可旋轉(zhuǎn)式太陽能濕地污水處理系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種可旋轉(zhuǎn)式太陽能濕地污水處理系統(tǒng)及其 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前我國農(nóng)村生活污水污水處理主流工藝主要有生態(tài)濾池、對介質(zhì)土壤滲濾系 統(tǒng)、AVo技術(shù)、人工濕地技術(shù)、無動(dòng)力厭氧處理系統(tǒng)，太陽能曝氣好氧處理技術(shù)等。但這些處 理工藝普遍存在很多缺陷，如冬季和夜間處理效果明顯降低、濕地植物在極端溫度出現(xiàn)大 面積蟲害和死亡現(xiàn)象、太陽能利用率過低甚至出現(xiàn)癱瘓現(xiàn)象、濕地填料容易堵塞、單個(gè)濕地 處理效率低下、降雨量較多季節(jié)濕地系統(tǒng)癱瘓等。即便現(xiàn)在出現(xiàn)了太陽能溫室棚人工濕地 處理系統(tǒng)，污水處理效率得到了明顯的改善，但由于太陽能板不可以旋轉(zhuǎn)，加上現(xiàn)在某些地 區(qū)太陽能本來就不充裕，導(dǎo)致作為濕地供能和保溫裝置的太陽能利用率低下，甚至許多地 方的太陽能污水處理裝置成了擺設(shè)參觀用。鑒于以上問題，本專利的可旋轉(zhuǎn)式太陽能濕地 污水處理系統(tǒng)及其方法很好的解決了這些問題，在濕地系統(tǒng)前加入了溢流井解決了降雨量 較多季節(jié)濕地系統(tǒng)癱瘓問題，在濕地系統(tǒng)中安裝了可控式提升桿解決了光伏板隨著太陽光 旋轉(zhuǎn)問題，同時(shí)加入了噴淋、曝氣、產(chǎn)熱棒、通風(fēng)等相關(guān)裝置使得整個(gè)系統(tǒng)對污水的處理效 率大幅度提尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，并提供一種可旋轉(zhuǎn)式太陽能濕地污 水處理系統(tǒng)及其方法。
[0004] 可旋轉(zhuǎn)式太陽能濕地污水處理系統(tǒng)包括串聯(lián)設(shè)置的垂直流人工濕地和水平流人 工濕地，且垂直流人工濕地和水平流人工濕地均設(shè)置于棚式薄膜光伏太陽能溫室中，棚式 薄膜光伏太陽能溫室的頂部外表面敷設(shè)非晶硅薄膜式太陽能電池板，用于將太陽能轉(zhuǎn)化為 電能，為可旋轉(zhuǎn)式太陽能濕地污水處理系統(tǒng)供電的同時(shí)，將部分太陽光透過非晶硅薄膜式 太陽能電池板用于濕地植物的光合作用。
[0005] 所述的非晶硅薄膜式太陽能電池板上安裝有角度調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)非晶硅薄膜 式太陽能電池板與太陽光線之間的角度。
[0006] 所述的角度調(diào)節(jié)裝置包括第一電動(dòng)提升桿、第二電動(dòng)提升桿、第一提升桿電機(jī)和 第二提升桿電機(jī)，第一電動(dòng)提升桿和第二電動(dòng)提升桿分設(shè)在非晶硅薄膜式太陽能電池板底 部兩側(cè)，第一電動(dòng)提升桿和第二電動(dòng)提升桿與非晶硅薄膜式太陽能電池板連接的一端均設(shè) 有提升桿伸縮節(jié)，第一電動(dòng)提升桿、第二電動(dòng)提升桿的另一端分別設(shè)有第一提升桿電機(jī)和 第二提升桿電機(jī)。
[0007] 所述的垂直流人工濕地和水平流人工濕地底部設(shè)有濕地填料，濕地填料從上到下 依次為混合土層、粗砂層、鐵渣層、細(xì)石層、粗卵石層、防滲層，其中鐵渣層中設(shè)有固定化微 生物層，細(xì)石層中設(shè)有發(fā)熱恒溫棒和穿孔曝氣管，穿孔曝氣管與曝氣鼓風(fēng)機(jī)相連；水平流人 工濕地通過出水井和水位調(diào)節(jié)箱相連。
[0008] 所述的棚式薄膜光伏太陽能溫室中還設(shè)有噴淋裝置和通風(fēng)裝置，用于對溫室溫度 進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0009] 所述的可旋轉(zhuǎn)式太陽能濕地污水處理系統(tǒng)中設(shè)有控制柜，用于對可旋轉(zhuǎn)式太陽能 濕地污水處理系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化控制，控制柜與噴淋裝置、通風(fēng)裝置、微動(dòng)力提升泵、曝氣鼓 風(fēng)機(jī)、發(fā)熱恒溫棒、穿孔曝氣管和第一提升桿電機(jī)和第二提升桿電機(jī)相連。
[0010] 使用所述的污水處理系統(tǒng)的人工濕地污水處理方法，包括如下步驟： 1) 污水通過管網(wǎng)依次流經(jīng)格柵池和溢流井，濾去懸浮物并對污水水量進(jìn)行調(diào)節(jié)； 2) 通過微動(dòng)力提升泵將經(jīng)過步驟1)處理后的污水通過濕地進(jìn)水管排入垂直流人工濕 地的濕地集水井中，再通過濕地水流通道由濕地填料底部從下往上流動(dòng)，在縱向流動(dòng)的過 程中污水依次經(jīng)過粗卵石層、細(xì)石層、鐵渣層、固定化微生物層、粗砂層和混合土層及濕地 植物的根系； 3) 將經(jīng)過步驟2)處理后的污水排入水平流人工濕地，在推流過程中污水依次從水平 流的進(jìn)水口經(jīng)過填料層流向出水口，并利用預(yù)先埋設(shè)的穿孔曝氣管進(jìn)行供氧，同時(shí)，利用發(fā) 熱恒溫棒進(jìn)行保溫，以進(jìn)一步去除污水中的污染物； 4) 將經(jīng)過步驟3)處理后的污水排入出水井，進(jìn)行達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)通過出水井中安裝的 液面監(jiān)測浮球開關(guān)監(jiān)測水平流人工濕地中的水位高度，高于預(yù)設(shè)值時(shí)控制水流進(jìn)入水位調(diào) 節(jié)箱。
[0011] 所述的步驟2)中污水縱向流動(dòng)的過程中，利用在細(xì)石層中安裝的發(fā)熱恒溫棒為 整個(gè)床體提供熱量，同時(shí)利用曝氣鼓風(fēng)機(jī)通過穿孔曝氣管進(jìn)行曝氣，使之在穿孔曝氣管周 邊按距離遠(yuǎn)近形成好氧區(qū)、缺氧區(qū)和厭氧區(qū)，達(dá)到脫氮除磷的目的。
[0012] 所述的垂直流人工濕地和水平流人工濕地均設(shè)置于棚式薄膜光伏太陽能溫室中， 溫室頂部敷設(shè)的非晶硅薄膜式太陽能電池板將太陽光分段利用，分別用于發(fā)電和供植物光 合作用；棚式薄膜光伏太陽能溫室通過噴淋裝置和通風(fēng)裝置對棚內(nèi)溫度進(jìn)行控制，當(dāng)溫度 高于設(shè)定值時(shí)，開啟噴淋裝置和通風(fēng)裝置降溫；同時(shí)，角度調(diào)節(jié)裝置通過第一電動(dòng)提升桿、 第二電動(dòng)提升桿、第一提升桿電機(jī)和第二提升桿電機(jī)調(diào)節(jié)非晶硅薄膜式太陽能電池板與太 陽光間的夾角。
[0013] 所述的微動(dòng)力提升泵、曝氣鼓風(fēng)機(jī)、發(fā)熱恒溫棒、穿孔曝氣管和第一提升桿電機(jī)和 第二提升桿電機(jī)均通過與非晶硅薄膜式太陽能電池板相連的太陽能儲(chǔ)能逆控一體機(jī)進(jìn)行 供能，非晶娃薄膜式太陽能電池板吸收的太陽能經(jīng)太陽能儲(chǔ)能逆控一體機(jī)轉(zhuǎn)化成整個(gè)濕地 污水處理系統(tǒng)所需要的交流電，整個(gè)濕地污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行通過控制柜進(jìn)行自控。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是： 1、棚式薄膜光伏太陽能溫室既滿足了植物各個(gè)季節(jié)正常生長的光照和溫度需要，又實(shí) 現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，低成本光能發(fā)電。
[0015] 2、采用了垂直流人工濕地和潛流人工濕地串聯(lián)模式，占地面積較小，避免了潛流 對氨氮、磷處理效果不佳，該復(fù)合人工濕地對水體的各種污染物處理效率較高，滿足了出水 達(dá)標(biāo)排放要求。
[0016] 3、薄膜光伏太陽能板安裝了自控太陽能電動(dòng)提升桿，可隨著太陽角度變化而伸縮 調(diào)節(jié)光伏板的朝向，提高太陽能的利用率。
[0017] 4、利用市電作為補(bǔ)給能源，保證了特殊天氣情況和夜間污水處理系統(tǒng)的正常運(yùn) 行。同時(shí)又設(shè)置了并網(wǎng)市電系統(tǒng)，滿足系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下多余的太陽能進(jìn)入市電系統(tǒng)。
[0018] 5、復(fù)合人工濕地采用鋼混結(jié)構(gòu)建造并鋪設(shè)防滲層，防止污水滲漏進(jìn)入地表。
[0019] 6、人工濕地填料層中安裝了發(fā)熱恒溫棒和微孔穿孔管，提升了污水處理效率。
[0020] 7、出水井安裝了水位檢測控制器，水力負(fù)荷過大時(shí)，調(diào)控部分水量進(jìn)入水量調(diào)節(jié) 箱中。
【附圖說明】
[0021] 圖1是可旋轉(zhuǎn)式太陽能濕地污水處理系統(tǒng)的示意圖； 圖2是本發(fā)明的太陽能供電裝置系統(tǒng)示意圖； 圖3是本發(fā)明的太陽能電動(dòng)提升桿示意圖； 圖4是本發(fā)明的垂直流人工濕地結(jié)構(gòu)圖； 圖5是本發(fā)明的濕地填料示意圖。
[0022] 圖中，溢流井1、格柵池2、微動(dòng)力提升泵3、第一電動(dòng)提升桿4、非晶硅薄膜式太陽 能電池板5、垂直流人工濕地6、濕地填料7、濕地植物8、發(fā)熱恒溫棒9、穿孔曝氣管10、噴淋 裝置11、第二提升桿電機(jī)12、第二電動(dòng)提升桿13、通風(fēng)裝置14、第一提升桿電機(jī)15、水平流 人工濕地16、出水井17、水位調(diào)節(jié)箱18、液面監(jiān)測浮球開關(guān)19、曝氣鼓風(fēng)機(jī)20、提升桿伸縮 節(jié)21、濕地進(jìn)水管22、濕地集水井23、濕地水流通道24、防滲層25、固定化微生物層26、混 合土層27、粗砂層28、鐵渣層29、細(xì)石層30、粗卵石層31、控制柜32和太陽能儲(chǔ)能逆控一體 機(jī)33。
[0023]
【具體實(shí)施方式】： 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明