专利名称：潜流式人工湿地自动增氧系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能自动增加水中溶解氧的系统，尤其是能自动增加废水中溶解氧，提高脱氮效率的潜流式人工湿地用增氧系统。
背景技术：
人工湿地是20世纪七八十年代发展起来的一种新型废水处理工艺，该方法具有“一高三低”的特点，即高效率、低投资、低运转费用、低维持技术。近年来，已成功地用于含油废水，生活污水、城市暴雨径流、矿山废水、养殖场废水的处理，以及湖泊污染防治等。
目前，根据废水流径方式的不同来划分，人工湿地废水处理工艺的类型主要有3种形式表面流(SFW)工艺，地下潜流(SSFW)工艺，垂直流湿地(VFW)。由于表面流湿地与自然湿地极为类似，且运行受气候影响较大，夏季还有滋生蚊蝇的可能，故设计中一般不用；垂直流湿地的污水从湿地表面纵向流向填料床底部，床体处于不饱和状态，氧气可通过大气扩散和植物传输进人湿地系统。垂直流湿地的硝化能力高于地下潜流湿地，但其建造要求高，夏季易滋生蚊蝇，所以使用较少；地下潜流工艺中废水在人工湿地的地表下流动，保温效果好、负荷高、处理效果受气候的影响小，且卫生条件好，很少有恶臭和滋生蚊蝇的现象，目前国际上采用较多的也正是这种工艺。但是氮的去除一直是潜流人工湿地效能的限制因素，尤其是在冬季。一般TN去除率为44％，NH3-N去除率为45％。
潜流人工湿地处理系统对N的去除作用包括基质的吸附、过滤、沉淀以及氨的挥发，植物的吸收和湿地中微生物作用下经硝化、反硝化作用去除。微生物的硝化、反硝化作用在氮的去除中有重要作用，其基本条件是存在大量的硝化和反硝化细菌和适当的湿地土壤环境条件，硝化过程中需要硝化菌群的存在以及必要的好氧环境。潜流式湿地中氧的提供主要靠植物的根际传输，因此，潜流式湿地内部，特别是非根际区经常处于厌氧状态，从而限制了硝化菌的增长及硝化反应的发生。那么，硝化反应能否顺利进行就直接决定着湿地系统脱氮能力的高低；因此，增加潜流式人工湿地中的溶解氧，就可以使微生物的硝化反应顺利进行，再经过微生物的反硝化作用将氮去除，进而提高脱氮效率，但目前尚无相关的增氧系统问世。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种能增加所处理废水的溶解氧，从而提高潜流式人工湿地对氮的去除效果，而且不用消耗任何动力的潜流式人工湿地自动增氧系统。
本发明的技术方案是本发明的结构特点是自废水输入管至潜流式人工湿地入水口按照水自然流动的落差，依次设置增氧器水槽I、增氧器和增氧器水槽II，所述增氧器是在连接于增氧器水槽II和增氧器水槽II之间的连接管上设置射流器；在潜流式人工湿地中设置增氧管路，所述增氧管路由至少两层水平管和与各层水平管贯通、且上端伸出湿地地表的竖管组成，竖管顶端呈180度弯，水平管管壁上开有通孔。
本发明的结构特点也在于，在所述连接管中部串联设置渐缩接头和渐扩接头，所述渐缩接头和渐扩接头的小端对应连接，并与所述的射流器相连，射流器上竖立的直管顶端180度弯。
本发明的结构特点也在于在所述水平管上开设的通孔位于水平管的管下部，通孔的孔径为1～2mm，孔间距为0.5～1.0cm。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在1、本发明可以在不用使用任何额外动力的情况下，在废水进入潜流式人工湿地之前增加废水的溶解氧；2、本发明通过在潜流式人工湿地中预埋穿孔管，利用废水的流动增加废水中的溶解氧含量，进而提高潜流式人工湿地的脱氮效果3、本发明结构简单，制造安装方便。
图1为本发明废水处理工艺流程示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3(A)为本发明增氧器水槽与增氧器主视结构示意图。
图3(B)为图3(A)的俯视图。
图4(A)为本发明潜流式人工湿地中增氧管路结构示意图。
图4(B)为图4(A)的俯视结构示意图。
图5(A)为图4(A)的侧视结构示意图。
图5(B)为本发明增气管路中水平管横断面结构示意图。
图中标号1增氧器水槽I、2增氧器、3增氧器水槽II、4潜流式人工湿地、5废水输入管、6人工湿地入水口、7连接管、8射流器、9水平管、10竖管、11通孔、12、渐缩接头、13渐扩接头、14竖立的直管。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
参见图1、图2，本实施例自废水输入管5至潜流式人工湿地入水口6按照水自然流动的落差，依次设置I号增氧器水槽1、增氧器2和II号增氧器水槽3。其中，I号增氧器水槽1的入口与废水输入管5相通，II号增氧器水槽3的出口与潜流式人工湿地入水口6相通；在人工湿4地中设置增氧管路。
参见图3(A)、图3(B)，本实施例中，增氧器2是在连接于I号增氧器水槽1和II号增氧器水槽3之间的连接管7上设置射流器8。具体实施中，在连接管7中部串联设置渐缩接头12和渐扩接头13，渐缩接头12和渐扩接头13的小端对应连接，并与射流器8相连。
本实施例中射流器8的结构形式如图2及图3(A)所示，它具有一段分别与渐缩接头12、渐扩接头13的小端相连的中间管，与水流方向成钝角并连接在中间管中部的斜管，以及与斜管相连的竖立的直管14，其中，竖立的直管14的上部呈180度弯，射流器8可以直接从市场购得。
理论上讲，为使水自然流动，以及获得较好的增氧效果，在各水槽之间的落差应该越大越好，但实际中考虑到其他因素，落差在0.5-1.0米之间较好。具体设置可以为I号增氧器水槽1的水位高出II号增氧器水槽3的水位0.5-1.0米；II号增氧器水槽3的水位比潜流式人工湿地4的水位高出约20cm；潜流式人工湿地4中的水位落差根据具体的湿地尺寸来确定。
参见图4(A)、图4(B)和图5(A)，潜流式人工湿地4中的增氧管路由至少两层水平管9和与各层水平管9贯通、且上端伸出人式湿地4的地表的竖管10组成，竖管10的顶端呈180度弯，水平管9管壁上开有通孔11。
参见图5(A)、图5(B)，具体实施中，为了避免在增氧管路中形成堵塞，开设在水平管9上的通孔11应该位于水平管9的管下部，通孔11的孔径为1～2mm，孔间距为0.5～1.0cm。
工作过程废水经收集通过废水输入管5进入I号增氧器水槽1，当废水在I号增氧器水槽1中达到一定深度，废水在流经连接管7时，首先流经渐缩接头12，进入射流器8的中间管，此时废水在射流器8的中间管中流速加快，并因射流器8的特殊结构而由竖立的直管14吸入一定量的空气；再经过渐扩接头13后，废水流速相对减缓，空气与废水得到较好的混合，从而增加了废水中的溶解氧。
潜流式人工湿地采用连续进水间歇出水的工作方式，从II号增氧器水槽3中流出的废水进入潜流式人工湿地4，在潜流式人工湿地4中依靠基质的吸附、过滤、沉淀以及氨的挥发、植物的吸收和潜流式人工湿地中微生物的硝化、反硝化作用对氮进行去除，但主要是微生物的硝化、反硝化作用。由于废水在进入潜流式人工湿地之前的自动增氧，废水中的溶解氧含量增加，微生物的硝化反应得以在较好的环境中进行，再经过微生物的反硝化作用，实现对氮的去除。由于潜流式人工湿地中废水在地下流动，大气的赋氧作用不很明显，而在人工湿地中铺设的增氧管路可以使水平管9中的水与大气接触，增强大气的赋氧作用。在废水流出潜流式人工湿地的同时，将增氧管路中部分溶解氧含量较高的废水吸入潜流式人工湿地，此部分含氧量较高的废水有助于微生物的硝化作用，再经过微生物的反硝化作用，实现对氮的去除。
权利要求
1.潜流式人工湿地自动增氧系统，其特征是自废水输入管(5)至潜流式人工湿地入水口(6)按照水自然流动的落差，依次设置增氧器水槽I(1)、增氧器(2)和增氧器水槽II(3)，所述增氧器(2)是在连接于增氧器水槽II(1)和增氧器水槽II(3)之间的连接管(7)上设置射流器(8)；在潜流式人工湿地(4)中设置增氧管路，所述增氧管路由至少两层水平管(9)和与各层水平管(9)贯通、且上端伸出湿地地表的竖管(10)组成，所述竖管(10)的顶端呈180度弯，水平管(9)的管壁上开有通孔(11)。
2.根据权利要求1所述的潜流式人工湿地自动增氧系统，其特征是在所述连接管(7)的中部串联设置渐缩接头(12)和渐扩接头(13)，所述渐缩接头(12)和渐扩接头(13)的小端对应连接，并与所述的射流器(8)相连，射流器(8)上竖立的直管(14)顶端180度弯。
3.根据权利要求1所述的潜流式人工湿地自动增氧系统，其特征是所述水平管(9)上开设的通孔(11)位于水平管(9)的管下部，通孔(11)的孔径为1～2mm，孔间距为0.5～1.0cm。
全文摘要
潜流式人工湿地自动增氧系统，其特征是自废水输入管至潜流式人工湿地的入水口按照水自然流动的落差，依次设置增氧器水槽I、增氧器和增氧器水槽II，增氧器是在连接于增氧器水槽II和增氧器水槽II之间的连接管上设置射流器；在潜流式人工湿地中设置增氧管路，增氧管路由至少两层水平管和与各层水平管贯通、且上端伸出湿地地表的竖管组成，竖管顶端呈180度弯，水平管管壁上开有通孔。本系统可大大提高潜流式人工湿地中废水的溶解氧含量，提高脱氮效果，无需增加外界动力。
文档编号C02F7/00GK1792883SQ20051009524
公开日2006年6月28日 申请日期2005年11月1日 优先权日2005年11月1日
发明者孙亚兵, 冯景伟, 李署, 田园春, 李茂 , 赵大勇, 马海云, 帖靖玺, 张继彪 申请人:南京大学