專利名稱：一種用于污水深度處理的強(qiáng)化式人工濕地裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種污水深度處理的強(qiáng)化式人工濕地裝置。
背景技術(shù)：
人工濕地(constructed wetlands)是通過模擬自然濕地,人為設(shè)計(jì)與建造的由基質(zhì)、植物、微生物和水體組成的復(fù)合體，利用生態(tài)系統(tǒng)中基質(zhì)一水生植物一微生物的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用來實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化。與傳統(tǒng)的二級(jí)處理技術(shù)相比，人工濕地用于污水生態(tài)處理具有建設(shè)運(yùn)行成本低，耗能少，出水水質(zhì)好，運(yùn)行維護(hù)方便，系統(tǒng)配置可塑性強(qiáng)，對(duì)負(fù)荷變化適應(yīng)性強(qiáng)，有較強(qiáng)的有機(jī)物、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)去除能力以及生態(tài)環(huán)境效益顯著并可美化環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)廢水資源化等特點(diǎn)，正在被廣泛用于處理多種類型的廢水。以人工濕地為核心的污水處理技術(shù)，將濕地的污水處理功能與其生態(tài)景觀功能結(jié)合起來進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境的美化。利用小城鎮(zhèn)的土地資源優(yōu)勢(shì)采用強(qiáng)化式人工濕地工藝，出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002) 一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了污染物去除高效率、低能耗，污水深度凈化回用等目標(biāo)，可為水資源匱乏問題的解決探索出一條生態(tài)、節(jié)能、聞效的道路。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能高效去除污染物的的針對(duì)污水深度處理的強(qiáng)化式人工濕地裝置。本實(shí)用新型提供一種用于污水深度處理的強(qiáng)化式人工濕地裝置，由垂直流濕地池和潛流濕地池兩部分組成，垂直流濕地池被垂直隔板分隔成下行流區(qū)和上行流區(qū)，隔板和池底留有過水間隙，使污水在下流區(qū)域作上升流運(yùn)動(dòng)；下行流區(qū)分為上下兩層，上層為布水防臭層，下層為青石子處理區(qū)，其上下層填料均為青石子，上層的青石子粒徑大于下層的青石子粒徑，該填料層主要有兩個(gè)作用1)將污水均勻的分配到濕地系統(tǒng)中；2)將進(jìn)水的液面控制在該層的底部，可以減少因原污水的臭味給周圍環(huán)境造成的影響，同時(shí)在夏天可以減少蚊蠅的滋生；所述下行流區(qū)中栽種挺水植物，挺水植物一方面可以吸收水體中的氮、磷以及COD等污染物，另一方面，可以向濕地系統(tǒng)提供氧氣，從而保證污染物的降解轉(zhuǎn)化；所述上行流區(qū)分為三層，下層為青石子處理區(qū)，中層為粗砂石粉處理區(qū)，填料為粗砂和青石粉的混合物，上層為自由水體區(qū)，在上層與下行流區(qū)布水防臭層底面相持平處設(shè)定液面高度，布置排水管，排水管的出水口高于潛流濕地池上表面，沉水植物栽種于中層粗砂粉中；沉水植物的根系可以吸收氮、磷、COD等污染物，同時(shí)可以向填料層供氧。經(jīng)垂直流濕地處理的污水由上行流區(qū)池壁一側(cè)的排水管的出口進(jìn)入潛流濕地。復(fù)合垂直流濕地一般為地上式，池體采用磚混結(jié)構(gòu)建造。潛流濕地池采用垂直折流構(gòu)造，即通過設(shè)置多個(gè)隔板，將池分割成若干個(gè)下行和上行垂直潛流區(qū)，所述隔板與池底、池頂部間隔垂直相連，且相鄰隔板的上、下沿與池頂、底部交替留有過水間隙，污水在通過孔中流過，這樣可使污水在整個(gè)潛流濕地中作上下折流，便于充分發(fā)揮整個(gè)濕地填料的作用以提高處理效果；所述潛流濕地池分為兩層，上層為土壤層，下層為青石子層，上層土壤層中種植挺水植物；所述潛流濕地池的池底設(shè)穿孔集水管，穿孔集水管和排水管相連穿過所有隔板和末端池壁延伸到池外。潛流濕地池可以是地上式、半地下式和地下式，采用磚混結(jié)構(gòu)，地面具有2 3%的傾向出水端的坡度。潛流濕地的進(jìn)水端應(yīng)比復(fù)合垂直流出水端低至少20cm，保證復(fù)合垂直流的出水能夠順利進(jìn)入潛流濕地中。本實(shí)用新型中，垂直流濕地池和潛流式人工濕地池的底部均安裝排空管和支座，垂直流濕地在上行池的底部貼近地面處設(shè)置排空管，方便在維護(hù)時(shí)，將該池放空。本實(shí)用新型中，挺水植物選自蘆葦、茭草、風(fēng)車草、美人蕉或菖蒲的一種或幾種。本實(shí)用新型中，沉水植物選自輪葉黑藻、狐尾藻、馬來眼子菜、苦草、伊樂藻或沮草中的一種或幾種。 本實(shí)用新型中，穿孔集水管和排水管的中間部分安裝三通，在排水管的另一端安裝出口向上的90度彎頭，上接豎直可伸縮管，通過該伸縮管調(diào)節(jié)濕地中的水深；或者直接在池壁的不同高度處安裝排水管并安裝球閥，通過不同高度球閥的開閉調(diào)節(jié)濕地中的水深。在垂直流人工濕地和潛流式人工濕地單元中，主要污染物的去除途徑如下I) COD的去除。在整個(gè)濕地單元中COD主要被濕地系統(tǒng)中異養(yǎng)微生物作為碳源和能源利用，同時(shí)可以被植物吸收利用。2)含氮化合物的去除。在垂直流濕地的填料區(qū)，靠近植物根系部分，有機(jī)氮和氨氮以及亞硝氮可以被氧化為硝態(tài)氮，硝態(tài)氮在遠(yuǎn)離根系的缺氧和厭氧區(qū)被還原成氮?dú)馊コ?；在整個(gè)潛流濕地中可以通過硝化反硝化脫氮；同時(shí)一部分氨氮和硝氮可以被植物和微生物直接利用。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)I、改進(jìn)的復(fù)合垂直流濕地，在上行流池的自由水體區(qū)種植沉水植物，能夠有效提高該區(qū)域溶解氧的含量，從而有利于硝化反應(yīng)的進(jìn)行。2、改造的潛流式人工濕地，添加了折板，增加了水流的曲折性，提高了污染物去除效率。3、通過將復(fù)合垂直流濕地與潛流式人工濕地串聯(lián)使用，提高了氮等污染物去除效率，使出水水質(zhì)更好。

圖I為本實(shí)用新型的人工濕地結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1為布水防臭層，2為青石子處理區(qū)，3為粗砂石粉處理區(qū)，4為沉水植物，5為自由水體區(qū),6為隔板,7為支座，8為排空管,9為穿孔集水管，10為排水管，11為挺水植物，12為垂直流濕地池，13為潛流式濕地池，14為排水管，15排水口。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。[0023]實(shí)施例I本實(shí)用新型提供的一種用于污水深度處理的強(qiáng)化式人工濕地裝置如圖I所示。本實(shí)施例的污水深度處理裝置，垂直流濕地池12為復(fù)合垂直流濕地，該濕地池12被中間隔板6均分為上行流區(qū)和下行流區(qū)，污水首先從上至下流經(jīng)下行流區(qū)，然后再通過中間隔板6下部的間隙進(jìn)入上行流區(qū)，使污水在復(fù)合垂直流濕地內(nèi)作上升流運(yùn)動(dòng)。下行流區(qū)填料高度為70cm，共分為兩層上層填料厚度為10cm，粒徑為3 5cm，該填料層主要有兩個(gè)作用1)將污水均勻的分配到濕地系統(tǒng)中；2)將進(jìn)水的液面控制在該層的底部，可以減少因原污水的臭味給周圍環(huán)境造成的影響，同時(shí)在夏天可以減少蚊蠅的滋生，下層厚度為60cm,該層為處理區(qū)，填料粒徑為f 2cm，該區(qū)填料均為建筑用青石子。下層流區(qū)所種植物可以為挺水植物11，可為蘆葦、茭草、風(fēng)車草、美人蕉和菖蒲中的一種或幾種的組合，這些植物一方面可以吸水水體中的氮磷以及COD等污染物，另一方面，可以向濕地系統(tǒng)提供氧氣，從而保證污染物的降解轉(zhuǎn)化；上行流區(qū)填料厚度為60cm，分為三層下層厚度為10cm，填料為粒徑f2cm的青石子2 ;中層厚度為20cm，填料為粗砂和青石粉的混合物3，二者之間的混合比例為(廣3):1 ;上層為自由水體區(qū)5，該區(qū)域高度為30cm。上行流區(qū)所選用植物為沉水植物4，沉水植物選自輪葉黑藻、狐尾藻、馬來眼子菜、枯草中的一種或幾種的組合，冬季可為伊樂藻和沮草中的一種或其組合。將沉水植物4栽種在中層填料中，沉水植物4的根系可以吸水氮、磷、COD等污染物，同時(shí)可以向填料層供氧，沉水植物4的整個(gè)植株都浸沒在水中，在吸水氮、磷、COD等污染物的同時(shí)可以通過光合作用向水體供氧。潛流人工濕地13采用垂直折流構(gòu)造，即通過多個(gè)隔板6將潛流濕地13分為若干格，相鄰隔板6的上沿和下沿交替設(shè)有過水間隙，污水在間隙中流過，這樣可使污水在整個(gè) 潛流濕地中作上下折流，便于充分發(fā)揮整個(gè)濕地填料的作用以提高處理效果。潛流濕地13的縱深度為7(T80cm，其中上層20cm為土壤層，作為植物的種植層，同時(shí)可以去除部分污染物；下層5(T60cm為處理區(qū)，填料選用青石子，粒徑為f3cm。潛流濕地13中所選用的植物可以為蘆葦、茭草、風(fēng)車草、美人蕉和菖蒲等挺水植物中的一種或幾種的組合。潛流濕地13的出水方式有兩種1)在靠近濕地13末端的池底設(shè)穿孔集水管9，穿孔集水管9的中間部分安裝三通，由三通連接排水管10沿池底穿池壁而出，在排水管10的另一端安裝出口向上的90度彎頭，上接豎直可伸縮管，通過該伸縮管調(diào)節(jié)濕地中的水深；2)直接在池壁的不同高度安裝排水管并安裝球閥，可以通過不同高度球閥的開閉調(diào)節(jié)濕地中的水深。在整個(gè)濕地底部，沿著池長(zhǎng)方向靠池壁設(shè)穿孔集水管9，穿孔集水管9和排水管10相連穿過所有隔板6 (做好防滲)和末端池壁到池外，排水管的末端設(shè)置排出口 15。用球閥控制開閉，在維護(hù)時(shí)打開球閥，排空濕地，正常運(yùn)行時(shí)關(guān)閉球閥。潛流濕地13可以是地上式、半地下式和地下式，采用磚混結(jié)構(gòu)，地面具有2 3%的傾向出水端的坡度。潛流濕地的進(jìn)水端應(yīng)比復(fù)合垂直流排水管14低至少20cm，保證復(fù)合垂直流12的出水能夠順利進(jìn)入潛流濕地13中。污水處理時(shí)，首先，將經(jīng)過預(yù)處理的生活污水引入第一級(jí)復(fù)合垂直流式人工濕地池12中，使其在垂直隔板6 —側(cè)由布水防臭層I進(jìn)入經(jīng)過青石子處理區(qū)2組成的下行流區(qū)，然后通過垂直隔板6下部的通道進(jìn)入垂直隔板6另一側(cè)，即為由粗砂石粉處理區(qū)3和自由水體區(qū)5組成的上行流區(qū)中。自由水體區(qū)5的液面高度低于下行流區(qū)的布水防臭層I。其次，將經(jīng)過復(fù)合垂直流人工濕地池12中處理后的生活污水經(jīng)排水管14排入垂直折流潛流式人工濕地池13中，使生活污水得到進(jìn)一步的處理，然后由垂直折流潛流式人工濕地穿孔集水管9收集，并由排水管1 0排出。
權(quán)利要求1.一種用于污水深度處理的強(qiáng)化式人工濕地裝置，由垂直流濕地池(12)和潛流濕地池(13)兩部分組成，其特征在于 所述垂直流濕地池(12)被垂直隔板(6)分隔成下行流區(qū)和上行流區(qū)，隔板(6)和池底留有過水間隙；所述下行流區(qū)分為上下兩層，上層為布水防臭層(1)，下層為青石子處理區(qū)(2)，其上下層填料均為青石子，上層的青石子粒徑大于下層的青石子粒徑，所述下行流區(qū)中栽種挺水植物(11);所述上行流區(qū)分為三層，下層為青石子處理區(qū)，中層為粗砂石粉處理區(qū)(3)，上層為自由水體區(qū)(5)，在上層與下行流區(qū)布水防臭層(I)底面相持平處設(shè)定液面高度，布置排水管(14 )，排水管(14 )的出水口高于潛流濕地池(13 )上表面，沉水植物(4 )栽種于中層粗砂粉(3)中； 所述潛流濕地池(13)中設(shè)置多個(gè)隔板(6)，將池(13)分割成若干個(gè)下行和上行垂直潛 流區(qū)，所述隔板(6)與池底、池頂部間隔垂直相連，且相鄰隔板(6)的上、下沿與池頂、底部交替留有過水間隙；所述潛流濕地池(13)分為兩層，上層為土壤層，下層為青石子層，上層土壤層中種植挺水植物(11);所述潛流濕地池(13)的池底設(shè)穿孔集水管(9)，穿孔集水管(9)和排水管(10)相連穿過所有隔板(6)和末端池壁延伸到池外。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的強(qiáng)化式人工濕地裝置，其特征在于在所述的垂直流濕地池(12)和潛流濕地池(13)的底部均安裝排空管(8)和支座(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的強(qiáng)化式人工濕地裝置，其特征在于所述挺水植物(11)選自蘆葦、茭草、風(fēng)車草、美人蕉或菖蒲的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的強(qiáng)化式人工濕地裝置，其特征在于所述沉水植物(4)選自輪葉黑藻、狐尾藻、馬來眼子菜、苦草、伊樂藻或沮草中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的強(qiáng)化式人工濕地裝置，其特征在于所述潛流濕地池(13)中穿孔集水管(9)和排水管(10)的中間部分安裝三通，三通連接排水管沿池底穿池壁而出，在排水管(10)的另一端安裝出口向上的90度彎頭，上接豎直可伸縮管。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的強(qiáng)化式人工濕地裝置，其特征在于所述潛流濕地池(13)的不同高度處安裝排水管并安裝球閥。
專利摘要本實(shí)用新型屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于污水深度處理的強(qiáng)化式人工濕地裝置。該強(qiáng)化式人工濕地的裝置由垂直流濕地和潛流濕地兩部分組成，垂直流濕地為復(fù)合垂直流濕地，該濕地被中間隔板均分為上行流區(qū)和下行流區(qū)，污水首先從上至下流經(jīng)下行流區(qū)，然后再通過中間隔板下部的間隙進(jìn)入上行流區(qū)，使污水在下流區(qū)域作上升流運(yùn)動(dòng)。潛流人工濕地采用垂直折流構(gòu)造，即通過多個(gè)隔板將潛流濕地分為若干格，相鄰隔板的上沿和下沿交替設(shè)有過水孔，污水在通過孔中流過，這樣可使污水在整個(gè)潛流濕地中作為上下折流，便于充分發(fā)揮整個(gè)濕地填料的作用以提高處理效果。
文檔編號(hào)C02F3/32GK202766358SQ20122035698
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月23日
發(fā)明者鄭正, 王正芳, 李紀(jì)華, 羅興章, 楊曉英, 聶耳, 楊沫, 史沫, 單穎, 趙永軍, 王曉東, 田壯 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)