專利名稱：微納米氣浮垂直潛流式人工濕地污水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于污水處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及高富營養(yǎng)化、污染嚴(yán)重的湖泊、 水庫、景觀水源、河流等水體凈化技術(shù)設(shè)備，更具體涉及一種微納米氣浮垂直潛流式人工濕 地污水處理裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，生活污水和工業(yè)廢水大量排放，面源污染不斷加 劇，導(dǎo)致許多河流、水庫、湖泊受到了前所未有的污染，各種地表水水源水質(zhì)的不斷惡化開 始威脅到城市和工業(yè)供水安全及人民健康，因此，受污染的河流、水庫、湖泊等地表水體，尤 其是富營養(yǎng)化水體凈化已經(jīng)成為一個(gè)世人關(guān)注的焦點(diǎn)。水體富營養(yǎng)化是目前導(dǎo)致江河湖泊 水環(huán)境污染和水域生態(tài)系統(tǒng)功能退化的重要表現(xiàn)形式，所以富營養(yǎng)化水體生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和 重建已成為環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域的熱點(diǎn)。目前，人們采用許多物理、化學(xué)、微生物等方法對 受污水體進(jìn)行治理和恢復(fù)，并取得了一定的效果。但是這些傳統(tǒng)的處理方法存在二次污染 大、運(yùn)行成本高、工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)。物理氣浮法作為污水處理的常用成熟技術(shù)，其對污水中SS (懸浮物)類污染物具 有較好的去除效果，尤其對富營養(yǎng)化水體藍(lán)藻的去除效果理想并以廣泛應(yīng)用于滇池、太湖 等富營養(yǎng)化水體藍(lán)藻的去除；同時(shí)，傳統(tǒng)物理氣浮法在其應(yīng)用于污水和富營養(yǎng)化水體凈化 過程中，一般需投加絮凝劑以強(qiáng)化其對SS和藍(lán)藻的絮凝效果，從而提高對污水SS和富營養(yǎng) 化水體藍(lán)藻的去除效果。然而，該技術(shù)對污水中氮、磷、有機(jī)物等去除效果較差，不能從根本 上解決由氮磷污染產(chǎn)生的水體富營養(yǎng)化問題；另外，投加的化學(xué)試劑對水體可能帶來二次 污染問題。人工濕地是一種人工建造和監(jiān)督控制的與自然濕地相類似的地面，是人為地將 石、砂、土壤等一種或幾種介質(zhì)按一定比例構(gòu)成基質(zhì)，并有選擇性地植入植物的污水處理生 態(tài)系統(tǒng)。由于人工濕地具有建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用低、易于維護(hù)管理等優(yōu)點(diǎn)，因而受到世界各國的 普遍重視，成為近年來發(fā)展較快的一種污水處理新技術(shù)。目前，國內(nèi)外利用人工濕地處理富 營養(yǎng)化水體研究已有大量報(bào)道，也取得了較好的研究結(jié)果。然而，由于人工濕地在實(shí)際運(yùn)用 中普遍存在著占地面積大、處理工藝單一、易堵塞、對氮、磷、有機(jī)物的去除效果差等問題， 導(dǎo)致目前我國大規(guī)模利用人工濕地處理和凈化城鎮(zhèn)河道、水庫、湖泊等富營養(yǎng)化水體的成 功實(shí)例并不多。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種適合于處理湖泊、河流、水庫、景觀水源等富營養(yǎng) 化水體，有效地去除藍(lán)藻、懸浮物，氮、磷等水體富營養(yǎng)化污染物的處理效率高；運(yùn)行穩(wěn)定、 管理方便，且無需投加任何化學(xué)試劑，避免二次污染發(fā)生的微納米氣浮垂直潛流式人工濕 地污水處理裝置。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的包括微納米氣浮池、氣浮渣收集池、人工濕地處理池、深度處理池，所述的微納米氣浮池分為氣浮作用池和懸浮分離池，氣浮作用池分別通 過進(jìn)水管連通潛水泵，通過進(jìn)氣管連接微納米氣泡發(fā)生裝置，所述的懸浮分離池上設(shè)置富 氧水進(jìn)水管連通氣浮作用池，懸浮分離池頂部設(shè)置浮渣清刮裝置，懸浮分離池通過排渣口 連通氣浮渣收集池，氣浮渣收集池底部設(shè)置排泥裝置；所述的微納米氣浮池的富氧水出水 口連通人工濕地處理池設(shè)置于種植基質(zhì)層底部的布水管，所述的人工濕地處理池底部的清 水出水口連通深度處理池底部的緩沖沉淀池，緩沖沉淀池通過其頂部的導(dǎo)流漏斗連通排出 管。微納米氣浮池產(chǎn)生的氣泡為粒徑僅為傳統(tǒng)氣泡1/10的納米微氣泡，氣泡密度大， 更有利于使富營養(yǎng)化水體藍(lán)藻和SS通過氣泡的作用而漂浮到水面，最后通過浮渣清刮裝 置將藍(lán)藻和SS帶入氣浮渣收集池，對富營養(yǎng)化水體中藍(lán)藻、SS等污染物的去除更為有效。微納米氣浮產(chǎn)生的氣浮渣由排渣口進(jìn)入氣浮渣收集池，經(jīng)5-15天厭氧硝化后由 底部排泥口由排泥泵排出外運(yùn)或進(jìn)行資源化處理。經(jīng)微納米氣浮后的富營養(yǎng)化水體不僅藍(lán)藻得以去除，同時(shí)水體的溶解氧含量上升 至10-50mg/L，屬于富氧水。富氧水進(jìn)入人工濕地處理池中的布水管，富氧水在人工濕地處 理池III的基質(zhì)中形成垂直潛流，通過基質(zhì)的攔截、吸收、吸附、化學(xué)反應(yīng)沉淀等作用實(shí)現(xiàn) 對氮、磷、有機(jī)物的處理；同時(shí)濕地微生物通過微生物降解、氨化、硝化、反硝化、聚合、轉(zhuǎn)化 等作用亦能實(shí)現(xiàn)對氮、磷、有機(jī)物的有效去除；另外，挺水植物通過吸收富氧水中的氮磷污 染物以為其生長提供了必要的營養(yǎng)物，從而實(shí)現(xiàn)對氮磷的削減。此外，由于富氧水溶解氧含 量較高，使人工濕地處理池III處于好氧狀態(tài)，從而使人工濕地的好氧處理效果遠(yuǎn)高于傳 統(tǒng)的人工濕地，以實(shí)現(xiàn)提高氮、磷、有機(jī)物處理效果的目的。經(jīng)過人工濕地處理池III之后 的水進(jìn)入深度處理池IV的緩沖沉淀池，經(jīng)過其中的過濾填料進(jìn)一步提高沉淀和過濾效果， 從而強(qiáng)化污水的深度處理效率。處理后的水通過排出管排出，其中氮、磷、有機(jī)物、TSS(總 懸浮物)等可達(dá)到地表IV類水標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)用新型采用微納米氣浮裝置提高了對藍(lán)藻、SS的去除效率，強(qiáng)化了人工濕地 系統(tǒng)的好氧處理效果，可有效降低TSS(總懸浮物)污染負(fù)荷，避免人工濕地的堵塞。工藝科 學(xué)合理，工作穩(wěn)定可靠，而且基建費(fèi)用低，維護(hù)管理方便、無需投加化學(xué)試劑，處理成本低， 使用壽命長達(dá)10年以上。不會(huì)造成水體二次污染，處理后的富營養(yǎng)化水能達(dá)到地表水IV 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生的氣浮渣為制沼氣、農(nóng)用有機(jī)肥等資源化途徑提供了優(yōu)質(zhì)原料。

附圖為本實(shí)用新型處理裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中ι-微納米氣浮池，II-氣浮渣收集池，III-人工濕地處理池，IV-深度處理 池，1-進(jìn)水管，2-進(jìn)氣管，3-富氧水進(jìn)水口，4-浮渣清刮裝置，5-富氧水出水口，6-排渣口， 7-排泥泵，8-排泥管，9-布水管，10-挺水植物，11-種植基質(zhì)層，12-細(xì)?；|(zhì)層、13-中粒 基質(zhì)層、14-粗?；|(zhì)層，15-清水出水口，16-緩沖沉淀池，17-排出管。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但不以任何方式對本實(shí)用新型加以 限制，基于本實(shí)用新型教導(dǎo)所作的任何變換，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。[0014]如附圖所示，本實(shí)用新型包括微納米氣浮池I、氣浮渣收集池II、人工濕地處理池 III、深度處理池IV，所述的微納米氣浮池I分為氣浮作用池和懸浮分離池，氣浮作用池分 別通過進(jìn)水管1連通潛水泵，通過進(jìn)氣管2連接微納米氣泡發(fā)生裝置，所述的懸浮分離池上 設(shè)置富氧水進(jìn)水管3連通氣浮作用池，懸浮分離池頂部設(shè)置浮渣清刮裝置4，懸浮分離池通 過排渣口 6連通氣浮渣收集池II，氣浮渣收集池II底部設(shè)置排泥裝置；所述的微納米氣浮 池I的富氧水出水口 5連通人工濕地處理池III設(shè)置于種植基質(zhì)層11底部的布水管9，所 述的人工濕地處理池III底部的清水出水口 15連通深度處理池IV底部的緩沖沉淀池，緩 沖沉淀池16通過其頂部的導(dǎo)流漏斗16連通排出管17。所述的排泥裝置包括排泥泵7和與之連接的排泥管8。所述的人工濕地處理池由方形或圓柱形構(gòu)筑物建造而成，并在構(gòu)筑物池內(nèi)鋪設(shè)人 工濕地基質(zhì)。人工濕地基質(zhì)的鋪設(shè)一般包括2-5層，自下而上形成先粗后細(xì)的人工濕地基 質(zhì)復(fù)合層。所述的人工濕地處理池III中自下而上依次設(shè)置粗?；|(zhì)層14、中?；|(zhì)層13、 細(xì)?；|(zhì)層12和種植基質(zhì)層11。所述的粗?；|(zhì)層14之基質(zhì)為礫石，粒徑為5-lOcm，鋪設(shè)厚度為20-40cm。所述的中粒基質(zhì)層13之基質(zhì)為陶粒，粒徑為3-5cm，鋪設(shè)厚度為30-50cm。所述的細(xì)?；|(zhì)層12之基質(zhì)為煤渣，粒徑為l-3cm，鋪設(shè)厚度為20-40cm。所述的種植基質(zhì)層11為粘土，鋪設(shè)厚為度10-20cm。所述的種植基質(zhì)層11種植耐污性好的挺水植物，種植密度為10-30X 10-30cm的間距。所述的挺水植物包括蘆葦、茭草、水蔥、菖蒲、香蒲，再力花、燕尾、蒲葦中的一種或 一種以上的組合。所述的布水管9布設(shè)于細(xì)粒基質(zhì)層12的表面，布水管9管徑為10_40mm，布水管9 的鋪設(shè)間距為30-80cm。所述的緩沖沉淀池中設(shè)有過濾填料，所述的過濾填料包括纖維球和/或鵝卵石。實(shí)例云南省昆明市滇池之富營養(yǎng)化水體凈化實(shí)例，處理量50_100t/d。微納米氣浮池 I為20 X 5 X 3m的方形混凝土構(gòu)筑物，其中，微納米氣浮作用池為2 X 5 X 3m，懸浮分離池為 18X 5X 3m，并在懸浮分離池頂部安裝浮渣清刮裝置，氣浮渣收集池II為5X 5X 3m。人工濕 地處理池III為立體池體構(gòu)筑物，尺寸為40X5X2. 5m。濕地基質(zhì)自下而上分別為碎石(粒 度8-12cm，厚度為50cm)、陶粒(粒度5_8cm，厚度為60cm)、煤渣(3_5cm，厚度60cm)和粘土 (l-3mm，厚度40cm)，并以20X20cm間距平均種植挺水植物——燕尾、再力花、蒲葦、香蒲、 蘆葦；深度處理池IV緩沖沉淀池尺寸為8 X 5 X 1. 5m，頂部導(dǎo)流漏斗之底部尺寸為8 X 5m，連 通導(dǎo)流漏斗的排出管內(nèi)徑為20cm。待處理的富營養(yǎng)化水由潛水泵通過進(jìn)水管泵入微納米氣浮處理池I，氣浮處理池 產(chǎn)生的藍(lán)藻渣由浮渣清刮裝置帶入氣浮渣收集池，氣浮藍(lán)藻渣在氣渣收集池厭氧硝化7天 后由污泥泵排出，經(jīng)脫水后外運(yùn)，或通過適當(dāng)處理后產(chǎn)生沼氣和農(nóng)用有機(jī)肥進(jìn)行資源化利 用。富營養(yǎng)化水經(jīng)懸浮分離池后由富氧水出水口 5連接至人工濕地處理池III，并由布水管 9流入人工濕地并依次滲入各基質(zhì)層，富營養(yǎng)化水在氣浮處理池中停留2hrs后依次進(jìn)入人工濕地處理池，經(jīng)過72hrs處理后由底部的清水出水口 15排入深度處理池IV，經(jīng)過濾沉淀 池后的清水上升至導(dǎo)流漏斗再通過排出管17排出。主要污染物的去除效果見表1。表1 本實(shí)用新型對富營養(yǎng)化水凈化效果及季節(jié)性差異對比表
權(quán)利要求1.一種微納米曝氣垂直潛流式人工濕地污水處理裝置，包括微納米氣浮池(I)、氣浮 渣收集池(II)、人工濕地處理池(III)、深度處理池(IV)，其特征是所述的微納米氣浮池 (I)分為氣浮作用池和懸浮分離池；氣浮作用池分別通過進(jìn)水管(1)連通潛水泵，通過進(jìn)氣 管(2)連接微納米氣泡發(fā)生裝置；所述的懸浮分離池上設(shè)置富氧水進(jìn)水管C3)連通氣浮作 用池，懸浮分離池頂部設(shè)置浮渣清刮裝置G)，懸浮分離池通過排渣口(6)連通氣浮渣收集 池(II)，氣浮渣收集池(II)底部設(shè)置排泥裝置；所述的微納米氣浮池(I)的富氧水出水口 (5)連通人工濕地處理池(III)設(shè)置于種植基質(zhì)層(11)底部的布水管(9)，所述的人工濕 地處理池(III)底部的清水出水口(1 連通深度處理池(IV)底部的緩沖沉淀池(16)，緩 沖沉淀池(16)通過其頂部的導(dǎo)流漏斗連通排出管(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納米氣浮垂直潛流式人工濕地污水處理裝置，其特征是 所述的排泥裝置包括排泥泵(7)和與之連接的排泥管(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納米氣浮垂直潛流式人工濕地污水處理裝置，其特征是 所述的人工濕地處理池(III)中自下而上依次設(shè)置粗?；|(zhì)層(14)、中粒基質(zhì)層(13)、細(xì) 粒基質(zhì)層(12)和種植基質(zhì)層(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納米氣浮垂直潛流式人工濕地污水處理裝置，其特征是 所述的粗?；|(zhì)層(14)之基質(zhì)為礫石，粒徑為5-lOcm，鋪設(shè)厚度為20-40cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微納米氣浮垂直潛流式人工濕地污水處理裝置，其特征是 所述的中粒基質(zhì)層(1 之基為陶粒，質(zhì)粒徑為3-5cm，鋪設(shè)厚度為30-50cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微納米氣浮垂直潛流式人工濕地污水處理裝置，其特征是 所述的細(xì)?；|(zhì)層(1 之基質(zhì)為煤渣，粒徑為l_3cm，鋪設(shè)厚度為20-40cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微納米氣浮垂直潛流式人工濕地污水處理裝置，其特征是 所述的種植基質(zhì)層(11)為粘土，其鋪設(shè)厚度為10-20cm ；種植基質(zhì)層(11)種植耐污性好的 挺水植物(10)，種植密度為10-30X10-30cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微納米氣浮垂直潛流式人工濕地污水處理裝置，其特征是 所述的挺水植物(10)包括蘆葦、茭草、水蔥、菖蒲、香蒲，再力花、燕尾、蒲葦中的一種或一 種以上組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納米氣浮垂直潛流式人工濕地污水處理裝置，其特征是 所述的布水管(9)布設(shè)于細(xì)?；|(zhì)層(12)的表面，布水管(9)管徑為10-40mm，布水管(9) 的鋪設(shè)間距為30-80cm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微納米氣浮垂直潛流式人工濕地污水處理裝置，其特征是 所述的緩沖沉淀池(16)中設(shè)有過濾填料。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種微納米氣浮垂直潛流式人工濕地污水處理裝置，包括微納米氣浮池、氣浮渣收集池、人工濕地處理池、深度處理池，所述的微納米氣浮池分為氣浮作用池和懸浮分離池；氣浮作用池分別通過進(jìn)水管連通潛水泵，通過進(jìn)氣管連接微納米氣泡發(fā)生裝置；所述的懸浮分離池上部設(shè)置富氧水進(jìn)水管連通氣浮作用池，懸浮分離池通過排渣口連通氣浮渣收集池；所述的微納米氣浮池的富氧水出水口連通布水管，所述的人工濕地處理池底部連通深度處理池底部的緩沖沉淀池，緩沖沉淀池頂部設(shè)置導(dǎo)流漏斗和排出管。本實(shí)用新型采用微納米氣浮裝置提高了對藍(lán)藻、SS的去除效率，強(qiáng)化了人工濕地系統(tǒng)的好氧處理效果，可有效降低TSS污染負(fù)荷，避免人工濕地的堵塞。工藝科學(xué)合理，工作穩(wěn)定可靠，而且基建費(fèi)用低，維護(hù)管理方便、無需投加化學(xué)試劑，處理成本低，使用壽命長達(dá)10年以上。
文檔編號C02F3/30GK201873573SQ201020592468
公開日2011年6月22日 申請日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者劉云昆, 劉惠芳, 岳佳, 李衛(wèi)東, 楊宇明, 梁啟斌, 田昆 申請人:劉云根