一種應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)，它涉及一種應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的濕地系統(tǒng)。本發(fā)明要解決現(xiàn)有寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)人工濕地?zé)o法全年運(yùn)行，運(yùn)行成本高，管理復(fù)雜，水中溶解氧低，處理效果不佳的技術(shù)問題。本發(fā)明由槽體、進(jìn)水管、出水管、布水管、集水管、曝氣管、太陽(yáng)能板供電裝置和擋水板組成；擋水板設(shè)置在冰凍線以下并將槽體分割成上下兩層，穿孔曝氣管設(shè)置在槽體的下層底部，穿孔曝氣管與空氣泵的出氣口連通，空氣泵的電源輸入端與太陽(yáng)能板供電裝置連接。本發(fā)明可以在寒冷小城鎮(zhèn)全年運(yùn)行，冰封期運(yùn)行出水水質(zhì)符合國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行成本低，操作簡(jiǎn)單。本發(fā)明應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。
【專利說明】—種應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的濕地系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前我國(guó)眾多小城鎮(zhèn)都缺乏必要的污水處理系統(tǒng)，由于小城鎮(zhèn)以及農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施比較落后，很多地方存在排水管道建設(shè)不建全，由家畜、水產(chǎn)養(yǎng)殖和農(nóng)藥形成的污水直接排入河湖水體，已成為重要的污染源。而小城鎮(zhèn)污水一方面存在水質(zhì)水量變化波動(dòng)大，污染物濃度較低等特點(diǎn)；另一方面要求處理系統(tǒng)投資運(yùn)行成本低，運(yùn)行控制簡(jiǎn)單，因此利用現(xiàn)有大型污水處理廠成熟工藝(要求水質(zhì)水量穩(wěn)定，投資運(yùn)行成本高，控制復(fù)雜)無(wú)法解決小城鎮(zhèn)污水處理問題。寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)還要求在冬季冰封期可以正常運(yùn)行，并保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。
[0003]現(xiàn)有污水處理工藝中的人工濕地系統(tǒng)是解決小城鎮(zhèn)污水處理問題的最好工藝選擇之一，但是寒冷地區(qū)人工濕地的全年運(yùn)行則是一個(gè)亟待解決問題。
[0004](I)現(xiàn)有人工濕地在寒冷地區(qū)冬季尤其是冰封期均無(wú)法運(yùn)行，即使采取一定的保暖措施也無(wú)法全年運(yùn)行。現(xiàn)有的寒冷地區(qū)人工濕地工程中主要利用大棚來(lái)提供保暖措施，但在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，這種保暖措施只能延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間1-2個(gè)月。不加保暖措施的寒冷地區(qū)人工濕地每年運(yùn)行時(shí)間在6-8個(gè)月，而采取保暖措施的人工濕地運(yùn)行時(shí)間則為8-10個(gè)月，仍無(wú)法全年運(yùn)行。在全年最為寒冷的2個(gè)月左右，保暖措施仍無(wú)法使人工濕地不被冰封，若采取加熱或增加保溫層等措施，則投資運(yùn)行費(fèi)用就會(huì)大大提高。
[0005](2)現(xiàn)有人工濕地的低溫強(qiáng)化措施既增加運(yùn)行成本，又使運(yùn)行管理復(fù)雜化。不利于在小城鎮(zhèn)推廣。
[0006](3)現(xiàn)有人工濕地在低溫運(yùn)行期間，由于水中溶解氧的降低，處理效果不理想，甚至過低的溶解氧使留在基質(zhì)層的植物根系發(fā)生爛根，污水變臭，進(jìn)一步污染水質(zhì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是要解決現(xiàn)有寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)人工濕地?zé)o法全年運(yùn)行，并且低溫強(qiáng)化措施既增加運(yùn)行成本，又使運(yùn)行管理復(fù)雜化，現(xiàn)有人工濕地在低溫運(yùn)行期間，由于水中溶解氧的降低，處理效果不理想的技術(shù)問題，從而提供一種應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明的一種應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)由矩形的槽體(16)、進(jìn)水管(I)、出水管(2)、上層穿孔布水管(3)、下層穿孔布水管(4)、上層穿孔集水管(5)、下層穿孔集水管(6)、多組穿孔曝氣管(7)、上層布水閥(8)、下層布水閥(9)、挺水植物(10)、上層基質(zhì)(11)、下層基質(zhì)(12)、空氣泵(13)、太陽(yáng)能板供電裝置(14)和擋水板(15)組成；
[0009]本發(fā)明的應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)的外層是一個(gè)矩形的槽體(16)，擋水板(15)設(shè)置在冰凍線以下并將矩形的槽體(16)分割成上下兩層，在矩形的槽體(16)的兩端分別設(shè)置進(jìn)水管(I)和出水管(2)，進(jìn)水管(I)分別與設(shè)置在矩形的槽體(16)上層底部的上層穿孔布水管(3)和矩形的槽體(16)下層底部的下層穿孔布水管(4)相連通，在進(jìn)水管(I)與上層穿孔布水管(3)和下層穿孔布水管(4)相連通的管道處分別設(shè)置上層布水閥(8)和下層布水閥(9)，出水管(2)分別與設(shè)置在矩形的槽體(16)上層底部的上層穿孔集水管(5)和設(shè)置在矩形的槽體(16)下層底部的下層穿孔集水管(6)相連通，上層基質(zhì)(11)和下層基質(zhì)(12)分別填充在矩形的槽體(16)的上層和下層中，挺水植物(10)種植在矩形的槽體(16)的上層表面，多組穿孔曝氣管(7)設(shè)置在矩形的槽體(16)的下層底部，多組穿孔曝氣管(7)與空氣泵(13)的出氣口連通，空氣泵(13)的電源輸入端與太陽(yáng)能板供電裝置(14)連接，太陽(yáng)能板供電裝置(14)安裝在矩形的槽體(16)之外且陽(yáng)光能充分照射的地方；所述的多組穿孔曝氣管(7)的長(zhǎng)度大于矩形的槽體(16)長(zhǎng)度的4/5并且小于矩形的槽體(16)的長(zhǎng)度；所述的空氣泵(13)的充氣流量為lL/min?2L/min。
[0010]冰凍線是地面以下凍結(jié)水與非凍結(jié)水的分界線。
[0011]本發(fā)明的工作原理:
[0012]本發(fā)明的擋水板(15)使得矩形的槽體(16)的上下兩層之間的水不互相流通，本發(fā)明分為冰封期和非冰封期兩種運(yùn)行方式，非冰封期使用矩形的槽體(16)上層的人工濕地系統(tǒng)，開啟上層布水閥(8)，同時(shí)關(guān)閉下層布水閥(9)，由進(jìn)水管(I)進(jìn)水，通過上層的穿孔布水管(3)均勻進(jìn)入系統(tǒng)，利用上層基質(zhì)(11)、微生物和挺水植物(10)凈化污水，污水流經(jīng)上層系統(tǒng)后經(jīng)由穿孔集水管(5)從出水管(2)出水。冰封期使用矩形的槽體(16)下層系統(tǒng)，下層系統(tǒng)在冰凍線以下，開啟下層布水閥(9)，同時(shí)關(guān)閉上層布水閥(8)，由進(jìn)水管
(I)進(jìn)水，在下層的穿孔布水管(4)均勻進(jìn)入系統(tǒng)，利用下層基質(zhì)(12)和微生物凈化污水，污水流經(jīng)下層系統(tǒng)后經(jīng)由下層穿孔集水管(6)從出水管(2)出水。下層的多組穿孔曝氣管
(7)在有太陽(yáng)光照射時(shí)曝氣，無(wú)陽(yáng)光時(shí)休息，無(wú)需人為控制。下層的曝氣系統(tǒng)的作用是為下層基質(zhì)層間歇充氧，使下層處于好氧一缺氧的循環(huán)，一方面可以提高系統(tǒng)對(duì)污水的處理效果，另一方面也可以防止由于長(zhǎng)期厭氧而導(dǎo)致的污水發(fā)臭問題，太陽(yáng)能板供電裝置(14)能夠?yàn)榭諝獗?13)提供電能。
[0013]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0014]本發(fā)明的應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)可以在寒冷地區(qū)全年運(yùn)行，冰封期運(yùn)行出水水質(zhì)符合國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)；
[0015]本發(fā)明的曝氣系統(tǒng)為太陽(yáng)能供能，即有日照時(shí)自動(dòng)開始曝氣，無(wú)日照(夜晚或陰天時(shí))自動(dòng)停止曝氣，運(yùn)行成本低，節(jié)省能源，省去了人為管理的復(fù)雜性，一方面可以在不增加能耗的基礎(chǔ)上給人工濕地系統(tǒng)充氧，另一方面可以再實(shí)際運(yùn)行中利用自然陽(yáng)光照射的變化來(lái)自動(dòng)控制曝氣時(shí)間，運(yùn)行控制簡(jiǎn)單；本發(fā)明的曝氣系統(tǒng)的作用是在不增加系統(tǒng)能耗的同時(shí)為冰封期基質(zhì)層間歇充氧，使冰封期基質(zhì)層內(nèi)形成好氧一缺氧一好氧循環(huán)，提高污水處理效果，防止由長(zhǎng)時(shí)間厭氧導(dǎo)致的污水變臭，使充氧效果不留死角。
[0016]本發(fā)明的系統(tǒng)非冰封期對(duì)COD去除率保持在90%以上，氨氮的去除率在80%以上，總磷的去除率在80%以上；冰封期對(duì)COD去除率在80%以上，氨氮的去除率在90%以上，總磷的去除率在80%以上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)的主視圖，其中I是進(jìn)水管、2是出水管、3是上層穿孔布水管、4是下層穿孔布水管、5是上層穿孔集水管、6是下層穿孔集水管、7是多組穿孔曝氣管、8是上層布水閥、9是下層布水閥、10是挺水植物、11是上層基質(zhì)、12是下層基質(zhì)、13是空氣泵、14是太陽(yáng)能板供電裝置、15是擋水板、16是矩形的槽體；
[0018]圖2是圖1的a-a剖視圖，其中I是進(jìn)水管、3是上層穿孔布水管、4是下層穿孔布水管、7是多組穿孔曝氣管、8是上層布水閥、9是下層布水閥、10是挺水植物、11是上層基質(zhì)、12是下層基質(zhì)、15是擋水板、16是矩形的槽體。

【具體實(shí)施方式】
[0019]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合附圖1和2，本實(shí)施方式的應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)由矩形的槽體(16)、進(jìn)水管(I)、出水管(2)、上層穿孔布水管
(3)、下層穿孔布水管(4)、上層穿孔集水管(5)、下層穿孔集水管(6)、多組穿孔曝氣管(7)、上層布水閥(8)、下層布水閥(9)、挺水植物(10)、上層基質(zhì)(11)、下層基質(zhì)(12)、空氣泵(13)、太陽(yáng)能板供電裝置(14)和擋水板(15)組成；
[0020]本實(shí)施方式的應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)的外層是一個(gè)矩形的槽體(16)，擋水板(15)設(shè)置在冰凍線以下并將矩形的槽體(16)分割成上下兩層，在矩形的槽體(16)的兩端分別設(shè)置進(jìn)水管(I)和出水管(2)，進(jìn)水管(I)分別與設(shè)置在矩形的槽體(16)上層底部的上層穿孔布水管(3)和矩形的槽體(16)下層底部的下層穿孔布水管(4)相連通，在進(jìn)水管(I)與上層穿孔布水管(3)和下層穿孔布水管(4)相連通的管道處分別設(shè)置上層布水閥(8)和下層布水閥(9)，出水管(2)分別與設(shè)置在矩形的槽體(16)上層底部的上層穿孔集水管(5)和設(shè)置在矩形的槽體(16)下層底部的下層穿孔集水管(6)相連通，上層基質(zhì)(11)和下層基質(zhì)(12)分別填充在矩形的槽體(16)的上層和下層中，挺水植物(10)種植在矩形的槽體(16)的上層表面，多組穿孔曝氣管(7)設(shè)置在矩形的槽體(16)的下層底部，多組穿孔曝氣管(7)與空氣泵(13)的出氣口連通，空氣泵
(13)的電源輸入端與太陽(yáng)能板供電裝置(14)連接，太陽(yáng)能板供電裝置(14)安裝在矩形的槽體(16)之外且陽(yáng)光能充分照射的地方；所述的多組穿孔曝氣管(7)的長(zhǎng)度大于矩形的槽體(16)長(zhǎng)度的4/5并且小于矩形的槽體(16)的長(zhǎng)度；所述的空氣泵(13)的充氣流量為lL/min ?2L/min。
[0021 ] 冰凍線是地面以下凍結(jié)水與非凍結(jié)水的分界線。
[0022]本實(shí)施方式的工作原理:
[0023]本實(shí)施方式的擋水板(15)使得矩形的槽體(16)的上下兩層之間的水不互相流通，本實(shí)施方式分為冰封期和非冰封期兩種運(yùn)行方式，非冰封期使用矩形的槽體(16)上層的人工濕地系統(tǒng)，開啟上層布水閥(8)，同時(shí)關(guān)閉下層布水閥(9)，由進(jìn)水管(I)進(jìn)水，通過上層的穿孔布水管(3)均勻進(jìn)入系統(tǒng)，利用上層基質(zhì)(11)、微生物和挺水植物(10)凈化污水，污水流經(jīng)上層系統(tǒng)后經(jīng)由穿孔集水管(5)從出水管(2)出水。冰封期使用矩形的槽體(16)下層系統(tǒng)，下層系統(tǒng)在冰凍線以下，開啟下層布水閥(9)，同時(shí)關(guān)閉上層布水閥(8)，由進(jìn)水管(I)進(jìn)水，在下層的穿孔布水管(4)均勻進(jìn)入系統(tǒng)，利用下層基質(zhì)(12)和微生物凈化污水，污水流經(jīng)下層系統(tǒng)后經(jīng)由下層穿孔集水管(6)從出水管(2)出水。下層的多組穿孔曝氣管(7)在有太陽(yáng)光照射時(shí)曝氣，無(wú)陽(yáng)光時(shí)休息，無(wú)需人為控制。下層的曝氣系統(tǒng)的作用是為下層基質(zhì)層間歇充氧，使下層處于好氧一缺氧的循環(huán)，一方面可以提高系統(tǒng)對(duì)污水的處理效果，另一方面也可以防止由于長(zhǎng)期厭氧而導(dǎo)致的污水發(fā)臭問題，太陽(yáng)能板供電裝置(14)能夠?yàn)榭諝獗?13)提供電能。
[0024]本實(shí)施方式具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0025]本實(shí)施方式的應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)可以在寒冷地區(qū)全年運(yùn)行，冰封期運(yùn)行出水水質(zhì)符合國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)；
[0026]本實(shí)施方式的曝氣系統(tǒng)為太陽(yáng)能供能，即有日照時(shí)自動(dòng)開始曝氣，無(wú)日照(夜晚或陰天時(shí))自動(dòng)停止曝氣，運(yùn)行成本低，節(jié)省能源，省去了人為管理的復(fù)雜性，一方面可以在不增加能耗的基礎(chǔ)上給人工濕地系統(tǒng)充氧，另一方面可以再實(shí)際運(yùn)行中利用自然陽(yáng)光照射的變化來(lái)自動(dòng)控制曝氣時(shí)間，運(yùn)行控制簡(jiǎn)單；本發(fā)明的曝氣系統(tǒng)的作用是在不增加系統(tǒng)能耗的同時(shí)為冰封期基質(zhì)層間歇充氧，使冰封期基質(zhì)層內(nèi)形成好氧一缺氧一好氧循環(huán)，提高污水處理效果，防止由長(zhǎng)時(shí)間厭氧導(dǎo)致的污水變臭，使充氧效果不留死角。
[0027]本實(shí)施方式的系統(tǒng)非冰封期對(duì)COD去除率保持在90%以上，氨氮的去除率在80%以上，總磷的去除率在80%以上；冰封期對(duì)COD去除率在80%以上，氨氮的去除率在90%以上，總磷的去除率在80%以上。
[0028]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一的不同點(diǎn)是:矩形的槽體(16)上層填充上層基質(zhì)(11)的孔隙率為59.97%。其他與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0029]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二之一不同的是:矩形的槽體
(16)下層填充下層基質(zhì)(12)的孔隙率為65.67%。其它與【具體實(shí)施方式】一或二之一相同。
[0030]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是:所述的挺水植物(10)為菖蒲、蘆竹、美人蕉、水蔥或蘆葦中的一種。其它與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。
[0031]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一不同的是:所述的上層基質(zhì)(11)為礫石、頁(yè)巖、爐渣或火山巖中的一種。其它與【具體實(shí)施方式】一至四之一相同。
[0032]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至五之一不同的是:所述的下層基質(zhì)(12)為碌石、頁(yè)巖、爐洛或火山巖中的一種。其它與【具體實(shí)施方式】一至五之一相同。
[0033]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至六之一不同的是:所述的上層基質(zhì)(11)的粒徑為0.05mm?0.25_。其它與【具體實(shí)施方式】一至六之一相同。
[0034]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至七之一不同的是:所述的下層基質(zhì)(12)的粒徑為0.5mm?1_。其它與【具體實(shí)施方式】一至七之一相同。
[0035]【具體實(shí)施方式】九:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至八之一不同的是:所述的擋水板(15)的材質(zhì)為混凝土。其它與【具體實(shí)施方式】一至八之一相同。
[0036]【具體實(shí)施方式】十:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至九之一不同的是:所述的穿孔曝氣管(7)的孔徑為0.5mm?1mm。其它與【具體實(shí)施方式】一至九之一相同。
[0037]通過以下試驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果:
[0038]試驗(yàn)一:結(jié)合附圖1和2，本試驗(yàn)為應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)由矩形的槽體(16)、進(jìn)水管(I)、出水管(2)、上層穿孔布水管(3)、下層穿孔布水管(4)、上層穿孔集水管(5)、下層穿孔集水管￠)、多組穿孔曝氣管(7)、上層布水閥
(8)、下層布水閥(9)、挺水植物(10)、上層基質(zhì)(11)、下層基質(zhì)(12)、空氣泵(13)、太陽(yáng)能板供電裝置(14)和擋水板(15)組成；
[0039]本試驗(yàn)的所述的應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)的外層是一個(gè)矩形的槽體(16)，擋水板(15)設(shè)置在冰凍線以下并將矩形的槽體(16)分割成上下兩層，在矩形的槽體(16)的兩端分別設(shè)置進(jìn)水管(I)和出水管(2)，進(jìn)水管(I)分別與設(shè)置在矩形的槽體(16)上層底部的上層穿孔布水管(3)和矩形的槽體(16)下層底部的下層穿孔布水管(4)相連通，在進(jìn)水管(I)與上層穿孔布水管(3)和下層穿孔布水管(4)相連通的管道處分別設(shè)置上層布水閥(8)和下層布水閥(9)，出水管(2)分別與設(shè)置在矩形的槽體(16)上層底部的上層穿孔集水管(5)和設(shè)置在矩形的槽體(16)下層底部的下層穿孔集水管(6)相連通，上層基質(zhì)(11)和下層基質(zhì)(12)分別填充在矩形的槽體(16)的上層和下層中，挺水植物(10)種植在矩形的槽體(16)的上層表面，多組穿孔曝氣管(7)設(shè)置在矩形的槽體(16)的下層底部，多組穿孔曝氣管(7)與空氣泵(13)的出氣口連通，空氣泵
(13)的電源輸入端與太陽(yáng)能板供電裝置(14)連接，太陽(yáng)能板供電裝置(14)安裝在矩形的槽體(16)之外且陽(yáng)光能充分照射的地方；所述的多組穿孔曝氣管(7)的長(zhǎng)度為矩形的槽體
(16)長(zhǎng)度的9/10 ;所述的空氣泵(13)的充氣流量為1.5L/min ;矩形的槽體(16)上層填充上層基質(zhì)(11)的孔隙率為59.97%;矩形的槽體(16)下層填充下層基質(zhì)(12)的孔隙率為65.67% ;所述的挺水植物(10)為菖蒲；所述的上層基質(zhì)(11)為火山巖；所述的下層基質(zhì)
(12)為火山巖；所述的上層基質(zhì)(11)的粒徑為0.05mm?0.25mm ;所述的下層基質(zhì)(12)的粒徑為0.5mm?Imm ;所述的擋水板(15)的材質(zhì)為混凝土 ；所述的穿孔曝氣管(7)的孔徑為 0.5mm ?Imnin
[0040]冰凍線是地面以下凍結(jié)水與非凍結(jié)水的分界線。
[0041]本試驗(yàn)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0042]本試驗(yàn)的應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)可以在寒冷地區(qū)全年運(yùn)行，冰封期運(yùn)行出水水質(zhì)符合國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)；
[0043]本試驗(yàn)的曝氣系統(tǒng)為太陽(yáng)能供能，即有日照時(shí)自動(dòng)開始曝氣，無(wú)日照(夜晚或陰天時(shí))自動(dòng)停止曝氣，運(yùn)行成本低，節(jié)省能源，省去了人為管理的復(fù)雜性，一方面可以在不增加能耗的基礎(chǔ)上給人工濕地系統(tǒng)充氧，另一方面可以再實(shí)際運(yùn)行中利用自然陽(yáng)光照射的變化來(lái)自動(dòng)控制曝氣時(shí)間，運(yùn)行控制簡(jiǎn)單；本試驗(yàn)的曝氣系統(tǒng)的作用是在不增加系統(tǒng)能耗的同時(shí)為冰封期基質(zhì)層間歇充氧，使冰封期基質(zhì)層內(nèi)形成好氧一缺氧一好氧循環(huán)，提高污水處理效果，防止由長(zhǎng)時(shí)間厭氧導(dǎo)致的污水變臭，使充氧效果不留死角。
[0044]本試驗(yàn)的系統(tǒng)非冰封期對(duì)COD去除率保持在90%以上，氨氮的去除率在80%以上，總磷的去除率在80%以上；冰封期對(duì)COD去除率在80%以上，氨氮的去除率在90%以上，總磷的去除率在80%以上。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)，其特征在于應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)由矩形的槽體(16)、進(jìn)水管(I)、出水管(2)、上層穿孔布水管(3)、下層穿孔布水管(4)、上層穿孔集水管(5)、下層穿孔集水管￠)、多組穿孔曝氣管(7)、上層布水閥(8)、下層布水閥(9)、挺水植物(10)、上層基質(zhì)(11)、下層基質(zhì)(12)、空氣泵(13)、太陽(yáng)能板供電裝置(14)和擋水板(15)組成； 所述的應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)的外層是一個(gè)矩形的槽體(16)，擋水板(15)設(shè)置在冰凍線以下并將矩形的槽體(16)分割成上下兩層，在矩形的槽體(16)的兩端分別設(shè)置進(jìn)水管(I)和出水管(2)，進(jìn)水管(I)分別與設(shè)置在矩形的槽體(16)上層底部的上層穿孔布水管(3)和矩形的槽體(16)下層底部的下層穿孔布水管(4)相連通，在進(jìn)水管(I)與上層穿孔布水管(3)和下層穿孔布水管(4)相連通的管道處分別設(shè)置上層布水閥(8)和下層布水閥(9)，出水管(2)分別與設(shè)置在矩形的槽體(16)上層底部的上層穿孔集水管(5)和設(shè)置在矩形的槽體(16)下層底部的下層穿孔集水管(6)相連通，上層基質(zhì)(11)和下層基質(zhì)(12)分別填充在矩形的槽體(16)的上層和下層中，挺水植物(10)種植在矩形的槽體(16)的上層表面，多組穿孔曝氣管(7)設(shè)置在矩形的槽體(16)的下層底部，多組穿孔曝氣管(7)與空氣泵(13)的出氣口連通，空氣泵(13)的電源輸入端與太陽(yáng)能板供電裝置(14)連接，太陽(yáng)能板供電裝置(14)安裝在矩形的槽體(16)之外且陽(yáng)光能充分照射的地方；所述的多組穿孔曝氣管(7)的長(zhǎng)度大于矩形的槽體(16)長(zhǎng)度的4/5并且小于矩形的槽體(16)的長(zhǎng)度；所述的空氣泵(13)的充氣流量為lL/min?2L/min0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)，其特征在于矩形的槽體(16)上層填充上層基質(zhì)(11)的孔隙率為59.97%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)，其特征在于矩形的槽體(16)下層填充下層基質(zhì)(12)的孔隙率為65.67%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)，其特征在于所述的挺水植物(10)為菖蒲、蘆竹、美人蕉、水蔥或蘆葦中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)，其特征在于所述的上層基質(zhì)(11)為碌石、頁(yè)巖、爐洛或火山巖中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)，其特征在于所述的下層基質(zhì)(12)為碌石、頁(yè)巖、爐洛或火山巖中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)，其特征在于所述的上層基質(zhì)(11)的粒徑為0.05mm?0.25mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)，其特征在于所述的下層基質(zhì)(12)的粒徑為0.5mm?1mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)，其特征在于所述的擋水板(15)的材質(zhì)為混凝土。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于寒冷地區(qū)小城鎮(zhèn)的太陽(yáng)能潛層間歇曝氣人工濕地系統(tǒng)，其特征在于所述的穿孔曝氣管(7)的孔徑為0.5mm?1mm。
【文檔編號(hào)】C02F3/30GK104326573SQ201410653314
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】祁佩時(shí), 吳迪, 劉云芝 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)