一種分級根區汙水處理生態人工溼地系統的製作方法

2023-07-01 15:22:26

專利名稱：一種分級根區汙水處理生態人工溼地系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種分級根區汙水處理生態人工溼地系統。
背景技術：
目前城鎮汙水及工業廢水中大量的汙染物質加重受納水體的汙染，造成水體水質惡化，特別是汙水中含有大量氮、磷，會使水體富營養化，這個問題引起了人們的普遍關注。城鎮汙水是指城鎮地區居民在生活和生產過程中形成的汙水。其中城鎮生活汙水是指居民生活過程中廁所排放汙水、洗浴、洗衣服和廚房汙水等，生汙汙水量大面廣。水環境狀況將面臨一個非常嚴峻的問題，灌溉水汙染嚴重，地下水超採，汙染嚴重，地表水呈不斷惡化趨勢，逐漸喪失其原有的生態環境功能。溼地生態系統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。溼地生態系統對廢水的處理有十分複雜的淨化機理，運行穩定後，填料表面吸附了許多微生物形成的大量生物膜，植物根系分布於溼地表面，依靠物理、化學、生物的協同作用完成汙水的淨化過程，強化了自然溼地生態系統的去汙能力，所以需要一種利用分級根區溼地生態系統處理汙水，具有緩衝容量大、處理效果好、工藝簡單、投資省、運行費用低等特點，適合中小城鎮汙水處理和便於應用推廣的分級根區汙水溼地生態處理系統。現有的溼地系統多採用多層垂直過濾池的方法對汙水進行過濾處理，多層垂直過濾池從上到下包括多個不同材料構成的過濾層，安置過濾層過程複雜，而且隨著水流流動，各個過濾層互相滲透錯位，容易破壞原有結構。

實用新型內容為克服現有技術存在的過濾層安裝複雜，使用時容易滲透錯位的技術缺陷，本實用新型提供一種分級根區汙水處理生態人工溼地系統。本實用新型所述一種分級根區汙水處理生態人工溼地系統，包括依次連接的預處理池，進水配水渠，一級溼地植物床，二級溼地植物床和集水池，其特徵在於所述一級溼地植物床中放置礫石層，二級溼地植物床中放置砂石層，所述一級溼地植物床和二級溼地植物床上都栽植有溼地植物。本實用新型對兩級溼地植物床的過濾層採用單一礫石或砂石層設置，放置簡單方便，通過過濾層對懸浮物進行阻擋迂迴，利用溼地植物根系吸收達到去除汙水中大部分雜質的目的。優選的，所述集水池的水位是可以調節的。進一步的，所述集水池還設置有水位調節閘。[0010]優選的，所述一級溼地植物床和/或二級溼地植物床池底坡度為2%-3%。 優選的，所述一級溼地植物床水面高度高於二級溼地植物床水面高度。優選的，所述一級溼地植物床底面高度高於二級溼地植物床底面高度。優選的，所述二級溼地植物床還包括位於末端底部的穿孔集水管，所述穿孔集水管的出口與所述集水池連接。進一步的，所述二級溼地植物床還包括位於末端的集水區，所述穿孔集水管位於所述集水區內，所述集水區放置出水礫石層。·優選的，所述一級溼地植物床和/或二級溼地植物床頂部還有植物生長層。優選的，所述二級溼地植物床的長度是一級溼地植物床的1. 5倍。採用本實用新型所述的分級根區汙水處理生態人工溼地系統，通過種植水平生物濾床的滲透溼地，各級溼地植物床構造單一，建造簡單快速，使用時不存在層與層錯位交混的問題，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，對C0Dra、B0D5、SS、NH3-N、TP等的處理效率均可達到80% 95%，處理效果優越。

圖1示出本實用新型的一種具體實施方式
的結構示意圖；圖2示出本實用新型的一種具體實施方式
的汙水流向示意圖；各圖中附圖標記名稱為1.預處理池2.進水配水渠3.溼地植物4. 一級溼地植物床5. 二級溼地植物床6.出水礫石層7.集水池8.水位調節閘9.下部10.底板11.穿孔集水管。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型的具體實施方式
作進一步的詳細說明。本實用新型所述一種分級根區汙水處理生態人工溼地系統，包括依次連接的預處理池1、進水配水渠2、一級溼地植物床4、二級溼地植物床5和集水池7，其特徵在於所述一級溼地植物床4中放置礫石層9，二級溼地植物床5中放置砂石層10，所述一級溼地植物床和二級溼地植物床上都栽植有溼地植物3。預處理池主要採用現有技術的化學方法對汙水進行預處理，將下行的汙水處理至BOD5 ( 80mg/L、CODcr ( 200mg/L、SS ( 60mg/L、NH3-N ( 25mg/L、TP ( 5mg/L 再通過進水配水渠2將處理後的汙水均勻分布後進入一級溼地植物床4中，從圖2可見，進水配水渠2，一級溼地植物床4，二級溼地植物床5和集水池7的寬度可以設置為相同，方便汙水流均勻流動，增大處理面。所述BOD5 (Biochemical Oxygen Demand)表示在有氧條件下,好氧微生物氧化分解單位體積水中有機物所消耗的游離氧的數量，計量單位為氧含量的mg/L ；C0Dcr(ChemicalOxygen Demand)化學耗氧量,表示用化學氧化劑(如高猛酸鉀、重鉻酸鉀)氧化水中需氧汙染物質時所消耗的氧氣量，計量單位為mg / L ;SS表徵對汙水過濾得到的殘渣的質量佔水量的多少，單位可以是mg/L ；TP表徵汙水中的總含磷量，ΝΗ3-Ν表徵汙水中的氨氮含量指標，計量單位也都是mg/L。一級溼地植物床的過濾層為礫石層，二級溼地植物床的過濾層為砂石層，礫石層的粒徑較大，對較大顆粒的固體雜質進行攔截吸附，較大的間隙可以加速水流的水平流動，砂石層粒徑較小，二級溼地植物床過濾層間隙較小，例如礫石層9的粒徑為15 40毫米，砂石層10的粒徑為廣3毫米。水流在二級溼地植物床中流速減緩，增大了汙水在過濾層中的滯留時間，對較小顆粒的固體雜質可以起到更好的吸附效果，較長的滯留時間有利於對汙水中雜質的生物和化學吸附。兩級溼地植物床上都種植有溼地植物3，通過溼地植物根系對汙水中的雜質進行生物吸附，同時溼地植物根系伸入過濾層，對過濾層起到一定的緊固作用，利於在使用中維持過濾層的形狀。溼地植物可以是方便在溼地環境下生長的水生植物，例如蘆葦、美人蕉、菖蒲等；也可以是水葫蘆、水蔥、稗子草等成活率高，根系發達，生長周期長的挺水植物。本實用新型對兩級溼地植物床的過濾層採用單一礫石或砂石層設置，放置簡單方·便，通過過濾層對懸浮物進行阻擋迂迴，利用溼地植物根系吸收達到去除汙水中大部分雜質的目的。一級溼地植物床過濾吸附較大尺寸的懸浮物，二級溼地植物床對汙水中的較小懸浮物和溶解物進行吸附吸收，水流在二級溼地植物床水平速度被減緩，吸附處理能力加強，因此適當加長二級溼地植物床的水平長度，優選設置二級溼地植物床的長度是一級溼地植物床長度的1. 5倍，可以取得較好的除汙效果。優選的，所述集水池的水位是可以調節的。根據水壓原理，集水池7水位與二級溼地植物床的水位相同，調節集水池水位即為調節二級溼地植物床水位，水位調節根據季節不同，綜合考慮汙水來水量，蒸發量以及預處理工藝等因素需要，對二級溼地植物床水位進行調節，本實用新型通過在集水池中設置水位調節閘8來調節集水池水位，如圖1所示，水位調節閘為升降式，通過調節水位調節閘8的高度來設置集水池的水位。優選的，所述一級溼地植物床和/或二級溼地植物床池底坡度為2%_3%，通過設置坡度有利於水的流動和收集，描述坡度的百分比表示坡垂直高度和坡水平長度的比例。優選的，所述一級溼地植物床水面高度高於二級溼地植物床水面高度。 優選的，所述一級溼地植物床底面高度高於二級溼地植物床底面高度。通過設置兩級溼地植物床的水面或底面的高度差，有利於汙水的有序流動。優選高度可以設置為30釐米，高度相差過大不利於控制製造兩級溼地植物床成本。汙水經過二級溼地植物床後，流向集水池從集水池排出，本實用新型在二級溼地植物床的末端底部設置穿孔集水管11收集二級溼地植物床處理的汙水，穿孔集水管的出口與集水池連接，將收集的處理後的汙水排向集水池。所述穿孔集水管為側壁上有很多小孔的水管，通過這些小孔收集汙水，可以使用PVC等低成本材料製造穿孔集水管；如圖2所示，穿孔集水管11包括橫向收集管和排出管兩部分，橫向收集管的寬度與二級溼地植物床寬度相同，利於收集二級溼地植物床處理後的汙水，排出管一端與橫向收集管中部連接，方向垂直於橫向收集管，排出管的另一端作為穿孔收集管的出口，連接到集水池。優選的，在穿孔集水管所處的集水區，放置出水礫石層6，出水礫石層6的主要成本是粒徑較大的礫石，加快在集水區的水流速度，利於收集二級溼地植物床處理後的汙水，同時礫石粒徑較大，也不易通過穿孔集水管11上小孔進入穿孔集水管內部，堵塞穿孔集水管11。優選的，所述一級溼地植物床和/或二級溼地植物床頂部還有植物生長層。植物生長層可以是厚度較薄，例如5釐米厚的一層汙泥，便於溼地植物3的生長和附著。本實用新型通過對傳統複合過濾層扁平化，拆分為兩級單一成分水池進行過濾，在每個水池上種植水生植物加強生物和根系吸附攔截，實際在傳統複合層的基礎上加大了水生植物的根係數量和根系吸附質量。增大水生植物的種植密度，例如達到每平米水面種植10株或以上蘆葦，菖蒲等水生植物，或水葫蘆等漂浮類植物覆蓋面積達到75%以上，效果更好。實用新型人通過實驗，對生活汙水和生產汙水通過本實用新型所述分級根區汙水處理生態人工溼地系統進行除汙作業，測量除汙前後cod 、bod5、ss、nh3-n、tp等的含量，得到的結果如表I和表2所示。表I和表2顯示，對生活汙水和生產汙水，處理效率都可達到·80% 95%。表I生活汙水處理
權利要求1.一種分級根區汙水處理生態人工溼地系統，包括依次連接的預處理池(I)、進水配水渠(2 )、一級溼地植物床(4 )、二級溼地植物床(5 )和集水池(7 )，其特徵在於所述一級溼地植物床(4)中放置礫石層(9)，二級溼地植物床(5)中放置砂石層(10)，所述一級溼地植物床(4)和二級溼地植物床(5 )上都栽植有溼地植物(3 )。
2.如權利要求1所述的分級根區汙水處理生態人工溼地系統，其特徵在於所述集水池還包括可以調節水位的水位調節裝置。
3.如權利要求2所述的分級根區汙水處理生態人工溼地系統，其特徵在於所述水位調節裝置為水位調節閘(8)。
4.如權利要求1所述的分級根區汙水處理生態人工溼地系統，其特徵在於所述一級溼地植物床(4)和/或二級溼地植物床(5)池底坡度為2%-3%。
5.如權利要求1所述的分級根區汙水處理生態人工溼地系統，其特徵在於所述一級溼地植物床(4)水面高度高於二級溼地植物床(5)水面高度。
6.如權利要求1所述的分級根區汙水處理生態人工溼地系統，其特徵在於所述一級溼地植物床(4)底面高度高於二級溼地植物床(5)底面高度。
7.如權利要求1所述的分級根區汙水處理生態人工溼地系統，其特徵在於所述二級溼地植物床(5)還包括位於末端底部的穿孔集水管(11)，所述穿孔集水管(11)的出口與所述集水池(7)連接。
8.如權利要求7所述的分級根區汙水處理生態人工溼地系統，其特徵在於所述二級溼地植物床(5)還包括位於末端的集水區，所述穿孔集水管(11)位於所述集水區內，所述集水區放置出水礫石層(6)。
9.如權利要求1所述的分級根區汙水處理生態人工溼地系統，其特徵在於所述一級溼地植物床(4)和/或二級溼地植物床(5)頂部還有植物生長層。
10.如權利要求1所述的分級根區汙水處理生態人工溼地系統，其特徵在於所述二級溼地植物床(5)的長度是一級溼地植物床(4)的1. 5倍。
專利摘要一種分級根區汙水處理生態人工溼地系統，包括依次連接的預處理池、進水配水渠、一級溼地植物床、二級溼地植物床和集水池，其特徵在於所述一級溼地植物床中放置礫石層，二級溼地植物床中放置砂石層，所述一級溼地植物床和二級溼地植物床上都栽植有溼地植物。優選的，集水池還設置有水位調節閘，方便根據季節水量不同，調節溼地植物床的水位。採用本實用新型所述的分級根區汙水處理生態人工溼地系統，通過種植水平生物濾床的滲透溼地，各級溼地植物床構造單一，建造簡單快速，使用時不存在層與層錯位交混的問題，對CODcr、BOD5、SS、NH3-N、TP等的處理效率均可達到80%～95%。
文檔編號C02F3/32GK202849167SQ20122058720
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月9日 優先權日2012年11月9日
發明者李華, 胡登燕, 鄭傳勇 申請人:四川四通歐美環境工程有限公司