組合型人工濕地污水處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于環(huán)?！炯夹g(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種人工濕地污水處理系統(tǒng)。本發(fā)明通過簡單的閥門開閉操作實現(xiàn)水平潛流人工濕地與上行垂直潛流濕地及下行垂直潛流濕地間的相互轉(zhuǎn)換，且在循環(huán)泵的作用下可以實現(xiàn)污水的循環(huán)處理，同時，采用網(wǎng)箱將基質(zhì)分為若干小單元以實現(xiàn)基質(zhì)與濕地植物的靈活組合。與單一類型人工濕地相比，能豐富污染物的去除過程，有效利用各類型人工濕地優(yōu)點，有效提高污染物處理效率，同時延長濕地使用壽命，因而在污水處理方面具有明顯優(yōu)勢?？纱?lián)使用三類人工濕地用以處理同一種污水，可實現(xiàn)三類人工濕地的輪替使用，可通過網(wǎng)箱的使用使不同類型的基質(zhì)與濕地植物得以靈活組合配對使用。
【專利說明】組合型人工濕地污水處理系統(tǒng)
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明屬于環(huán)?！炯夹g(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種組合型人工濕地污水處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]水是生命存在與經(jīng)濟發(fā)展的必要條件，同樣是構(gòu)成人體組織的重要部分，然而人類的活動會使大量的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活廢棄物排入水中，使水體受到污染。全世界每年約有4200多億立方米的污水排入江河湖海，污染了 5.5萬億立方米的淡水，這相當(dāng)于全球徑流總量的14%以上。日趨加劇的水污染，已對人類的生存安全構(gòu)成重大威脅，成為人類健康、經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的重大障礙，因此污水治理是關(guān)系到國計民生的重要問題。 [0003]人工濕地處理系統(tǒng)以其緩沖容量大、處理效果好、工藝簡單、投資省、運行費用低等特點成為近些年污水處理技術(shù)問題上的研究熱點。人工濕地是一個綜合的生態(tài)系統(tǒng)，它應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中的物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理，結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，在促進廢水中污染物質(zhì)良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境再污染，獲得污水處理與資源化的最佳效益。
[0004]目前使用人工濕地處理污水方面主要授權(quán)或公開的專利包括:人工濕地種植木本植物處理污水的方法(199595112488.9 )、人工濕地污水處理裝置(200202134344.6 )、污水的組合人工濕地處理的系統(tǒng)和方法(2 O O 3 O 315 7161.1 )、復(fù)合型濕地自流凈化污染河水方法(200410014927.7 )、丁壩型上向流潛流濕地(200510126150.8 )、沸石與石灰石人工濕地污水處理裝置(200520143198.5)、一種石英砂人工濕地污水處理裝置(200520143199.X)、一種用于污水處理的立體型人工濕地系統(tǒng)(200710164456.1 )、水上型人工濕地及凈水方法(200710053250.1 )、強化復(fù)合填料多級交替人工濕地污水處理工藝及其裝置(200710190227.7)、立體微型人工濕地污水處理裝置(200720082827.7)、單體微型人工濕地污水處理裝置(200720082828.1)、臺階式復(fù)合垂直流人工濕地污水處理裝置(200910198201.6)、一種多層預(yù)埋微生物垂直流人工濕地污水處理裝置(200920195583.2)、一種富營養(yǎng)化水體的景觀型復(fù)合人工濕地處理裝置(201020294164.7)、微納米氣浮垂直潛流式人工濕地污水處理裝置(201020592468.1)、自然曝氣垂直潛流式人工濕地污水處理裝置(201020592643.7)、生化膜自動曝氣垂直潛流式人工濕地污水處理裝置(201020592920.4)、一種太陽能驅(qū)動微動力人工濕地污水處理裝置(201120287217.7)、一種人工濕地污水處理裝置(201110312695.3)、一種低溫連續(xù)運行的人工濕地污水處理裝置(201210004222.1)、人工濕地污水處理裝置(201220397403.0)、農(nóng)村戶用人工濕地污水處理裝置(201320166253.7)、滯留溝式人工濕地污水處理裝置(201320346964.2)等等。但上述技術(shù)和專利集中于單一類型人工濕地改進研究或不同類型人工濕地用于處理污水的組合研究，無法實現(xiàn)同一套設(shè)備在不同類型人工濕地間的轉(zhuǎn)換，也無法以一套系統(tǒng)實現(xiàn)不同類型人工濕地串聯(lián)處理污水，更無法實現(xiàn)人工濕地基質(zhì)與植物的靈活組合與替換。
[0005]因此，建立一種占地面積小，且操作簡單的結(jié)合各類型人工濕地優(yōu)點的人工濕地綜合系統(tǒng)將在污水處理方面具有重要應(yīng)用價值。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目是提供一種組合型人工濕地污水處理系統(tǒng)，在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上通過簡單的閥門開閉操作實現(xiàn)水平潛流人工濕地與上行垂直潛流濕地及下行垂直潛流濕地間的相互轉(zhuǎn)換，且在循環(huán)泵的作用下可以實現(xiàn)污水的循環(huán)處理，同時，采用網(wǎng)箱將基質(zhì)分為若干小單元以實現(xiàn)基質(zhì)與濕地植物的靈活組合。與單一類型人工濕地相比，能豐富污染物的去除過程，有效利用各類型人工濕地優(yōu)點，有效提高污染物處理效率，同時延長濕地使用壽命，因而在污水處理方面具有明顯優(yōu)勢。
[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案:
構(gòu)建一個長4m，寬lm，高0.6m的水槽，人工濕地系統(tǒng)基質(zhì)填充部分長度設(shè)定為3m，在水槽長度的0.5m和3.5m處分別設(shè)兩個ImX0.5m的擋板，隔出兩個長0.5m,寬lm，高0.5m的小室作為人工濕地系統(tǒng)的布水區(qū)與集水區(qū)。
[0009]在布水區(qū)與集水區(qū)的擋板上安裝閥門控制人工濕地水平方向的進排水，在水槽底部安放均勻布有小孔的PPR管，孔面朝上，在人工濕地基質(zhì)上架設(shè)與水槽底部數(shù)量相同，位置一一對應(yīng)的開有小孔的PPR管，孔面朝下。PPR管兩端安裝閥門以控制進排水。同時在基質(zhì)底部，PPR管旁邊放置曝氣管。
[0010]下行垂直潛流濕地的控制:關(guān)閉底部PPR管的進水閥門、擋板上的閥門，上部PPR管的出水閥門，打開上部PPR管的進水閥門、底部PPR管的出水閥門
上行垂直潛流濕地的控制:關(guān)閉上部PPR管的進水閥門、擋板上的閥門，下部PPR管的出水閥門，打開下部PPR管的`進水閥門、上部PPR管的出水閥門
水平潛流濕地的控制:關(guān)閉上部和下部PPR管的進出水閥門，打開擋板上的閥門。
[0011]下行垂直潛流濕地與水平潛流濕地串聯(lián)控制:首先關(guān)閉底部PPR管的進水閥門、擋板上的閥門，上部PPR管的出水閥門，打開上部PPR管的進水閥門、底部PPR管的出水閥門保證系統(tǒng)以下行垂直潛流濕地運轉(zhuǎn)，打開循環(huán)泵開關(guān)及擋板上的閥門，經(jīng)下行垂直潛流濕地處理后的污水被泵入布水小室重新以水平方向進入濕地基質(zhì)。
[0012]上行垂直潛流濕地與水平潛流濕地串聯(lián)控制:首先關(guān)閉上部PPR管的進水閥門、擋板上的閥門，下部PPR管的出水閥門，打開下部PPR管的進水閥門、上部PPR管的出水閥門保證系統(tǒng)以上行垂直潛流濕地運轉(zhuǎn)，打開循環(huán)泵開關(guān)及擋板上的閥門，經(jīng)上行垂直潛流濕地處理后的污水被泵入布水小室重新以水平方向進入濕地基質(zhì)。
[0013]水平潛流濕地的循環(huán)串聯(lián)控制:關(guān)閉上部和下部PPR管的進出水閥門，打開擋板上的閥門及循環(huán)泵，則系統(tǒng)以水平潛流濕地存在，污水在其中進行循環(huán)處理。
[0014]曝氣的控制:打開風(fēng)機，則空氣通過系統(tǒng)底部曝氣管進入基質(zhì)內(nèi)，對其進行充氧。
[0015]不同基質(zhì)與植物的組合:使用5個長寬高分別為0.6m, 0.5m, 0.6m的網(wǎng)箱對系統(tǒng)主體水槽進行分割，基質(zhì)與植物可置于網(wǎng)箱之中，從而實現(xiàn)系統(tǒng)主體中不同類型基質(zhì)與植物的靈活組合與替換。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于:
I本發(fā)明將上行流人工濕地、下行流人工濕地、水平潛流人工濕地三類人工濕地結(jié)合在同一個系統(tǒng)中，可根據(jù)污水特點靈活改變所需要的人工濕地類型；
2本發(fā)明可串聯(lián)使用三類人工濕地用以處理同一種污水或使污水被循環(huán)處理以達到更好的處理效率；
3本發(fā)明可通過三類人工濕地的輪替使用達到污染物在基質(zhì)中的均勻分布，避免局部堵塞的發(fā)生，以延長人工濕地的壽命。
[0017]4本發(fā)明可通過網(wǎng)箱的使用使不同類型的基質(zhì)與濕地植物得以靈活組合配對使用，更方便與更換。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]附圖為組合型人工濕地污水處理系統(tǒng)示意圖
圖中1.總水箱，2.低渾濁度污水箱，3.污水進水管，4.高渾濁度污水箱，5.高渾濁度污水出水口，6.低渾濁度污水出水口，7.高渾濁度污水進水閥門，8.曝氣風(fēng)機，9.循環(huán)水路出水口，10.上行流入水控制閥門，11.多維度水平潛流入水控制閥門，12.下行流入水控制閥門，13.低渾濁度污水進水閥門，14.人工濕地布水小室，15.布水小室污水進水口，16.曝氣管，17.上行流布水管兼下行流出水管，18.下行流布水管兼上行流出水管，19.人工濕地集水小室，20.下行流出水控制閥門，21.人工濕地集水小室出口，22.循環(huán)水路入水口，23.多維度水平潛流出水控制閥門，24.上行流出水控制閥門，25.循環(huán)泵，26.基質(zhì)網(wǎng)箱。
[0019]附圖中箭頭為組合型人工濕地污水處理系統(tǒng)中污水流向示意:箭頭A為總水箱至布水水箱的水路流向，箭頭B為循環(huán)水路流向，箭頭C為系統(tǒng)為下行垂直潛流濕地時的水流方向，箭頭D為系統(tǒng)為水平潛流濕地時的水流方向，箭頭E為系統(tǒng)為上行垂直潛流濕地時的水流方向，箭頭F為曝氣時氣流方向。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明【具體實施方式】進一步說明:
組合型人工濕地污水處理系統(tǒng)由總水箱1、低渾濁度污水箱2、污水進水管3、高渾濁度污水箱4、高渾濁度污水出水口 5低渾濁度污水出水口 6、高渾濁度污水進水閥門7、曝氣風(fēng)機8、循環(huán)水路出水口 9、上行流入水控制閥門10、多維度水平潛流入水控制閥門11、下行流入水控制閥門12低渾濁度污水進水閥門13、人工濕地布水小室14、布水小室污水進水口 15、曝氣管16、上行流布水管兼下行流出水管17、下行流布水管兼上行流出水管18、人工濕地集水小室19、下行流出水控制閥門20、人工濕地集水小室出口 21、循環(huán)水路入水口22、多維度水平潛流出水控制閥門23、上行流出水控制閥門24、循環(huán)泵25及基質(zhì)網(wǎng)箱26構(gòu)成。
[0021]總水箱1為長寬高分別為2m，1.5m, lm,水箱采用IOmm厚PPR板材焊接制作，頂部預(yù)留檢查孔。在短邊側(cè)頂部開直徑為2.5cm的小孔鏈接進水管。在長邊側(cè)面底部開直徑為2.5cm的小孔，焊接六分PPR管連接功率為55— 105w，揚程為3 — 6m的循環(huán)泵，后接入3高渾濁度污水箱。高渾濁度污水箱3和低渾濁度污水箱2為一個外箱長寬高為0.9m, 0.9m,
0.9m,內(nèi)箱長寬高為0.2m, 0.2m, 0.4m的PPR回型水箱，水箱采用IOmm厚PPR板材焊接制作，外箱為低渾濁度污水箱2，內(nèi)箱為高渾濁度污水箱3，高渾濁度污水箱3底部開兩個直徑為2.5cm的小孔，一個孔一端接六分PPR管至總水箱1，另一端接六分PPR管熱熔而成的污水進水管3,另一孔為高濃度污水出水口 5。外箱為低渾濁度污水箱2,底部開一個直徑為
2.5cm的小孔,為低渾濁度污水出水口 6。高濃度污水出水口 5和低濃度污水出水口 6通過球形閥高渾濁度污水進水閥門7和低渾濁度污水進水閥門13控制，可分別由球形閥下行流入水控制閥門12和六分PPR管熱熔而成的布水小室污水進水管口 15，進入由長寬為lm，
0.5m的PPR擋板隔開的長寬高分別為0.5m, lm, 0.5m的人工濕地布水小室14和下行流布水管兼上行流出水管18。PPR擋板以長0.2m,寬0.1m的間隔設(shè)25個點，每個點安裝球形閥，即為多維度水平潛流入水控制閥門11，PPR擋板底部一排5個球形閥為上行流入水控制閥門10。下行流布水管兼上行流出水管18為五根長3m的PPR六分管，其上每隔3mm開一孔徑為5_的小孔，管的兩端分別通過熱熔連入下行流入水控制閥門12和上行流出水控制閥門24。上行流布水管兼下行流出水管17為五根長3m的PPR六分管，其上每隔3mm開一孔徑為5mm的小孔，管的兩端分別通過熱熔連入上行流入水控制閥門10和下行流出水控制閥門20。系統(tǒng)主體水槽末端同樣以長寬為lm，0.5m的PPR擋板隔出長寬高分別為0.5m, lm,
0.5m的人工濕地集水小室19，PPR擋板以長0.2m，寬0.1m的間隔設(shè)25個點，每個點安裝球形閥，即為多維度水平潛流出水控制閥門23，PPR擋板底部一排5個球形閥為下行流出水控制閥門20。人工濕地集水小室19 一端開孔徑為2.5cm的小孔，熱熔接入六分管，即為人工濕地集水小室出口 21。
[0022]五個長寬高分別為0.6m,0.5m,0.5m的鋁合金材質(zhì)網(wǎng)箱可排成一列置于系統(tǒng)主體水槽中，為基質(zhì)網(wǎng)箱26。其中四角長5cm，四個起重點為5cm。
[0023]系統(tǒng)主體水槽側(cè)面安裝功率為370?的曝氣風(fēng)機8，曝氣風(fēng)機8接五根曝氣管16，置于水槽底部，上 行流布水管兼下行流出水管17旁邊。
[0024]人工濕地布水小室14放入由I寸PPR管熱熔成的L型管，為循環(huán)水路出水口 9，一寸PPR管沿系統(tǒng)主體水槽邊固定，接入功率為205—320w，揚程為6 — 15m的循環(huán)泵25，循環(huán)泵25另一端接入置于人工濕地集水小室19的由I寸PPR管熱熔成的L型管，即為循環(huán)水路入水口 22。
[0025]污水從總水箱I經(jīng)污水進水管3進入到高渾濁度污水箱4中，污水充滿高渾濁度污水箱4后，上清液溢入低渾濁度污水箱2中，高渾濁度污水及低渾濁度污水可經(jīng)由高渾濁度污水出水口 5與低渾濁度污水出水口 6排出?？筛鶕?jù)處理需要對低渾濁度污水進水閥門13和高渾濁度污水進水閥門7進行選擇性的打開閉合，以決定進入處理系統(tǒng)的污水渾濁度聞低。
[0026]系統(tǒng)的水槽主體填充5個基質(zhì)網(wǎng)箱26，不同類型的基質(zhì)與植物可填充其中，實現(xiàn)同一系統(tǒng)中不同類型基質(zhì)與植物的靈活組合，同時小規(guī)模的網(wǎng)箱便于基質(zhì)與植物的更換與填充。
[0027]打開下行流入水控制閥門12，關(guān)閉水平潛流控制閥門11和上行流入水控制閥門10，污水通過下行流布水管18由上至下進入系統(tǒng)中，由上行流布水管兼下行流集水管17收集，由下行流出水控制閥門20排入人工濕地集水小室19，經(jīng)出水口 21排出。此時人工濕地運行方式為下行垂直潛流人工濕地。
[0028]打開水平潛流控制閥門11，關(guān)閉下行流入水控制閥門12和上行流入水控制閥門10，污水先進入人工濕地入口布水小室14，后通過水平潛流控制閥門11進入處理系統(tǒng)中，水平潛流控制閥門11可調(diào)節(jié)污水以水平潛流方式進入系統(tǒng)的入水口位置，污水通過人工濕地主體凈化后經(jīng)由水平潛流出水控制閥門23排入人工濕地集水小室19中，經(jīng)出水口 21排出。此時人工濕地運行方式為水平潛流人工濕地。
[0029]打開上行流入水控制閥門10，關(guān)閉下行流入水控制閥門12和水平潛流控制閥門11，污水先進入人工濕地入口布水小室14,后通過上行流入水控制閥門10進入處理系統(tǒng)中，經(jīng)人工濕地主體凈化后由下行流布水管兼上行流集水管18收集，由上行流出水控制閥門24排入人工濕地集水小室19，經(jīng)出水口 21排出。此時人工濕地運行方式為上行垂直潛流人工濕地。
[0030]打開循環(huán)泵25，經(jīng)過處理系統(tǒng)后集中在人工濕地集水小室19的水被重新泵入人工濕地入口布水小室14中，可以以水平潛流方式或上行垂直潛流方式被處理系統(tǒng)重復(fù)循環(huán)處理。
[0031]打開風(fēng)機8，可通過曝氣管16對正在運轉(zhuǎn)或停止運轉(zhuǎn)的處理系統(tǒng)進行曝氣，以提高處理效率，預(yù)防機制堵 塞。
【權(quán)利要求】
1.一種組合型人工濕地污水處理系統(tǒng)，其特征是:由總水箱(1)、低渾濁度污水箱(2)、污水進水管(3)、高渾濁度污水箱(4)、高渾濁度污水出水口(5)低渾濁度污水出水口(6)、高渾濁度污水進水閥門(7)、曝氣風(fēng)機(8)、循環(huán)水路出水口(9)、上行流入水控制閥門(10)、多維度水平潛流入水控制閥門(11)、下行流入水控制閥門(12)低渾濁度污水進水閥門(13)、人工濕地布水小室(14)、布水小室污水進水口(15)、曝氣管(16)、上行流布水管兼下行流出水管(17)、下行流布水管兼上行流出水管(18)、人工濕地集水小室(19)、下行流出水控制閥門(20 )、人工濕地集水小室出口( 21)、循環(huán)水路入水口( 22 )、多維度水平潛流出水控制閥門(23)、上行流出水控制閥門(24)、循環(huán)泵(25)及基質(zhì)網(wǎng)箱(26)構(gòu)成，總水箱(1)頂部預(yù)留檢查孔，在短邊側(cè)頂部開小孔鏈接進水管，在長邊側(cè)面底部開小孔，焊接PPR管連接循環(huán)泵，后接入高渾濁度污水箱(3)，外箱為低渾濁度污水箱(2)，內(nèi)箱為高渾濁度污水箱(3)，外箱和內(nèi)箱組成回型水箱，高渾濁度污水箱(3)底部開兩個小孔，一個孔一端接六分PPR管至總水箱(1)，另一端接六分PPR管熱熔而成的污水進水管(3)，另一孔為高濃度污水出水口(5)，外箱為低渾濁度污水箱(2)，底部開一個小孔，為低渾濁度污水出水口( 6 ),高濃度污水出水口( 5 )和低濃度污水出水口( 6 )通過球形閥高渾濁度污水進水閥門(7)和低渾濁度污水進水閥門(13)控制，分別由球形閥下行流入水控制閥門(12)和六分PPR管熱熔而成的布水小室污水進水管口(15)，進入由PPR擋板隔開的人工濕地布水小室(14)和下行流布水管兼上行流出水管(18)，PPR擋板以長0.2m,寬0.1m的間隔設(shè)25個點，每個點安裝球形閥，即為多維度水平潛流入水控制閥門(11)，PPR擋板底部一排5個球形閥為上行流入水控制閥門(10)，下行流布水管兼上行流出水管(18)為五根長3m的PPR六分管，其上每隔3mm開一小孔，管的兩端分別通過熱熔連入下行流入水控制閥門(12)和上行流出水控制閥門(24)，上行流布水管兼下行流出水管(17)為五根PPR六分管，其上每隔3mm開一小孔，管的兩端分別通過熱熔連入上行流入水控制閥門(10)和下行流出水控制閥門(20)，系統(tǒng)主體水槽末端同樣以PPR擋板隔出人工濕地集水小室(19)，PPR擋板以長0.2m,寬0.1m的間隔設(shè)25個點，每個點安裝球形閥，即為多維度水平潛流出水控制閥門(23)，PPR擋板底部一排5個球形閥為下行流出水控制閥門(20)，人工濕地集水小室(19) 一端開小孔，熱熔接入六分管，即為 人 工濕地集水小室出口(21)，五個長寬高分別為0.6m,0.5m,，0.5m的鋁合金材質(zhì)網(wǎng)箱可排成一列置于系統(tǒng)主體水槽中，為基質(zhì)網(wǎng)箱(26)，系統(tǒng)主體水槽側(cè)面安裝功率為370?的曝氣風(fēng)機(8 )，曝氣風(fēng)機(8 )接五根曝氣管(16 )，置于水槽底部，上行流布水管兼下行流出水管(17)旁邊，人工濕地布水小室(14)放入由I寸PPR管熱熔成的L型管，為循環(huán)水路出水口(9)，一寸PPR管沿系統(tǒng)主體水槽邊固定，接入循環(huán)泵(25)，循環(huán)泵(25)另一端接入置于人工濕地集水小室(19)的由I寸PPR管熱熔成的L型管，即為循環(huán)水路入水口(22)。
【文檔編號】C02F3/32GK103755032SQ201410013794
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】呂銘志, 楊萌堯, 何春光, 盛連喜, 邊紅楓, 王忠強 申請人:東北師范大學(xué)