一種基於人工溼地的汙水處理系統的製作方法

2023-09-15 03:49:15

本發明涉及人工溼地汙水淨化處理系統技術領域，特別是涉及一種基於人工溼地的汙水處理系統。

背景技術：

人工溼地是由人工建造和控制運行的與沼澤地類似的地面，將汙水、汙泥有控制的投配到經人工建造的溼地上，汙水與汙泥在沿一定方向流動的過程中，主要利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協同作用，對汙水、汙泥進行處理的一種技術。其作用機理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉澱、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養分吸收及各類動物的作用。人工溼地是人們模擬天然溼地系統結構和功能而建造的、可控制運行的溼地系統，用以對受汙染水進行處理的一種工藝，由圍護結構、人工介質、水生植物等部分構成。當水進入人工溼地時，其汙染物被床體吸附、過濾、分解而達到水質淨化作用。人工溼地汙水處理系統所針對的汙染物(環境影響主力因子)主要為氮、磷、懸浮物(SS)、有機物(BOD、COD)、重金屬等。

人工溼地汙水處理技術是由人工建造和控制運行的與沼澤地類似的地面，將汙水、汙泥有控制的投配到經人工建造的溼地上，汙水與汙泥在沿一定方向流動的過程中，主要利用土壤、人工介質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協同作用，對汙水、汙泥進行處理的一種技術。其作用機理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉澱、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養分吸收及各類動物的作用。

人工溼地通過基質截留、過濾、吸附及生物降解作用共同完成。傳統的人工溼地在使用中會存在水力高差大、負荷高、氨氮和總磷去除率差的問題。基質是人工溼地的重要組成部分，它為溼地植物、微生物提供了生長環境，自身也參與人工溼地淨化汙水的物理化學過程，特別是對引起水體富營養化的磷的吸附發揮著重要作用。因此，選擇何種材料作為人工溼地基質，直接決定處理系統的除磷效率，具有十分重要的意義。

現有的人工溼地汙水處理系統中，基質在使用時存在以下問題：一方面，一些基質材料對磷的去除率低，脫氮效率低，如傳統的土壤、礫石、細沙等；另一方面，一些基質為石塊、礫石、細沙等，鋪設面積大，大大增加了後期維護的工作量。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的缺陷或不足，本發明創新性地提出了一種基於人工溼地的汙水處理系統，強化了人工溼地汙水處理工藝的脫氮除磷效率，解決了傳統人工溼地汙水處理工藝難以消除重金屬汙染的問題，同時，降低了汙水處理系統後期維護的工作量。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種基於人工溼地的汙水處理系統，包括溼地植物，其特徵在於，還包括內部鋪設有多種過濾基質的密封溼地箱體，所述溼地箱體上部種植有溼地植物，汙水流經所述溼地箱體內的各層過濾基質得到淨化處理，所述多層過濾基質自下而上分別放置有大塊青石、小礫石、細沙、改性沸石、納米複合材料、土層；所述汙水處理系統還包括有用於將汙水注入溼地箱體內的進水管，在所述溼地箱體底部設置有一與進水管相連通的用於將汙水依次輸送至溼地箱體內各層過濾基質的滲水機構；所述溼地箱體的頂部設置有用於將依次經過底層過濾基質滲透過濾至頂層過濾基質的汙水處理後的的水體流出溼地箱體的出水管。

優選的，所述滲水機構包括有用於將汙水輸送至溼地箱體的進水腔，所述進水腔與溼地箱體通過導流板相連通，所述導流板上設置有連通進水腔和溼地箱體的導流孔。

優選的，所述進水管的一端固定連接有鋪設於進水腔底部的滲水管，所述滲水管上均勻分布有若干個朝向溼地箱體內由底層過濾基質向頂層過濾基質方向開設的小孔；所述小孔處均設置有可防止滲水管堵塞的套筒。

優選的，所述套筒上有與小孔錯位設置的用於增加汙水流出量的導流槽，所述導流槽呈條形且長度短於套筒長度。

優選的，所述進水管的另一端設置有用於將汙水中顆粒雜質過濾出的過濾網筒，所述過濾網筒的一端開口，另一端固定有過濾網，所述過濾網筒固定有過濾網的一端設置有與進水管內螺紋相配合的外螺紋。

優選的，所述滲水管呈螺旋形或蛇形彎管的方式鋪設於溼地箱體底部。

優選的，所述進水腔的底部設置有防滲層。

優選的，所述大塊青石、小礫石、細沙、改性沸石、納米複合材料的厚度比為300∶200∶100∶60∶1。

優選的，所述納米複合材料為MuFe-Na。

優選的，所述出水管處設置有用於將過濾處理後的水體抽送至出水管的水泵和用於調節水體流量及防止水體逆流的閥門。

與現有技術方案相比，本發明的有益效果在於：

本發明公開了一種基於人工溼地的汙水處理系統，通過將合成的新型鐵系納米複合材料應用於人工溼地汙水處理工藝中，藉助納米複合材料強大的吸附能力、光催化效能和高光降解效率，強化了人工溼地汙水處理工藝的脫氮除磷效率，解決了傳統人工溼地汙水處理工藝難以消除重金屬汙染的問題。

本發明的基於人工溼地的汙水處理系統，包括鋪設有多層過濾基質的溼地箱體，汙水經底層過濾基質過濾至頂層過濾基質，層層過濾，增加了汙水的淨化效果；溼地箱體底部的進水管處設置有過濾網筒，可防止汙水中的大顆粒雜質隨汙水流入滲水管內，堵塞滲水管或小孔；過濾網筒固定有過濾網的一端設置有與滲水管內螺紋相配合的外螺紋，可拆卸式的過濾網筒，可在後期維護中根據需求進行更換，無需更換整個進水管，節約成本；滲水管上的小孔處均設置有可防止進水管堵塞的套筒，且套筒上有與小孔錯位設置的導流槽，小孔的設置有效的控制汙水的流入量，套筒的設置可防止泥沙隨汙水流入進水管，經過長時間的累積堵塞小孔，導流槽的設置可在汙水流入量的可控範圍內增加汙水的流入量；進水管呈螺旋形或蛇形彎管的方式鋪設於溼地箱體的底部，增加了進水管在溼地箱體底部的鋪設量及汙水的流入量，同時，可防止進水管發生彎折，提高了進水管的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發明的側視圖；

圖2是本發明進水管和套筒的側視圖；

圖3是本發明進水管的結構示意圖1；

圖4是本發明進水管的結構示意圖2；

圖5是本發明過濾網筒的結構示意圖；

圖6是實施例1的進水管鋪設示意圖；

圖7是實施例2的結構示意圖1；

圖8是實施例2的結構示意圖2；

圖9是實施例3的側視圖；

圖10是實施例3中導流板的俯視圖；

附圖標記：1、溼地植物；2、大塊青石；3、小礫石；4、細沙；5、改性沸石；6、納米複合材料；7、土層；8、進水管；9、滲水管；10、出水管；11、過濾網筒；12、過濾網；13、外螺紋；14、小孔；15、套筒；16、導流槽；17、防滲層；18、水泵；19、閥門；20、抽屜層；21、滑輪；22、面板；23、底板；24、側板；25、導向槽；26、通水孔；27、導流板；28、進水腔；29、過濾腔；30、導流孔。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

如附圖1所示，本發明提供了一種基於人工溼地的汙水處理系統，包括有溼地植物1、進水管8、滲水管9、溼地箱體、出水管10。溼地植物1通常選用蘆葦、香蒲、黑三稜或蘆竹，並將溼地植物1種植在溼地箱體的上方；溼地箱體內鋪設有多種過濾基質，溼地箱體內的多層過濾基質自下至上依次鋪設大塊青石2、小礫石3、細沙4、改性沸石5、納米複合材7，各層過濾基質的厚度比為：大塊青石2∶小礫石3∶細沙4∶改性沸石5∶納米複合材料6為300∶200∶100∶60∶1，土層7厚度不限；各層過濾基質的粒徑為：大塊青石2＞小礫石3＞細沙4＞改性沸石5＞納米複合材料6，納米複合材料6為MuFe-Na，藉助納米複合材料6強大的吸附能力、光催化效能和高光降解效率，強化人工溼地汙水處理工藝的脫氮除磷效率；進水腔的底部設置有防滲層17，防滲層17為防水透氣膜，防水透氣膜中含有氣體分子能夠通過且液態水分子不能透過的孔隙。

如附圖2-5所示，溼地箱體的底部設置有用於將汙水注入溼地箱體內的進水管8，在所述溼地箱體底部設置有一與進水管8相連通的用於將汙水依次輸送至溼地箱體內各層過濾基質的滲水機構，滲水機構包括有用於將汙水輸送至溼地箱體的進水腔28，進水腔28與溼地箱體通過導流板27相連通，導流板27上設置有連通進水腔28和溼地箱體的導流孔29；進水管8的一端固定連接有呈螺旋形鋪設於溼地箱體底部的滲水管9，滲水管9上均勻分布有若干個朝向溼地箱體內由底層過濾基質向頂層過濾基質方向開設的小孔14，滲水管9上每間隔40cm-50cm鑽有小孔14，滲水管9上的小孔14處均設置有套筒15，可防止隨汙水流入滲水管9的泥沙，經過較長時間的沉積，堵塞滲水管9和小孔14，影響汙水的流入量，套筒15上有與小孔14錯位設置的導流槽16，導流槽16呈條形且長度短於套筒15的長度，導流槽16可在汙水流入量的可控範圍內增加汙水的流入量。

進水管8的另一端設置有用於將汙水中顆粒雜質過濾出的過濾網筒11，過濾網筒11的一端開口，另一端固定有過濾網12，過濾網筒11固定有過濾網12的一端處設置有與進水管8內螺紋相配合的外螺紋13，用於濾出汙水中的大顆粒雜質，防止大顆粒雜質隨汙水流入滲水管9內，堵塞滲水管9或小孔14，可拆卸式的過濾網筒11，可在後期維護中根據需求進行更換，無需更換整個進水管8，節約成本；出水管10設置於溼地箱體的頂部，用於將經過底層過濾基質滲透過濾至頂層過濾基質的汙水處理後的水體排出溼地箱體並收集起來，出水管10處設置有用於將過濾處理後的水體抽送至出水管的水泵18和用於調節水體流量及防止水體逆流的閥門19。

實施例1：

如附圖6所示，溼地箱體的底部設置有用於將汙水注入溼地箱體內的進水管8，且進水管8的一端固定連接有滲水管9，滲水管9呈蛇形彎管式鋪設於溼地箱體的底部，滲水管9上每間隔40cm-50cm鑽有小孔14，增加了滲水管9在溼地箱體底部的鋪設量及汙水的流入量。

實施例2：

如附圖7和8所示，溼地箱體可設置為抽屜式的密封箱體，溼地箱體內設置有多個具有放置腔的抽屜層20，抽屜層20的數量至少設置為六個，每個抽屜層20可分別放置不同的用於淨化汙水的過濾基質，多個抽屜層20自上而下分別放置有大塊青石2、小礫石3、細沙4、改性沸石5、納米複合材料6、土層7；溼地箱體的內部設置有滑軌，抽屜層上設置有與滑軌相配合滑動的滑輪21，用於抽屜層20的抽出或推進，使用抽屜式的溼地箱體，可將每種過濾基質分開放置，避免每種過濾基質混為一體，有利於溼地箱體的後期維護，降低後期維護的工作難度。

抽屜層20包括有面板22、底板23和側板24，各個抽屜層20的面板22相鄰布置，面板22上各自設置有用於將抽屜層20抽出或推進的導向槽25，導向槽25的內側壁為與面板背面固定連接的擋板，導向槽25的外側壁的高度低於擋板；面板22的外表面可設置有用於抽出或推進抽屜層的把手，可與導向槽25替換使用；底板23上設置有若干個通水孔26，便於水體通入每種過濾基質的抽屜層20內，使汙水層層滲入，達到有效的淨化效果。

實施例3：

如附圖9和10所示，溼地箱體中下部設置導流板27，導流板27將溼地箱體自下而上分隔為進水腔28和過濾腔30，溼地箱底的底部設置有用於將汙水注入溼地箱體內的進水管；過濾腔內鋪設有多種過濾基質，過濾腔內的多層過濾基質自下而上依次鋪設有大塊青石、小礫石、細沙、改性沸石、納米複合材料和土層；溼地箱體的頂部設置有用於將自下而上經過多種過濾基質的汙水處理後的水體排出溼地箱體並收集起來的出水管；所述導流板27上設置有連通進水腔28和過濾腔30的導流孔29。

以上所述僅為發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。