專利名稱：用于處理受污染水體的飽和流濾床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于處理受污染水體的飽和流濾床，屬于環(huán)保工程與水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
歐洲最早將人工濕地處理廢水處理始于20世紀(jì)60年代，1974年德國開始世界上第一個人工濕地的實(shí)驗(yàn)，運(yùn)行結(jié)果理想，至今已有近三十年的歷史。我國絕大部分城市污水處理廠均采用傳統(tǒng)的二級活性污泥法處理工藝，這種工藝存在著工程投資高、能耗高、運(yùn)轉(zhuǎn)管理要求高以及處理效果受進(jìn)水水質(zhì)和水量波動影響大的不足。相比較之下，人工濕地是對污水進(jìn)行處理比較重要的科學(xué)手段之一。其基本原理是在一定的填料上種植特定的植物，當(dāng)污水流過人工濕地時，經(jīng)砂石、土壤過濾，通過基質(zhì)填料砂層中的好氧、厭氧反應(yīng)微單元和植物根際的多種微生物活動，生化降解沉淀，將污染物濃度降低，使水質(zhì)得到凈化，直至達(dá)標(biāo)排放。處理過程包括生化反應(yīng)，如分解和合成代謝、 植物吸收；物理化學(xué)反應(yīng)，如沉淀吸附、硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)等。目前，人工濕地對污水生態(tài)修復(fù)通常采用自由水面人工濕地或潛流型人工濕地兩種形式。潛流型人工濕地根據(jù)污水在其上流動的方向不同可以更加細(xì)化分為水平流濕地和垂直流濕地兩種。自由水面人工濕地水力負(fù)荷低，污水處理效率不高，需要大量水域和土地以保證凈化效果，且一旦有面源污染輸入，其凈化效果很不明顯。水平流濕地與自由水面人工濕地相比，水力負(fù)荷和污染負(fù)荷大，對BOD、COD等有機(jī)物和重金屬去除效果好。但是水平流濕地與垂直流濕地相比，其缺點(diǎn)是脫氮、除磷的效果較弱。垂直流濕地指污水從沉淀池配水到濾床表面后，向下縱向重力自流，是人工濕地中的一種高效工藝，結(jié)合物理過濾和生化反應(yīng)有效處理各類污水。濾床中的基質(zhì)填料為微生物細(xì)菌提供了一個非常適宜的環(huán)境，有機(jī)氮經(jīng)氨化作用轉(zhuǎn)化為氨氮，在好氧條件下，氨氮經(jīng)硝化作用轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}和亞硝酸鹽，然后在厭氧和有機(jī)碳源的條件下，經(jīng)反硝化作用部分被還原為氮?dú)?，釋放到大氣中。含磷化合物主要是在基質(zhì)填料中反應(yīng)、富集、沉淀，從而從污水中去除。污水下滲過程中，通過填料砂層中的好氧、厭氧反應(yīng)微單元，生化降解沉淀，污染物濃度降低。現(xiàn)有的人工濕地通常污水流入床體底部后，床體處于不飽和狀態(tài)，濾床與氧氣接觸充分，硝化能力較強(qiáng)，反硝化能力較弱，含氮化合物去除能力低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種用于處理受污染水體的飽和流濾床。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
用于處理受污染水體的飽和流濾床，特點(diǎn)是所述濾床呈長方形結(jié)構(gòu)，濾床的墻體鋪設(shè)有防滲膜，濾床的內(nèi)部設(shè)有若干個呈豐字形或井字形分布的處理單元，前后處理單元之間相互間隔與墻體相連，形成布水水道；所述每個處理單元呈梯形結(jié)構(gòu)，每個處理單元的內(nèi)部均填充基質(zhì)，基質(zhì)由生態(tài)填料處理層、填料透水隔離層和排水層構(gòu)成，生態(tài)填料處理層為中間層，填料透水隔離層為坡形構(gòu)筑層，排水層為下層，每個處理單元的表面栽種有植物，每個處理單元的正下方設(shè)有集水管道，集水管道位于防滲膜之上，集水管道上均勻開有孔，每個處理單元靠近濾床墻體設(shè)置集水檢查井，集水管道連通集水檢查井。
進(jìn)一步地，上述的用于處理受污染水體的飽和流濾床，所述濾床的底部依次鋪設(shè)礫石層和石灰夯實(shí)墊層，石灰夯實(shí)墊層上鋪設(shè)防滲膜；所述濾床的底面沿出水方向設(shè)有坡更進(jìn)一步地，上述的用于處理受污染水體的飽和流濾床，所述濾床的水面高度高于生態(tài)填料處理層表面。再進(jìn)一步地，上述的用于處理受污染水體的飽和流濾床，所述濾床的水面高度高于生態(tài)填料處理層表面30cm。再進(jìn)一步地，上述的用于處理受污染水體的飽和流濾床，所述集水管道連接溢流檢查井，溢流檢查井上設(shè)有溢流管道。本發(fā)明技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在
本發(fā)明濾床屬于深度處理系統(tǒng)，因?yàn)V床長期浸沒在水體中，水流處于飽和狀態(tài)，有較強(qiáng)的反硝化反應(yīng)能力，可有效去除含氮化合物，建議用于污水經(jīng)第一階段處理后，出水中剩余的硝酸鹽濃度依舊過高的情況，并且該濕地系統(tǒng)能起到反硝化作用充分、最終沉淀、過濾碳酸鹽和減少二次產(chǎn)生的有機(jī)固體顆粒物的功效。整個濾床系統(tǒng)呈長方形結(jié)構(gòu)，根據(jù)污水的處理量和當(dāng)?shù)氐奶幚砻娣e，濾床內(nèi)部由若干個處理單元組成，所有處理單元在整個飽和流濾床內(nèi)可以呈“豐”字形結(jié)構(gòu)或者“井”字形分布；由若干個處理單元構(gòu)成的飽和流濾床，前后兩個處理單元之間，相互間隔與左右墻體相連，形成一條長而寬的蜿蜒的布水水道，向各個處理單元布水，延長水力停留時間。處理單元的正下方設(shè)有集水管道，集水管道均勻開孔，水流從開孔處進(jìn)入集水管道，順?biāo)鞣较蛄鞒?。該設(shè)施適用于農(nóng)村生活污水、城市景觀水和湖泊污水等的處理，具有處理效率高、景觀效果好、資源節(jié)約、操作靈活、適用范圍廣等特點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明 圖1 本發(fā)明裝置的平面布置示意圖2:圖1的A-A剖視示意圖； 圖3:圖IWB-B剖視示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供用于處理受污染水體的飽和流濾床，與普通垂直流濾床相比較，普通垂直流濾床床體處于不飽和狀態(tài)，氧可通過大氣擴(kuò)散和植物傳輸進(jìn)入人工濕地系統(tǒng)，該系統(tǒng)的有較強(qiáng)的硝化能力；而飽和流濾床，因?yàn)V床長期浸沒在水體中，水流處于飽和狀態(tài)，只有少量氧可傳輸進(jìn)入水體，整個飽和流濾床形成缺氧條件，有利于反硝化反應(yīng)進(jìn)行，可有效去除水體中的有機(jī)氮，提高水質(zhì)處理效率。飽和流濾床系統(tǒng)呈長方形結(jié)構(gòu)，根據(jù)污水的處理量和當(dāng)?shù)氐奶幚砻娣e，濾床內(nèi)部由若干個處理單元組成，所有處理單元在整個飽和流濾床內(nèi)可以呈“豐”字形結(jié)構(gòu)或者“井”字形分布；整個飽和流濾床由若干個處理單元構(gòu)成，形成一條長而寬的蜿蜒的布水水道，向各個處理單元布水，盡可能多地延長停留時間，旨在有效解決傳統(tǒng)垂直流濾床布水不夠均勻、濾床角落布水不充分的問題。如圖1所示，用于處理受污染水體的飽和流濾床，濾床呈長方形結(jié)構(gòu)，濾床的墻體鋪設(shè)有防滲膜5，濾床的內(nèi)部設(shè)有若干個呈豐字形或井字形分布的處理單元，前后處理單元之間相互間隔與墻體4相連，形成一條長而寬的蜿蜒的布水水道；濾床的底面沿出水方向 10設(shè)有坡面，呈現(xiàn)高度差，讓水流在飽和流濾床中呈自流狀態(tài)；水流經(jīng)初步處理后進(jìn)入進(jìn)水口 8，由進(jìn)水口 8向兩邊的處理單元均勻布水，水流沿出水方向10流向各個處理單元。如圖2、圖3所示，每個處理單元呈梯形結(jié)構(gòu)，每個處理單元的內(nèi)部均填充基質(zhì)，基質(zhì)由生態(tài)填料處理層1、填料透水隔離層6和排水層構(gòu)成，生態(tài)填料處理層1為中間層，填料透水隔離層6為坡形構(gòu)筑層，排水層為下層，每個處理單元的表面栽種有植物9，每個處理單元的正下方設(shè)有集水管道3，集水管道3位于防滲膜5之上，集水管道3上均勻開有孔，每個處理單元靠近濾床墻體設(shè)置集水檢查井2，集水管道3連通集水檢查井2，集水管道3連通溢流檢查井13，溢流檢查井13上設(shè)有溢流管道11，水面高度高于溢流管道管口時，溢流排水。濾床的底部依次鋪設(shè)礫石層和石灰夯實(shí)墊層，石灰夯實(shí)墊層上鋪設(shè)防滲膜；濾床的水面7的高度高于生態(tài)填料處理層表面30cm。水流自集水管道3開孔處進(jìn)入集水管道3流經(jīng)集水檢查井2，沿出水方向10到最終出水處12排出。與普通垂直流濾床相比較，飽和流濾床的水面7應(yīng)高出生態(tài)填料處理層1表面30cm左右；反之，當(dāng)水面超過溢流管道的集水高度時，水流經(jīng)溢流管道11和溢流檢查井13收集后，由集水管道3沿出水方向10向最終排水處12快速出水，直到水平面恢復(fù)正常高度。濾床的墻體4由便于組裝的定制鋁合金材料構(gòu)成，外圍由環(huán)保材料貼面，墻體4高度為2m，強(qiáng)度滿足結(jié)構(gòu)要求；濾床底部依次鋪設(shè)IOcm厚的礫石層和石灰夯實(shí)墊層，石灰夯實(shí)墊層上鋪設(shè)Imm PE復(fù)合土工布防滲膜5進(jìn)行防滲處理，防滲膜5上鋪設(shè)DN200 HDPE單壁管作為集水管道3，水流自集水管道3流經(jīng)集水檢查井2，沿出水方向10到最終排水處12 排出；濾床內(nèi)部填充基質(zhì)，基質(zhì)由不同層次濾料構(gòu)成，包括厚度50-80cm的生態(tài)填料處理層 1、填料透水隔離層6的厚度為30cm，為坡形構(gòu)筑層，由直徑8-16mm中礫石和厚度20cm的直徑16-32mm粗礫石組成，生態(tài)填料處理層1為中間層，填料透水隔離層6為坡形構(gòu)筑層，排水層下有集水管道3，集水管道3上均勻開孔，水流自開孔處流入集水管道3內(nèi)。其中生態(tài)填料處理層1濾料滿足水力參數(shù)和級配曲線的要求，能夠保證良好的水力條件，并為植物和微生物提供良好的生長環(huán)境；濾床表面栽種有去污能力強(qiáng)和景觀效果好的植物9，具體為蘆葦和香蒲，栽植密度為15株/ m2，大大擴(kuò)展人工濕地凈化污水的空間，提高其凈化污水的能力，同時具有更好的景觀效果。污水通過植物、微生物和基質(zhì)有效去除有機(jī)物和氮磷等主要污染物后通過集水管匯集后排出。具體應(yīng)用時，飽和流濾床的各處理單元相對獨(dú)立，實(shí)施過程中，可根據(jù)污水的處理量和當(dāng)?shù)氐奶幚砻娣e，濾床內(nèi)部由若干個處理單元組成；飽和流濾床，預(yù)處理后的污水通過自流的形式流經(jīng)飽和流濾床表面，濾床選擇滿足配曲線的濾料，保證人工濕地長期穩(wěn)定運(yùn)行；飽和流濾床自流形成的一條長而寬的蜿蜒的布水水道，向各個濾床布水，盡可能多延長停留時間。濕地分為兩個平行的水流路徑，提高運(yùn)行的安全性，水面高度控制高度為高出生態(tài)填料處理層1表面30cm左右；飽和流濾床的去除含氮化合物效果穩(wěn)定，且脫氮反硝化過程速度較快，脫氮的去除效率不會因流速快慢而影響去除效果，另外，污染水體中的有機(jī)物和氮、磷等主要污染物可通過植物、微生物和基質(zhì)有效去除，水質(zhì)得到凈化；在實(shí)際運(yùn)用中， 還可利用有機(jī)物，如植物碎屑和藻類來提供有機(jī)碳，加快水質(zhì)處理，處理后的出水通過集水管道匯集后以通過濾床各處理單元的高差形成自流水體排出。該濾床屬于深度處理系統(tǒng)，因?yàn)V床長期浸沒在水體中，水流處于飽和狀態(tài)，有較強(qiáng)的反硝化反應(yīng)能力，可有效去除含氮化合物，建議用于污水經(jīng)第一階段處理后，出水中剩余的硝酸鹽濃度依舊過高的情況，并且該濕地系統(tǒng)能起到反硝化作用充分、最終沉淀、過濾碳酸鹽和減少二次產(chǎn)生的有機(jī)固體顆粒物的功效。整個濾床系統(tǒng)呈長方形結(jié)構(gòu)，根據(jù)污水的處理量和當(dāng)?shù)氐奶幚砻娣e，濾床內(nèi)部由若干個處理單元組成，所有處理單元在整個飽和流濾床內(nèi)可以呈“豐”字形結(jié)構(gòu)或者“井”字形分布；由若干個處理單元構(gòu)成的飽和流濾床，前后兩個處理單元之間，相互間隔與左右墻體相連，形成一條長而寬的蜿蜒的布水水道，向各個處理單元布水，延長水力停留時間。處理單元的正下方設(shè)有集水管道，集水管道均勻開孔，水流從開孔處進(jìn)入集水管道，順?biāo)鞣较蛄鞒?。該設(shè)施適用于農(nóng)村生活污水、城市景觀水和湖泊污水等的處理，具有處理效率高、景觀效果好、資源節(jié)約、操作靈活、適用范圍廣等特點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊，值得在業(yè)內(nèi)廣泛推廣。需要理解到的是以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.用于處理受污染水體的飽和流濾床，其特征在于所述濾床呈長方形結(jié)構(gòu)，濾床的墻體鋪設(shè)有防滲膜，濾床的內(nèi)部設(shè)有若干個呈豐字形或井字形分布的處理單元，前后處理單元之間相互間隔與墻體相連，形成布水水道；所述每個處理單元呈梯形結(jié)構(gòu)，每個處理單元的內(nèi)部均填充基質(zhì)，基質(zhì)由生態(tài)填料處理層、填料透水隔離層和排水層構(gòu)成，生態(tài)填料處理層為中間層，填料透水隔離層為坡形構(gòu)筑層，排水層為下層，每個處理單元的表面栽種有植物，每個處理單元的正下方設(shè)有集水管道，集水管道位于防滲膜之上，集水管道上均勻開有孔，每個處理單元靠近濾床墻體設(shè)置集水檢查井，集水管道連通集水檢查井。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理受污染水體的飽和流濾床，其特征在于所述濾床的底部依次鋪設(shè)礫石層和石灰夯實(shí)墊層，石灰夯實(shí)墊層上鋪設(shè)防滲膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理受污染水體的飽和流濾床，其特征在于所述濾床的底面沿出水方向設(shè)有坡面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理受污染水體的飽和流濾床，其特征在于所述濾床的水面高度高于生態(tài)填料處理層表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于處理受污染水體的飽和流濾床，其特征在于所述濾床的水面高度高于生態(tài)填料處理層表面30cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理受污染水體的飽和流濾床，其特征在于所述集水管道連接溢流檢查井，溢流檢查井上設(shè)有溢流管道。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于處理受污染水體的飽和流濾床，濾床呈長方形結(jié)構(gòu)，濾床的墻體鋪設(shè)有防滲膜，濾床的內(nèi)部設(shè)有若干個呈豐字形或井字形分布的處理單元，前后處理單元之間相互間隔與墻體相連，形成布水水道；每個處理單元呈梯形結(jié)構(gòu)，每個處理單元的內(nèi)部均填充基質(zhì)，基質(zhì)由生態(tài)填料處理層、填料透水隔離層和排水層構(gòu)成，生態(tài)填料處理層為中間層，填料透水隔離層為坡形構(gòu)筑層，排水層為下層，每個處理單元的表面栽種有植物，每個處理單元的正下方設(shè)有集水管道，集水管道上均勻開有孔，每個處理單元靠近濾床墻體設(shè)置集水檢查井，集水管道連通集水檢查井。該濾床起到最終沉淀、過濾碳酸鹽和減少二次產(chǎn)生的有機(jī)固體顆粒物的功效。
文檔編號C02F3/32GK102515356SQ201110384219
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者杜建強(qiáng) 申請人:杜建強(qiáng)