìn)水管抽入水位調(diào)節(jié)池內(nèi)，水位調(diào)節(jié)池內(nèi)水體的水位達(dá)到水位調(diào)節(jié)池上 部進(jìn)水管的端口，水位調(diào)節(jié)池內(nèi)的水體在水頭壓力作用下由進(jìn)水管的端口 流入進(jìn)水管，水體通過(guò)進(jìn)水管自流進(jìn)入下行池的布水管內(nèi)，在下行池的上 部對(duì)下行池內(nèi)布水.
流入下行池內(nèi)的水體由于重力作用由上至下緩緩流經(jīng)填充基質(zhì)，到達(dá) 下行池的底部，
待處理污水由引水及水泵抽入水位調(diào)節(jié)池，水位調(diào)節(jié)池起到穩(wěn)定水位 和流量的作用。水位調(diào)節(jié)池內(nèi)的水在水頭壓力作用下由進(jìn)水管自流進(jìn)入布
水管內(nèi)，進(jìn)水管流量大小通過(guò)控制閘閥進(jìn)行控制。布水管位于下行池的上 部，水流通過(guò)布水管均勻地向下行池布水，下行池和上行池內(nèi)都填有填充 基質(zhì)，水體在下行池內(nèi)由于重力作用由上至下緩緩流過(guò)內(nèi)部的填充基質(zhì)， 到達(dá)下行池底部。在流經(jīng)下行池的填充基質(zhì)過(guò)程中下行池的上部種植物的根系和填充基 質(zhì)為微生物提供附著載體，微生物在種植物的根系和填充基質(zhì)的表面形成 微生物膜，降解水體中的污染物。水體到達(dá)下行池底部后，由于下行池水 頭壓力，水體通過(guò)" 殳置在下行池底部的數(shù)#>連通水管進(jìn)入上行池的底部。進(jìn)入上行池水體由下至上緩緩流經(jīng)上行池的填充基質(zhì)在流經(jīng)上行池著栽體，微生物在種植物的根系和填充基質(zhì)的表面形成微生物膜，繼續(xù)降 解水體中的污染物。當(dāng)水體到達(dá)上行池的上部流入上行池上部的收水管， 流入上行池上部的收水管內(nèi)的水體通過(guò)出水管排出。在水體運(yùn)行過(guò)程中，凈化處理池側(cè)面的啄氣機(jī)，通過(guò)爆氣管均勻地向 下行池和上行池內(nèi)的填充基質(zhì)進(jìn)行膝氣，增加水體中溶解氧的含量。到達(dá)下行池底部后的水體由連通水管進(jìn)入上行池的底部，由于下行池 水頭壓力，水流在上行池又由下至上緩緩流過(guò)填充基質(zhì)，進(jìn)入上行池上部 的收水管，水體由收水管進(jìn)入出水管，最后排到河道或湖泊。在凈化處理池的底部設(shè)置有膝氣管，氧氣在啄氣機(jī)的壓力下，進(jìn)入膝 氣管內(nèi)，通過(guò)啄氣管均勻地向填充基質(zhì)內(nèi)進(jìn)行曝氣，以增加水中溶解氧的 含量，同時(shí)，植物光合作用及根系輸氧過(guò)程中也向水體釋放氧氣，為好氧 微生物活動(dòng)提供氧源。整個(gè)凈化處理過(guò)程中，水流始終位于地表以下，地表上部為水陸兩棲 植物，整個(gè)系統(tǒng)外觀上類(lèi)似于生態(tài)公園，起到較好的景觀效果。正常運(yùn)行 過(guò)程中，水體進(jìn)水管、進(jìn)水管和出水管上的閘閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，反沖洗水 管上的閘閥處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，關(guān)閉水體控制閘閥、布水控制閘閥、出水控制閘閥 和反沖洗控制閘閥控制凈化處理池的水體流向，用泵從檢修排空水管中把 凈化處理池內(nèi)待處理的污水水體抽空，使凈化處理池處于干涸狀態(tài)。打開(kāi)反沖洗控制閘閥和出水控制閘閥，啟動(dòng)引水水泵引入高壓水體， 高壓水體由引水水泵的出水口通過(guò)反沖洗水管進(jìn)入設(shè)置在凈化處理池底部 連通水管，高壓水體從對(duì)連通水管?chē)娙雰艋幚沓氐南滦谐睾蜕闲谐剡M(jìn)行 反沖洗.高壓水體對(duì)下行池和上行池內(nèi)的填充基質(zhì)沖洗，在水流作用下把沉積 的淤泥帶到下行池和上行池的頂部，為下行池的上部被沖洗下來(lái)的淤泥和 高壓水體通過(guò)反沖洗連通孔流入上行池的上部。下行池和上行池內(nèi)被沖洗下來(lái)的淤泥和高壓水進(jìn)入收水管從出水管排出，反復(fù)循環(huán)沖洗，直至把下 行池和上行池內(nèi)淤泥沖洗干凈.關(guān)閉引水水泵和反沖洗控制鬧閥，打開(kāi)水體控制閘閥和布水控制閘閥， 啟動(dòng)引水水乘引入待處理的污水水體，進(jìn)行污水凈化處理.
當(dāng)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，為防止有機(jī)污染物和水體懸浮物淤積對(duì)系統(tǒng)造 成堵塞，采用本發(fā)明的反沖洗系統(tǒng)。反沖洗管一端連接引水水泵，另一端 連接連通水管。系統(tǒng)檢修前后，把凈化處理池內(nèi)的污水水體由檢修排空水 管用泵抽空，反沖洗時(shí)，引水水泵和連通水管成為反沖洗系統(tǒng)的一部分。
由引水水泵向反沖洗水管直接提供高壓水體，高壓水經(jīng)反沖洗管進(jìn)入 連通水管，由連通水管均勻噴入地下4亍池和上4亍池內(nèi)，淤泥在水流作用下 被帶入基質(zhì)層的頂部，在反沖洗過(guò)程中，下行池內(nèi)的反沖洗水由反沖洗連 通孔進(jìn)入上行池，最后由出水管排出。
冬季運(yùn)行凈化處理池，在結(jié)水期前調(diào)整進(jìn)水管上的布水控制閘閥和出水管 上的出水控制閘閥，控制下行池水體和上行池水體的進(jìn)、出流量，關(guān)閉反沖 洗水管上的反沖洗控制閘閥，將下行池和上行池內(nèi)的水位調(diào)節(jié)至填充基質(zhì)以 上，在下^f亍池和上^f于池的上部形成明水.
待表層水面結(jié)冰后，再將下行池和上行池的水位降至布水管以下，在下行 池和上行池的上部水面以下與水面以上形成空氣隔離層，達(dá)到冬季保溫效果， 凈化處理池仍正常運(yùn)行凈化處理污水水體。
在冬季運(yùn)行時(shí)，首先，在結(jié)冰前通過(guò)進(jìn)水管和出水管上的控制閘控制下行
池和上行池的進(jìn)、出流量，將池內(nèi)的水位調(diào)節(jié)至填充基質(zhì)以上30 40cm形成 明水，凈化處理池的水位高度可根據(jù)當(dāng)?shù)乇鶅鰧雍穸仍O(shè)置。待表層水面結(jié)冰 后再將凈化處理池的7]C位降至布水管以下，此時(shí)在水面下和水面以上形成一 個(gè)空氣隔離層，起到冬季保溫效果，冰面以下凈化處理池仍正常運(yùn)行。
水面形成前水體進(jìn)水管和進(jìn)水管上的閘閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，反沖洗水管上 的閘閥處于關(guān)閉狀態(tài)，出水管上的閘閥半關(guān)閉狀態(tài)，關(guān)閉程度根據(jù)池的體積 和進(jìn)水流量確定，保證填充基質(zhì)上部的明水水面的相對(duì)穩(wěn)定。
水面形成后將凈化處理池的水位調(diào)至布水管以下，水體進(jìn)水管、進(jìn)水管 和出水管上的閘閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，反沖洗水管上的閘閥處于關(guān)閉狀態(tài)。
本實(shí)用新型l良沖洗、曝氣型潛流濕地水體凈化設(shè)備及水體凈化方法。 能夠克服天然濕地比較脆弱的缺點(diǎn)，具有負(fù)荷率高、占地面積小、處理效果 好、氮磷去除能力強(qiáng)、耐沖擊負(fù)荷、不易滋生蚊蠅、運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)管理方便、工 程基建與運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，由于水體在地面以下流動(dòng)，衛(wèi)生條件好，可以 和城市景觀建設(shè)緊密結(jié)合，作為公園綠地，同時(shí)可起到美化環(huán)境作用，改善 相鄰地區(qū)的景觀。本發(fā)明結(jié)合水底曝氣技術(shù)、高效微生物處理技術(shù)、反沖洗 技術(shù)、冬季防凍技術(shù)和潛流濕地技術(shù)等多技術(shù)集成，通過(guò)水底曝氣和高效微 生物技術(shù)，提高潛流濕地中微生物的水質(zhì)凈化能力，并增加出水中溶解氧的 含量，通過(guò)冬季高水位運(yùn)行，在潛流濕地上部人為形成冰封層后，再降低濕 地水位，在冰封層和濕^面形成隔離空氣層，起到保溫效果，保證濕地冬 季正常運(yùn)行，同時(shí)，反沖-a術(shù)的應(yīng)用，防止?jié)竦貎?nèi)部的堵塞，保證系統(tǒng)長(zhǎng) 期穩(wěn)定運(yùn)行。與傳統(tǒng)污水處理工藝相比，本發(fā)明具有投資省，工期短，見(jiàn)效 快的特點(diǎn)，水處理逸行成本低，管理方便，處理系統(tǒng)M就是一個(gè)生態(tài)公園， 可以和城市景現(xiàn)建設(shè)緊密結(jié)合，有助于城市緣化，在實(shí)現(xiàn)水體凈化的同時(shí)， 達(dá)到美化綠化城市的目的，潛流濕地大部分處理在地表以下，更適合于較冷
氣候的華北地區(qū)， 一年四季都比天然濕地處理效果好，而且不易產(chǎn)生臭味和 蚊子，解決生態(tài)處理技術(shù)在北方不能廣泛應(yīng)用的技術(shù)難題。出水的水質(zhì)好，處理后的出水平均可提高1-2個(gè)等級(jí)，達(dá)到地表水IV類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，可 直接排入水庫(kù)和河道，可快速處理夏季藍(lán)藻爆發(fā)引起的水化現(xiàn)象，恢復(fù)水體 的自凈功能，適用于大面積水體水質(zhì)惡化突發(fā)事件的處理。反沖洗系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)，可有效防止有機(jī)質(zhì)及懸浮污染物淤積造成的系統(tǒng)堵塞，運(yùn)行壽命長(zhǎng)。高 效優(yōu)勢(shì)菌種和詠氣技術(shù)在人工濕地中的應(yīng)用，兩項(xiàng)技術(shù)集成應(yīng)用使處理效率 大大提高，色、味的去除明顯改善。本實(shí)用新型可采用上下垂直滲流二級(jí)、 三級(jí)乃至多級(jí)處理模式，使污水在被處理過(guò)程中反復(fù)經(jīng)過(guò)厭氧和耗氧的過(guò)程， 最大程度提高處理效果。 附困說(shuō)明
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型詳細(xì)說(shuō)明。


圖1潛流濕地水體凈化處理系統(tǒng)的示意圖l引水水泵，2水位調(diào)節(jié)池，3進(jìn)水管，4布水控制閘閥，5布水管，6下 行池，7填充基質(zhì)，8連通水管，9上行池，IO收水管，11出水管，12曝氣 機(jī)，13啄氣管，14反沖洗水管，15反沖洗連通孔，16^i務(wù)排空水管，17種 植物，18流量計(jì)，19凈化處理池，20分隔池壁，21水體進(jìn)水管，22 7JC體控 制閘閥，23反沖洗控制閘閥，24出7Mt制閘閥具體實(shí)施方式
實(shí)施例1凈化處理池(19)整體呈立方箱體形，凈化處理池(19)由中部設(shè)置 分隔池壁(20 )，將凈化處理池(19 )分隔成下行池(6 )和上行池(9 ), 下行池(6)和上行池(9)內(nèi)均勻充填填充基質(zhì)(7)，凈化處理池(19) 的池壁高于填充基質(zhì)(7)的上表面，充填填充基質(zhì)(7)要沒(méi)過(guò)布水管(5) 和收水管(10)，凈化處理池(19)的上端部處于地表以下，水體始終在地 表下的凈化處理池(19)內(nèi)運(yùn)行。下行池(6)和上行池(9)內(nèi)的填充基質(zhì)(7)上部均種植水陸兩棲種 植物(17),種植物(17)的根系扎于下行池(6)和上行池(9)的填充基 質(zhì)(7)內(nèi)，填充基質(zhì)(7)固定種植物(17)的根系，分隔池壁(20)的 上部至少設(shè)置1個(gè)以上反沖洗連通孔(15)，反沖洗連通孔(15)連通下行 池(6)和上行池(9 )。下行池(6)的上部至少設(shè)置1根以上布水管(5)，布水管(5)上設(shè) 置滲水孔，布水管(5)貫穿下行池(6)的上部，布水管(5)的一端部與 進(jìn)水管(3)的另一端部相連接，布水管(5)與進(jìn)水管(3)相連通，水體 從布水管(5)上的滲水孔進(jìn)入下行池(6)內(nèi)，水體由于重力作用由上至 下緩緩流經(jīng)填充基質(zhì)(7)，到達(dá)下行池(6)的底部。進(jìn)水管(3)的一端部與水調(diào)節(jié)池(2)的另一側(cè)上部相連接，進(jìn)水管 (3)的一端郜與水位調(diào)節(jié)池(2)相貫通，水位調(diào)節(jié)池(2)的上部高于凈 化處理池(19)的上端部，水位調(diào)節(jié)池(2)穩(wěn)定凈化處理池(19)的水體 的水位和流量，水位調(diào)節(jié)池(2)內(nèi)的水體在水頭壓力作用下通過(guò)進(jìn)水管(3 )
自流進(jìn)入布水管(5)內(nèi)，通過(guò)布水管(5)流入凈化處理池(19)的下行 池(6)內(nèi)。
進(jìn)水管(3)的另一端部設(shè)置控制閘閥(4)和流量計(jì)(18),控制和顯 示水位調(diào)節(jié)池(2)流經(jīng)進(jìn)水管(3)進(jìn)入布水管(5)的水體的流向和流量。
水調(diào)節(jié)池(2)的一側(cè)設(shè)置水體進(jìn)水管(21)，水體進(jìn)水管(21)的另 一端部與水調(diào)節(jié)池(2)的一側(cè)相連接，水體進(jìn)水管(21)的另一端部與水 位調(diào)節(jié)池(2)相貫通，水體進(jìn)水管(21)的一端部與引水水泵(1)的出 水口相連接，向水位調(diào)節(jié)池(2)內(nèi)輸送水體，水體進(jìn)水管(21)的另一端 部與水調(diào)節(jié)池(2)之間設(shè)置水體控制閘閥(22)，控制水體進(jìn)入水調(diào)節(jié)池 (2)的流向和流量，引水水泵(1)的進(jìn)水口與水體相連接。
反沖洗水管(14)的一端部與引水水泵(1)的出水口相連接，對(duì)下行 池(6)輸送反沖洗水，反沖洗水管(14)的另一端部與下形池(6)下部 的連通水管(8)的一端部相連接，反沖洗水管(14)的另一端部設(shè)置反沖 洗控制閘閥(23)，控制進(jìn)入下行池(6)和上行池(9)的反沖洗水體的流 向和流量。
下行池(6)和上行池(9)的底部沿下行池(6)和上行池(9)底部 至少設(shè)置1 ^t艮以上連通水管(8)，連通水管(8)貫穿下行池(6)和上行 池(9)的底部，連通水管(8)連通下行池(6)和上行池(9),到達(dá)下行 池(6)底部水體由于下行池(6)的水頭壓力通過(guò)連通水管(8)進(jìn)入上行 池(9)的底部。
上行池(9)的上部設(shè)置收水管(10)，收水管(10)貫穿上行池(9) 的上部，上行池(9)的上部設(shè)置出水管(11)，收水管(10)的另一端部與 出水管(ll)相連接，出水管(11)另一端設(shè)置出水控制閘閥(24)，出水 控制閘閾(24)控制收水管(10)的出水的流向和流量。
進(jìn)入上行池(9)內(nèi)的水體由于重力作用由下至上緩緩流經(jīng)填充基質(zhì)(7 )， 到達(dá)上行池(9)的上部，進(jìn)入上行池(9)上部的收水管(10)，再由收水管 進(jìn)入出水管(11)排出，如圖l所示.
實(shí)施例2
上行池(9)的一側(cè)設(shè)置檢修排空管(16)，檢修排空管(16)由上行池 (9)的上部貫穿到上行池(9)的底部，檢修排空管(16)的管壁上設(shè)置滲 水孔，檢修期間由檢修排空水管(16)抽空凈化處理池(19)的水體，如
圖1 所示。
實(shí)施例3
凈化處理池(19)的倒面設(shè)置膝氣機(jī)(12)，凈化處理池(19)的底部至 少設(shè)置l根以上碟氣管(13)，曝氣管(13)貫穿下行池(6)和上行池(9) 的底部，碟氣管(13)的另一端部與曝氣機(jī)(12)的出口相連接，膝氣機(jī)(12) 通過(guò)碟氣管(13)均勻地向下行池(6)和上行池(9)內(nèi)的填充基質(zhì)(7)進(jìn) 行瀑氣，增加水體中溶解氣的含量，如
圖1所示。
實(shí)施例4
凈化處理池(19)的截面積為矩形、梯形、圓形、半圃形、多邊形、不 規(guī)則多邊形，至少采用l種以上，如圖l所示。實(shí)施例5凈化處理池(19)至少由1組以上下行池(6)和上行池(9)構(gòu)成，進(jìn) 行多重處理凈化水體。凈化處理池(19)至少由2個(gè)以上的凈化處理池(19) 串連連接，進(jìn)行多重處理凈化水體，如
圖1所示。實(shí)施例6填充基質(zhì)(7)為碎石、陶粒,，火山玄武巖，粒徑為10-15mm，至少采用 1種以上，如
圖1所示。 實(shí)施例7凈化處理池(19)上部的種植物(17)為水陸兩棲植物，水陸兩棲植物 采用水生植物中挺水植物，挺水植物為黃花秀尾、千屈菜、澤芽、香蒲、水 蔥、美人蕉，至少種植1種以上，如
圖1所示。實(shí)施例8使用時(shí)，打開(kāi)水體控制間閥(22)、布水控制閘閥(4)和出水控制閘 閥(24)，關(guān)閉反沖洗水管(14)上的反沖洗控制閘閥(23)，啟動(dòng)引水水 泵(1)把待處理的污水水體通過(guò)水體進(jìn)水管(21)抽入水位調(diào)節(jié)池(2) 內(nèi)，水位調(diào)節(jié)池(2)內(nèi)水體的水位達(dá)到水位調(diào)節(jié)池(2)上部進(jìn)水管(3) 的端口，水位調(diào)節(jié)池(2)內(nèi)的水體在水頭壓力作用下由進(jìn)水管(3)的端 口流入進(jìn)水管(3)，水體通過(guò)進(jìn)水管(3)自流進(jìn)入下行池(6)的布水管 (5)內(nèi)，在下行池(6)的上部對(duì)下行池(6)內(nèi)布水。流入下行池(6)內(nèi)的水體由于重力作用由上至下緩緩流經(jīng)填充基質(zhì) (7),到達(dá)下行池(6)的底部。在流經(jīng)下行池(6)的填充基質(zhì)(7)過(guò)程中下行池(6)的上部種植物 (17)的根系和填充基質(zhì)(7 )為微生物提供附著栽體，微生物在種植物(17 ) 的根系和填充基質(zhì)(7)的表面形成微生物膜，降解水體中的污染物。水體 到達(dá)下行池(6)底部后，由于下行池(6)水頭壓力，水體通過(guò)設(shè)置在下 行池(6)底部的數(shù)根連通水管(8)進(jìn)入上行池(9)的底部。進(jìn)入上行池(9)水體由下至上緩緩流經(jīng)上行池(9)的填充基質(zhì)(7), 在流經(jīng)上行池(9)的填充基質(zhì)(7)過(guò)程中上行池(9)的上部種植物(17) 的根系和填充基質(zhì)(7)為微生物提供附著栽體，微生物在種植物(17)的根 系和填充基質(zhì)(7)的表面形成微生物膜，繼續(xù)降解水體中的污染物。當(dāng)水體 到達(dá)上行池(9)的上部流入上行池(9)上部的收水管(10),流入上行池(9) 上部的收水管(10)內(nèi)的水體通過(guò)出水管(11)排出，如圖l所示。實(shí)施例9在水體運(yùn)行過(guò)程中，凈化處理池(19)側(cè)面的膝氣機(jī)(12)，通過(guò)膝氣管 (13)均勻地向下行池(6)和上行池(9)內(nèi)的填充基質(zhì)(7)進(jìn)行曝氣，增 加水體中溶解氣的舍量，如困1所示.實(shí)施例10當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，關(guān)閉水體控制閘閥(22)、布水控制鬧閥(4)、出水 控制閑閥(24)和反沖洗控制鬧闞(23)控制凈化處理池(19)的水體流
向，用泵從檢修排空水管(16)中把凈化處理池(19)內(nèi)待處理的污水水 體抽空，使凈化處理池處于干涸狀態(tài)。
打開(kāi)反沖洗控制閘閥(23)和出水控制閘閥(24)，啟動(dòng)引水水泵(1) 引入高壓水體，高壓水體由引水水泵(1)的出水口通過(guò)反沖洗水管(14) 進(jìn)入設(shè)置在凈化處理池(19)底部連通水管(8)，高壓水體從對(duì)連通水管 (8)噴入凈化處理池(19)的下行池(6)和上行池(9)進(jìn)4亍反沖洗。
高壓水體對(duì)下行池(6)和上行池(9)內(nèi)的填充基質(zhì)(7)沖洗，在水 流作用下把沉積的淤泥帶到下4亍池(6)和上4亍池(9)的頂部，在下^f亍池 (6)的上部被沖洗下來(lái)的淤泥和高壓水體通過(guò)反沖洗連通孔(15)流入上 行池(9)的上部。下行池(6)和上行池(9)內(nèi)^^皮沖洗下來(lái)的淤泥和高壓 水進(jìn)入收水管(10)從出水管(11)排出，反復(fù)循環(huán)沖洗，直至把下行池(6) 和上行池(9)內(nèi)於泥沖洗干凈。
關(guān)閉引水水泵(1)和反沖洗控制閘閥(23)，打開(kāi)水體控制閘閥(22) 和布7jc控制閘閥(4)，啟動(dòng)引水水泵(1)引入待處理的污水水體，進(jìn)行污水
凈化處理，如
圖1所示。 實(shí)施例11
冬季運(yùn)行凈化處理池(19 )，在結(jié)冰期前調(diào)整進(jìn)水管(3 )上的布水控制閘 閥(4)和出水管(11)上的出水控制閘閥(24)，控制下行池(6)水體和上 行池(9)水體的進(jìn)、出流量，關(guān)閉反沖洗水管(14)上的反沖洗控制閘閥(23)， 將下行池(6)和上行池(9)內(nèi)的水位調(diào)節(jié)至填充基質(zhì)(7)以上，在下行池 (6)和上行池(9)的上部形成明水。
待表層水面結(jié)冰后，再將下行池(6)和上行池(9)的水位降至布水管 (5)以下，在下行池(6)和上行池(9)的上部冰面以下與水面以上形成空 氣隔離層，達(dá)到冬季保溫效果，凈化處理池(19)仍正常運(yùn)行凈化處理污水 水體，如
圖1所示。
權(quán)利要求1、一種反沖洗、曝氣型潛流濕地水體凈化設(shè)備，其特征是凈化處理池(19)整體呈立方箱體形，凈化處理池(19)由中部設(shè)置分隔池壁(20)，將凈化處理池(19)分隔成下行池(6)和上行池(9)，下行池(6)和上行池(9)內(nèi)均勻充填填充基質(zhì)(7)，凈化處理池(19)的池壁高于填充基質(zhì)(7)的上表面，充填填充基質(zhì)(7)要沒(méi)過(guò)布水管(5)和收水管(10)，凈化處理池(19)的上端部處于地表以下，水體始終在地表下的凈化處理池(19)內(nèi)運(yùn)行；下行池(6)和上行池(9)內(nèi)的填充基質(zhì)(7)上部均種植水陸兩棲種植物(17)，種植物(17)的根系扎于下行池(6)和上行池(9)的填充基質(zhì)(7)內(nèi)，填充基質(zhì)(7)固定種植物(17)的根系，分隔池壁(20)的上部至少設(shè)置1個(gè)以上反沖洗連通孔(15)，反沖洗連通孔(15)連通下行池(6)和上行池(9)；下行池(6)的上部至少設(shè)置1根以上布水管(5)，布水管(5)上設(shè)置滲水孔，布水管(5)貫穿下行池(6)的上部，布水管(5)的一端部與進(jìn)水管(3)的另一端部相連接，布水管(5)與進(jìn)水管(3)相連通，水體從布水管(5)上的滲水孔進(jìn)入下行池(6)內(nèi)，水體由于重力作用由上至下緩緩流經(jīng)填充基質(zhì)(7)，到達(dá)下行池(6)的底部；進(jìn)水管(3)的一端部與水調(diào)節(jié)池(2)的另一側(cè)上部相連接，進(jìn)水管(3)的一端部與水位調(diào)節(jié)池(2)相貫通，水位調(diào)節(jié)池(2)的上部高于凈化處理池(19)的上端部，水位調(diào)節(jié)池(2)穩(wěn)定凈化處理池(19)的水體的水位和流量，水位調(diào)節(jié)池(2)內(nèi)的水體在水頭壓力作用下通過(guò)進(jìn)水管(3)自流進(jìn)入布水管(5)內(nèi)，通過(guò)布水管(5)流入凈化處理池(19)的下行池(6)內(nèi)；進(jìn)水管(3)的另一端部設(shè)置控制閘閥(4)和流量計(jì)(18)，控制和顯示水位調(diào)節(jié)池(2)流經(jīng)進(jìn)水管(3)進(jìn)入布水管(5)的水體的流向和流量；水調(diào)節(jié)池(2)的一側(cè)設(shè)置水體進(jìn)水管(21)，水體進(jìn)水管(21)的另一端部與水調(diào)節(jié)池(2)的一側(cè)相連接，水體進(jìn)水管(21)的另一端部與水位調(diào)節(jié)池(2)相貫通，水體進(jìn)水管(21)的一端部與引水水泵(1)的出水口相連接，向水位調(diào)節(jié)池(2)內(nèi)輸送水體，水體進(jìn)水管(21)的另一端部與水調(diào)節(jié)池(2)之間設(shè)置水體控制閘閥(22)，控制水體進(jìn)入水調(diào)節(jié)池(2)的流向和流量，引水水泵(1)的進(jìn)水口與水體相連接；反沖洗水管(14)的一端部與引水水泵(1)的出水口相連接，對(duì)下行池(6)輸送反沖洗水，反沖洗水管(14)的另一端部與下形池(6)下部的連通水管(8)的一端部相連接，反沖洗水管(14)的另一端部設(shè)置反沖洗控制閘閥(23)，控制進(jìn)入下行池(6)和上行池(9)的反沖洗水體的流向和流量；下行池(6)和上行池(9)的底部沿下行池(6)和上行池(9)底部至少設(shè)置1根以上連通水管(8)，連通水管(8)貫穿下行池(6)和上行池(9)的底部，連通水管(8)連通下行池(6)和上行池(9)，到達(dá)下行池(6)底部水體由于下行池(6)的水頭壓力通過(guò)連通水管(8)進(jìn)入上行池(9)的底部；上行池(9)的上部設(shè)置收水管(10)，收水管(10)貫穿上行池(9)的上部，上行池(9)的上部設(shè)置出水管(11)，收水管(10)的另一端部與出水管(11)相連接，出水管(11)另一端設(shè)置出水控制閘閥(24)，出水控制閘閥(24)控制收水管(10)的出水的流向和流量；進(jìn)入上行池(9)內(nèi)的水體由于重力作用由下至上緩緩流經(jīng)填充基質(zhì)(7)，到達(dá)上行池(9)的上部，進(jìn)入上行池(9)上部的收水管(10)，再由收水管進(jìn)入出水管(11)排出；上行池(9)的一側(cè)設(shè)置檢修排空管(16)，檢修排空管(16)由上行池(9)的上部貫穿到上行池(9)的底部，檢修排空管(16)的管壁上設(shè)置滲水孔，檢修期間由檢修排空水管(16)抽空凈化處理池(19)的水體；凈化處理池(19)的側(cè)面設(shè)置曝氣機(jī)(12)，凈化處理池(19)的底部至少設(shè)置1根以上曝氣管(13)，曝氣管(13)貫穿下行池(6)和上行池(9)的底部，曝氣管(13)的另一端部與曝氣機(jī)(12)的出口相連接，曝氣機(jī)(12)通過(guò)曝氣管(13)均勻地向下行池(6)和上行池(9)內(nèi)的填充基質(zhì)(7)進(jìn)行曝氣，增加水體中溶解氧的含量。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的反沖洗、曝氣型潛流濕地水體凈化設(shè)備，其 特征在于所述的凈化處理池(19)的截面積為矩形、梯形、圓形、半圓形、 多邊形、不規(guī)則多邊形，至少采用1種以上；凈化處理池(19)至少由1 組以上下行池(6)和上行池(9)構(gòu)成，進(jìn)行多重處理凈化水體；凈化處 理池(19)至少由2個(gè)以上的凈化處理池(19)串連連接，進(jìn)行多重處理 凈化水體；填充基質(zhì)(7)為碎石、陶粒、火山玄武巖，粒徑為10-15mm， 至少采用1種以上；凈化處理池(19)上部的種植物(17)為水陸兩棲植 物，水陸兩棲植物采用水生植物中挺水植物，挺水植物為黃花鶯尾、千屈 菜、澤芹、香蒲、水蔥、美人蕉，至少種植l種以上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是反沖洗、曝氣型潛流濕地水體凈化設(shè)備。凈化處理池整體呈立方箱體形，中部設(shè)置分隔池壁將凈化處理池分隔成下行池和上行池，下行池和上行池內(nèi)均勻充填填充基質(zhì)，上部種植水陸兩棲種植物，下行池的上部設(shè)置布水管，水位調(diào)節(jié)池的上部高于凈化處理池的上端部，水調(diào)節(jié)池的一側(cè)設(shè)置水體進(jìn)水管和引水水泵，上行池的上部設(shè)置收水管和出水管，凈化處理池的側(cè)面設(shè)置曝氣機(jī)。本實(shí)用新型具有負(fù)荷率高、占地面積小、處理效果好、氮磷去除能力強(qiáng)、耐沖擊負(fù)荷、不易滋生蚊蠅、運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)管理方便、工程基建與運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，水體在地面以下流動(dòng)，衛(wèi)生條件好，污水在被處理過(guò)程中反復(fù)經(jīng)過(guò)厭氧和耗氧的過(guò)程，最大程度提高處理效果。
文檔編號(hào)C02F3/32GK201003011SQ20072009501
公開(kāi)日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2007年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月19日
發(fā)明者劉學(xué)功, 孫寶玉, 李金中, 浩 江 申請(qǐng)人:天津市水利科學(xué)研究所