專利名稱：一種處理面源污染的串聯(lián)跌水復(fù)合濕地系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境工程技術(shù)設(shè)備，尤其涉及一種農(nóng)村面源污染廢水的處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
農(nóng)村面源污染對(duì)水環(huán)境的惡化有著十分顯著的貢獻(xiàn)，主要包括化肥污染、農(nóng)藥污染、畜禽養(yǎng)殖污染，其起因于土壤擾動(dòng)引起農(nóng)田中的土粒、氮磷、農(nóng)藥及其他有機(jī)或無機(jī)污染物質(zhì)，在降雨或灌溉過程中，借助農(nóng)田地表徑流、農(nóng)田排水和地下滲漏等途徑大量地進(jìn)入水體，或因畜禽養(yǎng)殖業(yè)的任意排污直接造成水體污染。人工濕地(constructed wetland)是人為創(chuàng)造的一個(gè)適宜于水生植物或濕生植物生長(zhǎng)的、根據(jù)自然濕地模擬的人工生態(tài)系統(tǒng)。主要利用基質(zhì)一微生物一植物這個(gè)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物三重協(xié)調(diào)作用，通過過濾、吸附、共沉、離子交換、植物吸收和微生物分解來實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的高效凈化，同時(shí)人工濕地形式多樣，污水與不同類型濕地以不同構(gòu)型組成，不同類型人工濕地對(duì)特征污染物的去除效果不同，具有各自特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)傳統(tǒng)的人工濕地工藝設(shè)備直接處理匯集后的高濃度農(nóng)村面源污染廢水，凈化效果差、受季節(jié)性影響大、出水不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，提供一種處理高濃度農(nóng)村面源污染廢水的串聯(lián)式多級(jí)跌水復(fù)合垂直流人工濕地(Multiple-stage Series Hydraulic drop Integrated Vertical Flow Constructed Wetland) (MSHIVFCW)。高濃廢水在經(jīng)過處理后，其排放廢水達(dá)到GB5084-92《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本系統(tǒng)大體構(gòu)造為一長(zhǎng)方體板材箱，由濕地裝置構(gòu)造、濕地基質(zhì)和濕地植物組成。濕地裝置構(gòu)造
本系統(tǒng)由2組同樣的流程線(1號(hào)常溫適用流程線和2號(hào)低溫適用流程線)并聯(lián)而成。 每組流程線由6個(gè)小格和一個(gè)集水槽構(gòu)成。每組流程線的6個(gè)小格尺寸相同，每個(gè)小格的尺寸可以是0. 4mX0. 5mXl.an，每?jī)蓚€(gè)相連的小格組成一個(gè)上、下行池單元(即第一個(gè)和第二個(gè)小格組成一個(gè)單元，第三個(gè)和第四個(gè)小格組成一個(gè)單元，第五個(gè)和第六個(gè)組成一個(gè)單元)，則共有3個(gè)上、下行池單元，組成每個(gè)單元的2個(gè)箱體由下部(可在離底層0. 15m 處)開設(shè)缺口相連通，每?jī)蓚€(gè)單元由基質(zhì)上方設(shè)計(jì)的跌水口連通。集水槽的尺寸可以是 0. ImXO. 5mXl. 2m?？偘宀南涞拈L(zhǎng)X寬X高可以是2. 5 mXl mXl. 2m。為方便觀測(cè)運(yùn)行狀況，將濕地床兩側(cè)面用具有一定強(qiáng)度的透明玻璃制成。并聯(lián)的1、2號(hào)流程線進(jìn)水均設(shè)計(jì)為2個(gè)獨(dú)立的穿孔布水管均勻布水，由蝶閥控制開關(guān)。兩組流程線的進(jìn)水管是并聯(lián)的，每組的進(jìn)水管在第一格基質(zhì)上方穿過外壁，在末端垂直接上一根穿孔的布水管。為增加富氧強(qiáng)度，在每個(gè)上行池上壁開口設(shè)計(jì)帶有三角槽的跌水口，即為每個(gè)單元之間的連接，為保證水流在設(shè)備里流動(dòng)，根據(jù)水流方向依次降低跌水口的開口高度以形成高程差，每個(gè)跌水口設(shè)計(jì)1個(gè)穿孔布水管槽。為方便相關(guān)藥劑的加入，在每個(gè)單元的下行池跌水口壁中間位置焊接連通管固定孔，在固定孔安裝可通到箱底的連通管，連通管下部開口并可上下移動(dòng)。為方便檢測(cè)，在每層基質(zhì)分隔的相應(yīng)位置設(shè)置水樣的取樣管。第三個(gè)單元的出水由溢流口進(jìn)入集水槽，集水槽底部裝一個(gè)排空管(管徑可為 DN20)，利用虹吸原理，連接一根帶止水夾的橡膠管，使用橡皮管和止水夾進(jìn)行控制裝置內(nèi)部水位高度。對(duì)整個(gè)系統(tǒng)定期進(jìn)行清理沉淀物和雜草等，濕地床底坡為3%。濕地基質(zhì)
本系統(tǒng)6個(gè)小格均采用同種基質(zhì)，共分為四層基質(zhì)，第一層即最上層為粘土層，其中的三個(gè)下行池和三個(gè)上行池粘土層的高度均不相同，可以這樣設(shè)置第一下行池粘土層高度 0. 6m,第二上行池粘土層高度0. 5m,第三下行池粘土層高度0. 4m,第四上行池粘土層高度 0. 3m，第五下行池粘土層高度0. 2m，第六上行池粘土層高度0. Im ；第二層基質(zhì)為細(xì)沙層，厚度可以是0. Im ；第三層基質(zhì)為煤渣和石灰石的混合層，厚度可以是0. 25m ；第四層基質(zhì)為鵝卵石層，厚度可以是0. 15m。濕地植物
MSHIVFCff系統(tǒng)的兩組常/低溫流程線和每個(gè)單元上、下行池都栽種有濕地植物，兩組常/低溫裝置分別選種適合在常溫和低溫天氣狀況下生長(zhǎng)的濕地植物，而每個(gè)單元上、下行池具體根據(jù)不同處理效果濕地植物的根系長(zhǎng)度而定。本發(fā)明有益效果是
(I)MSHIVFCff系統(tǒng)是IVFCW系統(tǒng)的改進(jìn)，其廢水處理主要是利用基質(zhì)一微生物一植物這個(gè)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物三重協(xié)調(diào)作用，通過多級(jí)反復(fù)的過濾、吸附、共沉、離子交換、植物吸收和微生物分解來實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的高效凈化。(2)復(fù)養(yǎng)能力強(qiáng)、生物量多、占地面積小，設(shè)備處理能力大。設(shè)計(jì)的MSHIVFCW系統(tǒng)， 經(jīng)過多級(jí)跌水復(fù)養(yǎng)和不同基質(zhì)層與不同處理能力植物之間的搭配，在基質(zhì)上固定大量生物膜，且在其上棲息較多高營(yíng)養(yǎng)水平的微生物，從而大大增加了污染負(fù)荷和出水穩(wěn)定性，降低了維護(hù)費(fèi)用。同時(shí)，由于不同氣溫環(huán)境適應(yīng)能力的濕地植物床交替生長(zhǎng)，大大解決了傳統(tǒng)人工濕地受天氣影響而導(dǎo)致處理效果不穩(wěn)定或下降的弊端，因此該裝置具有較大且穩(wěn)定的處理能力。


圖1為本發(fā)明主視圖； 圖2為本發(fā)明俯視圖中1鵝卵石層2煤渣和石灰石混合層3細(xì)砂層4粘土層5穿孔布水進(jìn)口管 6濕地植物7跌水口 8取樣管9連通管10隔板11溢流出水口 12集水槽13虹吸排水管
A為1號(hào)進(jìn)水 B為1號(hào)出水 C為2號(hào)進(jìn)水D為2號(hào)出水。
具體實(shí)施例方式匯集后的高濃度農(nóng)村面源污染廢水通過采用設(shè)計(jì)的MSHIVFCW裝置進(jìn)行處理，MSHIVFCW系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的尺寸為長(zhǎng)X寬X高=2. 5mX ImXl. an。廢水通過進(jìn)水口流入裝置后經(jīng)過復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的物理、化學(xué)和生物三重協(xié)調(diào)反應(yīng)后，進(jìn)一步地去除廢水的COD、氨氮和磷等污染物。高濃廢水在經(jīng)過處理后，其排放廢水達(dá)到GB5084-92《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》。具體實(shí)施過程如下
(1)農(nóng)村面源污染廢水經(jīng)匯集后，可先經(jīng)過格柵的截留，去除污水中的大顆粒污染物質(zhì)和漂浮物，廢水再進(jìn)入MSHIVFCW裝置。(2)廢水通過MSHIVFCW裝置進(jìn)口的穿孔布水管進(jìn)水，反復(fù)經(jīng)過裝置上、下行池的好氧、缺氧、和厭氧過程，并配合植物吸收和微生物的作用實(shí)現(xiàn)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)良好的處理效果。(3)經(jīng)過裝置多級(jí)生態(tài)系統(tǒng)的處理出水基本能保持穩(wěn)定，同時(shí)也可通過在設(shè)計(jì)的通氣管里加入碳源等輔助藥劑，增加針對(duì)性廢水的處理效果。(4)在裝置末端利用虹吸原理設(shè)計(jì)的通氣管可上下調(diào)節(jié)，從而有效控制集水槽及濕地床的高度，進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)水質(zhì)凈化效果的目的。
權(quán)利要求
1.一種處理面源污染的串聯(lián)跌水復(fù)合濕地系統(tǒng)，其特征是(1)所述系統(tǒng)為構(gòu)造為一長(zhǎng)方體板材箱；(2)所述系統(tǒng)由2組同樣的流程線(1號(hào)常溫適用流程線和2號(hào)低溫適用流程線)并聯(lián)而成，每組流程線由6個(gè)小格和一個(gè)集水槽構(gòu)成，每組流程線的6個(gè)小格尺寸相同，每?jī)蓚€(gè)相連的小格組成一個(gè)上、下行池單元(即第一個(gè)和第二個(gè)小格組成一個(gè)單元，第三個(gè)和第四個(gè)小格組成一個(gè)單元，第五個(gè)和第六個(gè)組成一個(gè)單元)，則共有3個(gè)上、下行池單元，組成每個(gè)單元的2個(gè)箱體由下部開設(shè)缺口相連通，每?jī)蓚€(gè)單元由基質(zhì)上方設(shè)計(jì)的跌水口連通；并聯(lián)的1、2號(hào)流程線進(jìn)水為2個(gè)獨(dú)立的穿孔布水管均勻布水，由蝶閥控制開關(guān)，兩組流程線的進(jìn)水管是并聯(lián)的，每組的進(jìn)水管在第一格基質(zhì)上方穿過外壁，在末端垂直接上一根穿孔的布水管；每個(gè)上行池上壁開口設(shè)計(jì)帶有三角槽的跌水口，即為每個(gè)單元之間的連接，每個(gè)跌水口設(shè)計(jì)1個(gè)穿孔布水管槽；在每個(gè)單元的下行池跌水口壁中間位置焊接連通管固定孔， 在固定孔安裝可通到箱底的連通管，連通管下部開口并可上下移動(dòng)；在每層基質(zhì)分隔的相應(yīng)位置設(shè)置水樣的取樣管；第三個(gè)單元的出水由溢流口進(jìn)入集水槽，集水槽底部裝一個(gè)排空管，利用虹吸原理，連接一根帶止水夾的橡膠管；(3)所述系統(tǒng)的6個(gè)小格均采用同種基質(zhì)，共分為四層基質(zhì)，第一層即最上層為粘土層，其中的三個(gè)下行池和三個(gè)上行池粘土層的高度均不相同，第二層基質(zhì)為細(xì)沙層；第三層基質(zhì)為煤渣和石灰石的混合層；第四層基質(zhì)為鵝卵石層；(4)所述系統(tǒng)的兩組常/低溫流程線和每個(gè)單元上、下行池都栽種有濕地植物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理面源污染的串聯(lián)跌水復(fù)合濕地系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)板材箱的長(zhǎng)X寬X高是2. 5 mXl mX 1. &ι。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理面源污染的串聯(lián)跌水復(fù)合濕地系統(tǒng)，其特征是集水槽的尺寸是0. ImXO. 5mXl. 2m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理面源污染的串聯(lián)跌水復(fù)合濕地系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)6個(gè)小格的四層基質(zhì)，第一層基質(zhì)中第一下行池粘土層高度0. 6m,第二上行池粘土層高度0. 5m，第三下行池粘土層高度0.細(xì)，第四上行池粘土層高度0. 3m，第五下行池粘土層高度0. 2m，第六上行池粘土層高度0. Im;第二層基質(zhì)為細(xì)沙層，厚度是0. Im ；第三層基質(zhì)為煤渣和石灰石的混合層，厚度是0.25m ；第四層基質(zhì)為鵝卵石層，厚度是0. 15m。
全文摘要
一種處理面源污染的串聯(lián)跌水復(fù)合濕地系統(tǒng)，其構(gòu)造為一長(zhǎng)方體板材箱，由濕地裝置構(gòu)造、濕地基質(zhì)和濕地植物組成，由2組同樣的流程線(1號(hào)常溫適用流程線和2號(hào)低溫適用流程線)并聯(lián)而成，每組流程線由6個(gè)小格和一個(gè)集水槽構(gòu)成；濕地基質(zhì)共分為四層，第一層即最上層為粘土層，第二層基質(zhì)為細(xì)沙層，第三層基質(zhì)為煤渣和石灰石的混合層，第四層基質(zhì)為鵝卵石層。該裝置具有高效污水凈化功能。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102153234SQ201110051669
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者萬金保, 蘭新怡, 劉峰, 孫蕾, 湯愛萍 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)