一種人工濕地太陽(yáng)能間歇微曝氣系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種人工濕地太陽(yáng)能間歇微曝氣系統(tǒng)用以提高人工濕地內(nèi)溶解氧濃度，增強(qiáng)污水凈化效果的人工濕地增氧技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]人工濕地處理技術(shù)是未來(lái)水質(zhì)提標(biāo)一大熱門(mén)處理技術(shù)，其具有緩沖容量大、處理效果好、工藝簡(jiǎn)單、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。人工濕地中所發(fā)生的一系列物理、化學(xué)和生物反應(yīng)主要是由微生物新陳代謝活動(dòng)來(lái)完成的，這些微生物與其內(nèi)部環(huán)境中溶解氧含量多少有關(guān)，基質(zhì)中溶解氧含量較低時(shí)抑制微生物活性和生化反應(yīng)的進(jìn)行。缺氧條件下，微生物不能進(jìn)行正常的有氧呼吸，制約了硝化反硝化過(guò)程，使得濕地系統(tǒng)不能很好地發(fā)揮除氮功能，其他還原態(tài)的元素也會(huì)富集，進(jìn)而影響人工濕地內(nèi)的微生物種類分布及其新陳代謝。因此，溶解氧是控制人工濕地系統(tǒng)中的重要因素之一。
[0003]隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，一些科研人員采用連續(xù)鼓風(fēng)曝氣對(duì)人工濕地內(nèi)部增氧，在污染程度較輕的污水取得了一定的效果，這種運(yùn)行方式可有效提高潛流人工濕地有機(jī)物和氨氮的去除率，但是濕地內(nèi)高溶解氧環(huán)境導(dǎo)致反硝化過(guò)程受到抑制，總氮去除率較低，且對(duì)超負(fù)荷水體效果不明顯。隨后，間歇曝氣技術(shù)孕育而生，這種曝氣方式在提高濕地內(nèi)溶氧水平的同時(shí)，可以營(yíng)造一種交替的好氧和缺氧環(huán)境，分別促進(jìn)硝化和反硝化作用，實(shí)現(xiàn)氨氮和總氮的同步高效去除，但是采用傳統(tǒng)的大孔徑曝氣方式導(dǎo)致人工濕地內(nèi)局部區(qū)域溶解氧分布不均勻，氣泡流失較快，氧轉(zhuǎn)移效率不高，需要后期投入的財(cái)力、物力較大。因此，急需研發(fā)一種能使氧轉(zhuǎn)移效率提高的曝氣方式來(lái)增強(qiáng)供氧措施，提高垂直潛流人工濕地污水凈化效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中大孔徑曝氣技術(shù)中的不足，提供一種人工濕地太陽(yáng)能間歇微曝氣系統(tǒng)，本發(fā)明中的組合人工濕地采用納米級(jí)的微孔曝氣方式，確保上行垂直流人工濕地的曝氣孔出氣量大、氣泡小且分布更均勻，保證氧氣與微生物接觸面積更大，為微生物的生長(zhǎng)提供了良好的環(huán)境，極大地減少硝態(tài)氮的富集，提高磷的去除效果，本發(fā)明曝氣系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)性較好、曝氣量容易控制、氣泡小且均勻等優(yōu)點(diǎn)，可以極大地節(jié)約成本。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種人工濕地太陽(yáng)能間歇微曝氣系統(tǒng)，包括通過(guò)虹吸管道相互連通的上行、下行垂直潛流人工濕地，垂直潛流人工濕地的四周設(shè)置有墻體，上行垂直潛流人工濕地的墻體頂部設(shè)置有太陽(yáng)能曝氣栗，太陽(yáng)能曝氣栗上設(shè)置有曝氣管道，所述垂直潛流人工濕地的內(nèi)部從下到上依次設(shè)置有大塊礫石層、大塊火山巖層、混合基質(zhì)層和沙礫層，所述混合基質(zhì)層內(nèi)種植有挺水植物，所述上行垂直潛流人工濕地的墻體一側(cè)等間距的排列設(shè)置有三個(gè)曝氣口，所述曝氣口從下到上的高度依次為0.4m、0.6m和0.8m，所述曝氣口內(nèi)設(shè)置有微曝氣管，微曝氣管位于墻體內(nèi)部的管壁上設(shè)置有納米級(jí)的曝氣孔，位于墻體外部的微曝氣管通過(guò)閥門(mén)與曝氣管道相連接。
[0007]所述微曝氣管由一個(gè)橫管、兩個(gè)豎管和一個(gè)圓環(huán)形管相互連通構(gòu)成。
[0008]所述上行垂直潛流人工濕地和下行垂直潛流人工濕地的墻體底部還分別設(shè)置有進(jìn)水口和出水口。
[0009]所述大塊爍石層、大塊火山巖層、混合基質(zhì)層和沙爍層的厚度分別為0.2m、0.4m、0.2m、0.lm。
[0010]所述上行垂直潛流人工濕地的布置高于下行垂直潛流人工濕地0.05m-0.lm。
[0011]所述混合基質(zhì)層由小塊礫石和火山巖組成。
[0012]所述挺水植物由美人蕉、黃花鳶尾和小香蒲其中的一種或幾種組成。
[0013]所述挺水植物的栽種密度為3-6株/m2。
[0014]所述垂直潛流人工濕地為柱形結(jié)構(gòu)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案所帶來(lái)的有益效果是:
[0016]1.本發(fā)明采用間歇微曝氣方式增氧，可以使得出水中TN、TP、CODCr指標(biāo)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002) IV類水體排放標(biāo)準(zhǔn)，溶解氧、氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、SS等指標(biāo)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002) I類水體排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0017]2.本發(fā)明上行垂直流人工濕地內(nèi)設(shè)置有與曝氣管道相連通的微曝氣管，微曝氣管的管壁上設(shè)有納米級(jí)的曝氣孔，采用微孔曝氣替代傳統(tǒng)大孔徑曝氣，所需電能較少，氣量大且氣泡小，顯著提高了裝置的溶解氧量，降低氧氣損耗，為水體中微生物的生存提供了更有利條件。
[0018]3.本發(fā)明微孔曝氣管由一個(gè)橫管、兩個(gè)豎管和一個(gè)圓環(huán)形管相互連通構(gòu)成，保證上行流人工濕地同一平面內(nèi)溶解氧量均勻，氧轉(zhuǎn)移效率較高，裝置使用壽命大大增強(qiáng)。
[0019]4.本發(fā)明在上行垂直潛流人工濕地的墻體高度依次為0.4m、0.6m和0.8m處設(shè)置有曝氣口，可以根據(jù)水體中溶解氧量多少及時(shí)調(diào)節(jié)曝氣位置和曝氣量，確保上行垂直潛流人工濕地在曝氣條件下整體處于好氧狀態(tài)。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是位于上行垂直潛流人工濕地內(nèi)部的曝氣管俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是不同曝氣位置下TP的進(jìn)、出水濃度圖。
[0023]圖4是不同曝氣位置下TN的進(jìn)、出水濃度圖。
[0024]圖5是不同曝氣位置下氨氮的進(jìn)、出水濃度圖。
[0025]圖6不同曝氣位置下CODA的進(jìn)、出水濃度圖。
[0026]附圖標(biāo)記:1-上行垂直潛流人工濕地2-下行垂直潛流人工濕地3-虹吸管道4-墻體5-大塊爍石層6-大塊火山巖層7-混合基質(zhì)層8-沙爍層9-挺水植物10-太陽(yáng)能曝氣栗11-曝氣管道12-微曝氣管13-閥門(mén)14-流量調(diào)節(jié)閥15-進(jìn)水口 16-出水口17-曝氣孔
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