專利名稱：人工濕地脈沖布水方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理生態(tài)工程領(lǐng)域，具體是指人工濕地脈沖布水方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
人工濕地處理技術(shù)是以人工建造和監(jiān)督控制的、與沼澤地相類似的地面，通過自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學和生物三者協(xié)同作用以達到對水體凈化的一種水處理工藝。該技術(shù)是利用污水在濕地填料中流動從而形成厭氧、缺氧和好氧層，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現(xiàn)對水體的凈化。由于現(xiàn)在環(huán)境中氮磷污染加劇，水體的富營養(yǎng)化比較嚴重，削減氮磷污染量尤其重要，采用人工濕地技術(shù)對水體進行生態(tài)處理是凈化水體污染的主要方法之一。
目前，人工濕地污水處理系統(tǒng)的布水方式可以分為三種表面流人工濕地、潛流人工濕地和垂直流人工濕地，其他設(shè)計類型大多是以此為基礎(chǔ)進行必要的改進或組合而產(chǎn)生的。人工濕地運行方式則有連續(xù)進水和間歇進水兩種方式。三種人工濕地中，表面流人工濕地的優(yōu)點是工程投資省，缺點是負荷低，處理效果差，夏季會滋生蚊蠅，散發(fā)臭味。潛流人工濕地的優(yōu)點是保濕性較好，處理效果受氣候影響較小、占地較小和衛(wèi)生條件較好，缺點是容易堵塞，水體氧分不足，去除效果不穩(wěn)定。垂直流人工濕地的優(yōu)點是負荷高，占地小，相對前兩種濕地的處理效果較好，缺點是建設(shè)成本較高，也易堵塞，所需水頭要求高，能耗相對較高。三種類型的濕地由于主要是采用自流的形式進水，指系統(tǒng)中的氧分主要是依靠水面與空氣中的接觸以及植物根系的泌氧吸收，經(jīng)常造成處理系統(tǒng)缺氧，水中細菌的硝化作用較少，氨氮去除效果較差，且由于自流時水流速度較慢，填料或管道容易堵塞，進一步影響處理效果，縮短使用周期和增加日常維護管理費用。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有三種人工濕地對污染水體氨氮去除效果較差和填料或管道容易堵塞的不足，提出一種人工濕地脈沖布水方法及其系統(tǒng)，其可以提高水體的溶解氧，提高人工濕地處理污染水體時對氨氮去除效果，并減少填料或管道堵塞，從而提高人工濕地處理效果和凈化污水。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)本人工濕地脈沖布水方法，是指進水泵將污水泵入脈沖布水器中，脈沖布水器通過布水管網(wǎng)向人工濕地進行脈沖布水，污水經(jīng)過人工濕地處理后再通過集水管網(wǎng)排放。
為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述人工濕地的面積根據(jù)處理水量和設(shè)計負荷確定，即根據(jù)進水水質(zhì)和出水要求確定水力負荷，再根據(jù)水力負荷確定所需人工濕地的總面積；所述水力負荷一般可以取0.2～1m3/m2。
所述人工濕地可以設(shè)為至少一個服務(wù)區(qū)，所述服務(wù)區(qū)的數(shù)量根據(jù)人工濕地的面積和處理水量確定；所述服務(wù)區(qū)如果太大，會影響布水的均勻和加大水頭損失，所以一般每個服務(wù)區(qū)的處理水量小于5000m3/d為宜。
所述脈沖布水器的容量為0.5～10m3，布水周期為1～10分鐘，脈沖一次水量為進水平均水量的2～3倍；每座脈沖布水器可以服務(wù)200～800m2的人工濕地，每個服務(wù)區(qū)相應可以設(shè)置1～8座脈沖布器。
如上所述，一個人工濕地可以有多個服務(wù)區(qū)，每個服務(wù)區(qū)可以有一個或多個脈沖布水器，每一個布水器都相應有獨立的布水管網(wǎng)；根據(jù)上述脈沖器的容量，所述布水管網(wǎng)的充水容積應是0.5～1座脈沖布水器的有效容積。
實現(xiàn)上述人工濕地脈沖布水方法的人工濕地脈沖布水系統(tǒng)，包括進水泵、脈沖布水器、布水管網(wǎng)、集水管網(wǎng)，進水泵、脈沖布水器、布水管網(wǎng)依次連接，所述布水管網(wǎng)、集水管網(wǎng)分別相應設(shè)置在所述人工濕地的上、下部。
為了更好得實現(xiàn)本發(fā)明，所述脈沖布水器可以采用虹吸式或浮球式脈沖布水器。
本發(fā)明的工作原理是脈沖布水器是處理工業(yè)廢水中常用的厭氧布水裝置，采用虹吸式脈沖布水器時，其主要是利用虹吸管中快速流動的水將脈沖布水器和主管道中的空氣帶走，使主管道內(nèi)形成一定的真空度，在管道內(nèi)外大氣壓差的作用下容器中的水進入主管道后排入濕地中。脈沖布水器用于處理工業(yè)廢水時，厭氧帶入的是工業(yè)廢水自身產(chǎn)生的氣體(比如沼氣)，盡量避免空氣進入；但是將脈沖布水器用于濕地時，其作用卻相反，目的就是盡量多讓空氣帶入。由于水流速度很快，布水能在短時間內(nèi)完成，達到脈沖的效果，比傳統(tǒng)的穿孔管布水要來得均勻，由于瞬間流量達到平均水量的2～3倍，使布水孔孔口流速遠遠大于平均流量的孔口速度，從而解決布水孔容易堵塞的問題。布水周期一般在1～10分鐘之間，空氣由高速水流帶入，空氣與水得到充分的混合，使水中的溶解氧得到提高，在一個周期內(nèi)由于出水的連續(xù)，濕地水位的下降又使填料上層有短時間與空氣接觸再充氧的機會，較大地提高濕地硝化能力，達到去除氨氮的目的。由于溶解氧的提高，可以大大改善處理場地的氣味。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果人工濕地脈沖布水工藝采用脈沖布水，能大量吸入空氣中的氧分，提高人工濕地對污染物尤其是氨氮的去除率，且由于布水水流速度大，能防止管道堵塞，增加人工濕地的使用周期壽命，從而提高人工濕地處理效果和凈化污水。
與傳統(tǒng)的三種人工濕地工藝相比，本發(fā)明優(yōu)點是提高污染物去除效果，尤其是對氨氮的去除效果提高明顯；布水均勻，不堵塞管網(wǎng)，處理效果穩(wěn)定。在防止富營養(yǎng)化、對氨氮去除要求高的水處理生態(tài)工程方面將會發(fā)揮顯著的作用。



圖1是本發(fā)明人工濕地脈沖布水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖 圖2是本發(fā)明人工濕地脈沖布水方法的流程圖。

具體實施例方式 下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
實施例 如圖1所示，本人工濕地脈沖布水系統(tǒng)，包括進水泵1、脈沖布水器2、布水管網(wǎng)3、集水管網(wǎng)4，進水泵1、脈沖布水器2、布水管網(wǎng)3依次連接，所述布水管網(wǎng)3、集水管網(wǎng)4分別相應設(shè)置在所述人工濕地5的上、下部。脈沖布水器2為虹吸式或者浮球式脈沖布水器。
如圖2所示，本人工濕地脈沖布水系統(tǒng)的工作過程是這樣的進水泵將污水泵入脈沖布水器中，脈沖布水器通過布水管網(wǎng)向人工濕地進行脈沖布水，污水經(jīng)過人工濕地處理后再通過集水管網(wǎng)排放。
其中，所述人工濕地的面積根據(jù)處理水量和設(shè)計負荷確定，即根據(jù)進水水質(zhì)和出水要求確定水力負荷，再根據(jù)水力負荷確定所需人工濕地的總面積；水力負荷可以取0.2～1m3/m2。
人工濕地可以設(shè)為至少一個服務(wù)區(qū)，所述服務(wù)區(qū)的數(shù)量根據(jù)人工濕地的面積和處理水量確定；所述服務(wù)區(qū)如果太大，會影響布水的均勻和加大水頭損失，所以一般每個服務(wù)區(qū)的處理水量小于5000m3/d為宜。
所述脈沖布水器的容量為0.5～10m3，布水周期為1～10分鐘，脈沖一次水量為進水平均水量的2～3倍；每座脈沖布水器可以服務(wù)200～800m2的人工濕地，每個服務(wù)區(qū)相應可以設(shè)置1～8座脈沖布器。
根據(jù)上述脈沖器的容量，所述布水管網(wǎng)的充水容積應是0.5～1座脈沖布水器的有效容積。
各種人工濕地工藝去除效果比較見下表。
從上表可以看出COD平均去除率、硝氮濃度和溶解氧的提高是比較明顯的。能較好地提高人工濕地硝化能力，達到氮去除率的提高。
如上所述，便可較好地實現(xiàn)本發(fā)明，上述實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍；即凡依本發(fā)明內(nèi)容所作的均等變化與修飾，都為本發(fā)明權(quán)利要求所要求保護的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1. 人工濕地脈沖布水方法，其特征在于進水泵將污水泵入脈沖布水器中，脈沖布水器通過布水管網(wǎng)向人工濕地進行脈沖布水，污水經(jīng)過人工濕地處理后再通過集水管網(wǎng)排放。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述人工濕地脈沖布水方法，其特征在于所述人工濕地的面積根據(jù)處理水量和設(shè)計負荷確定，即根據(jù)進水水質(zhì)和出水要求確定水力負荷，再根據(jù)水力負荷確定所需人工濕地的總面積；所述水力負荷取0.2～1m3/m2。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述人工濕地脈沖布水方法，其特征在于所述人工濕地設(shè)為至少一個服務(wù)區(qū)，所述服務(wù)區(qū)的數(shù)量根據(jù)人工濕地的面積和處理水量確定；每個服務(wù)區(qū)的處理水量小于5000m3/d。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述人工濕地脈沖布水方法，其特征在于所述脈沖布水器的容量為0.5～10m3，布水周期為1～10分鐘，脈沖一次水量為進水平均水量的2～3倍；每個服務(wù)區(qū)相應可以設(shè)置1～8座脈沖布器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述人工濕地脈沖布水方法，其特征在于所述布水管網(wǎng)的充水容積是0.5～1座脈沖布水器的有效容積。
6. 實現(xiàn)權(quán)利要求1～5任一項所述人工濕地脈沖布水方法的人工濕地脈沖布水系統(tǒng)，其特征在于包括進水泵、脈沖布水器、布水管網(wǎng)、集水管網(wǎng)，進水泵、脈沖布水器、布水管網(wǎng)依次連接，所述布水管網(wǎng)、集水管網(wǎng)分別相應設(shè)置在所述人工濕地的上、下部。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述人工濕地脈沖布水系統(tǒng)，其特征在于所述脈沖布水器為虹吸式或浮球式脈沖布水器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種人工濕地脈沖布水方法，是指進水泵將污水抽入脈沖布水器中，脈沖布水器通過布水管網(wǎng)向人工濕地進行脈沖布水，污水經(jīng)過人工濕地處理后再通過集水管網(wǎng)排放。其系統(tǒng)包括進水泵、脈沖布水器、布水管網(wǎng)、集水管網(wǎng)，進水泵、脈沖布水器、布水管網(wǎng)依次連接，所述布水管網(wǎng)、集水管網(wǎng)分別相應設(shè)置在所述人工濕地的上、下部。脈沖布水器為虹吸式或浮球式脈沖布水器。本發(fā)明可以提高水體的溶解氧，提高人工濕地處理污染水體時對氨氮去除效果，并減少填料或管道堵塞，從而提高人工濕地處理效果和凈化污水。
文檔編號C02F3/34GK101249998SQ20081002704
公開日2008年8月27日 申請日期2008年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月27日
發(fā)明者陳澤濤, 龐志華, 許振成 申請人:國家環(huán)境保護總局華南環(huán)境科學研究所