专利名称：一种水体循环流动充氧的生态塘系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及ー种水体循环流动充氧的生态塘系统， 用于增加生态塘内水体流动性及水中溶解氧，塘内分区域形成缺氧区、好氧区和深度浄化区，充分发挥細菌、藻类和植物对污水的联合净化作用。
背景技术：
利用生态处理系统对面源污水进行浄化处理，实现村域水环境的整体改善成为控制农村面源污染问题的重要手段。生态塘是通过菌藻共生系统和植物浄化系统对污水进行处理的工程设施，目前广泛与人工湿地联合使用，组成复合式生态处理技木。然而，生态塘系统由于停留时间长，水体流动慢，往往水中复氧能力差，水中的溶解氧不足，单纯依靠植物根系对氧的传递释放是不能满足细菌对有机物的好氧分解需要， 特别是在夜间，藻类呼吸作用占据主导，水体中长时间处于缺氧状态，菌藻共生系统往往不能保持平衡，藻类大量繁殖、生长和消亡，造成水中溶解氧较低，有机物和氨氮去除效果较差，出水中固体悬浮物含量过高。因此，如何加强水体流动性，増加水中溶解氧浓度，抑制藻类生长，保持菌藻共生平衡，一直是生态塘技术推广应用需要解决的重要问题。
发明内容
本发明目的在于针对目前生态塘处理技术存在的不足，提供ー种水体循环流动充氧的生态塘系统，以解决现有技术中生态塘系统存在水体流动慢、水中溶解氧浓度低且菌藻共生不能平衡的技术问题。为达到上述目的，本发明提供一种水体循环流动充氧的生态塘系统，该生态塘系统建设双廊道式的生态塘污水处理系统，包括生态塘、太阳能气泵站和水体气提装置，生态塘中部设置有中间导流廊道，将生态塘划分为缺氧区、好氧区和深度处理区三个功能区， 且中间导流廊道中部设置有回流廊道；太阳能气泵站设置在生态塘ー旁；水体气提装置设置在好氧区和深度处理区之间，其进水口通过输气管道与太阳能气泵站连接，出水ロ与回流廊道连接，用以将好氧区内的水气体至回流廊道输送回缺氧区内。依照本发明较佳实施例所述的水体循环流动充氧的生态塘系统，其生态塘有效水深为3-4m。依照本发明较佳实施例所述的水体循环流动充氧的生态塘系统，其缺氧区、好氧区和深度处理区三者水力停留时间比为5 3 5。依照本发明较佳实施例所述的水体循环流动充氧的生态塘系统，其深度处理区中选种当地耐污能力强的优势水生植物。依照本发明较佳实施例所述的水体循环流动充氧的生态塘系统，其水体气提装置采用固定管夹固接在中间导流廊道的池壁上。依照本发明较佳实施例所述的水体循环流动充氧的生态塘系统，其水体气提装置气水比为7 10 1。
依照本发明较佳实施例所述的水体循环流动充氧的生态塘系统，其回流廊道管道开ロ位于水位较高处，水体回流比为30% -60%，管径大小根据回流比和流速要求決定。依照本发明较佳实施例所述的水体循环流动充氧的生态塘系统，其太阳能气泵站进ー步包括太阳能电池板、太阳能专用控制器、铅酸蓄电池和空气泵，太阳能电池板设置在太阳能泵站外部，太阳能专用控制器、铅酸蓄电池和空气泵设置在太阳能泵站内部，太阳能电池板、铅酸蓄电池和空气泵依次连接，太阳能专用控制器分別与太阳能电池板和铅酸蓄电池连接。该系统増加生态塘内水体流动性和水体溶解氧，抑制藻类生长，保持菌藻共生平衡，塘内按区域依次形成缺氧区、好氧区和深度浄化区，并且在深度浄化区内选种当地耐污能力强的优势水生植物，充分发挥菌藻共生系统、植物吸收、物理沉降等对污染物去除的联合浄化作用。本发明的水体循环流动充氧的生态塘系统建设双廊道式的生态塘对河道河水进行旁路处理；来水进入生态塘中，首先进入缺氧区，该阶段停留时间为3-4天，水流流态为推流式，在此阶段内主要对水中有机物以及硝态氮进行分解；随后污水进入好氧区并沿着过水廊道横向进入下ー个平行廊道，同时在生态塘边建设太阳能气泵站，经过输气管将空气输送入塘内的水体气提装置，通过气提方式部分水体经过回流廊道返回初始生态塘中， 进而在该区域加速水体循环流动和充氧形成好氧区，水力停留时间为1-2天，该阶段水中有机物以及氨氮得到去除；部分水量经好氧区后以推流方式进入深度处理区，在深度处理区内种植当地耐污能力强的优势水生植物，该阶段停留时间为3-4天，由于停留时间长，水中溶氧较高，此阶段物理沉淀、植物吸收、微生物和細菌分解等共同作用将对水中污染进行深度处理。与现有技术相比，本发明具有以下优点1、本发明利用太阳能清洁能源将污水气提返回初始生态塘中，水体加速循环，增加大气复氧，促进了生态塘中菌藻共生系统的良性循环。同吋，在一个生态塘中依次形成缺氧区、好氧区和深度处理区，充分发挥各阶段对于水中污染去除的优势，在缺氧区对于面源污水中的固体悬浮物、有机物和硝态氮去除效果明显，并増加了水体的生化性，在好氧区对于水中氨氮、有机物以及增加水中溶解氧的效果明显，在深度处理区对于水中氮磷、固体悬浮物以及进一歩降解有机物效果明显。2、本发明通过太阳能和蓄电池交替运行，使得生态塘系统在夜间也将发挥更好的优势。一般而言夜间微生物和植物的呼吸作用占据主导，水中氧气成分明显降低，将严重影响夜间污水的处理效果，本系统可以克服以上困难，提高夜间水中的溶解氧浓度。并且，在该生态塘系统中，只采用一台以太阳能为主的小功率空气泵，动カ消耗低，大大简化了运行维护的复杂程序，降低了建设和运行成本。
图1为本发明的水体循环流动充氧生态塘系统的结构平面图；图2为本发明的水体循环流动充氧生态塘系统的结构剖面图。图中10.生态塘；20.太阳能气泵站；30.水体气提装置；11.进水管；12.输气管道；13.中间导流廊道；14.回流廊道；15.过水廊道；16.水生植物；17.出水管；21.太阳能电池板；22.太阳能专用控制器；23.铅酸蓄电池；24.空气泵；31.吸水喇叭ロ。
具体实施例方式
以下结合幅图，具体说明本发明。请同时參阅图1至图2，一种水体循环流动充氧的生态塘系统，该生态塘系统建设双廊道式的生态塘污水处理系统，包括生态塘10、太阳能气泵站20和水体气提装置30，生态塘10中部设置有中间导流廊道13，将生态塘10划分为缺氧区、好氧区和深度处理区三个功能区，且中间导流廊道13中部设置有回流廊道14 ；太阳能气泵站20设置在生态塘10 — 旁；水体气提装置30设置在好氧区和深度处理区之间，其进水口通过输气管道12与太阳能气泵站20连接，出水ロ与回流廊道14连接，用以将好氧区内的水气体至回流廊道14输送回缺氧区内。生态塘10池体采用钢筋混泥土结构或者砖砌结构，生态塘10有效水深为3-細，池体尺寸由进出水流量确定。中间导流廊道13和生态塘10池壁之间留有过水廊道15，连通缺氧区、好氧区和深度处理区。深度处理区中选种当地耐污能力强的优势水生植物11。缺氧区、好氧区和深度处理区三者水力停留时间比为5 3 5。另外，如图所示，缺氧区和深度处理区池壁上分別设置有进水管11和出水管17，进水管11和出水管17均采用PVC材质。太阳能气泵站20进ー步包括太阳能电池板21、太阳能专用控制器22、铅酸蓄电池23和空气泵对，太阳能电池板21安装在太阳能泵2户外，太阳能专用控制器22、铅酸蓄电池23和空气泵M设置在太阳能泵站2内部，太阳能电池板21、铅酸蓄电池23和空气泵 24依次连接，太阳能专用控制器22分別与太阳能电池板21和铅酸蓄电池23连接。太阳能电池板21为铅酸蓄电池23充电，再由铅酸蓄电池23向空气泵M供电，铅酸蓄电池23满电状态可以满足至少3-4天用电需求。太阳能专用控制器22功能为控制充放电开关，空气泵M提供的溶气压カ为0. 2-0. 4Mpa。水体气提装置30通过输气管道12与气泵5连接，输气管道12和水体气提装置 30均采用PVC材质。水体气提装置30通过固定管夹固定在中间导流廊道13池壁上，其进水口为吸水喇叭ロ 31，吸水喇叭ロ 31直径宜为水体气提装置30直径的1. 5倍，水体气提装置30气水比为7 10 1，回流量比取30-60%，来水经过水体气提装置30从回流廊道 14输送回初始生态塘10即缺氧区中，在此过程中，部分水体在好氧区内将加速循环，部分水体则进入深度处理区进行处理。回流廊道14位于中间导流廊道13的中部，并且出口位于水位较高处，其管径大小由水量回流比和流速決定。下面以在云南洱海流域实施例对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。实施例1 本实施例位于云南洱海流域北部罗时江河流子流域，工程服务对象为罗时江下游黑泥沟支流河水，在平水期和枯水期部分河道河水被引入系统中，经过生态塘净化处理后返回河道，其目的在于对部分罗时江河水进行旁路净化处理，削减罗时江输入洱海的污染负荷。工程设计处理能力为lOOt/day，该生态塘采用双廊道式结构，墙体采用砖砌结构，尺寸为20m*12. 5m*4. an(L*W*H)，有效水深为細，水利停留时间为10天，过水廊道宽度为3. 5m,回流廊道位于中间导流廊道中部，管道直径为Dm75mm，气泵提供的溶气压カ为 0.4Mpa，气液比为10 1，塘内外输气管和气提装置均采用PVC材质，水量回流比为60%， 塘中缺氧区、好氧区以及深度处理区水力停留时间比为5 3 5，深度处理区种植浮水植物凤眼莲。太阳能泵站建设在生态塘旁空地，太阳能电池板输出功率为2.8kw，额定电压 48V，铅酸蓄电池为Mf2V/600AH电池串联，变压器为DC48V-DC12V，气泵为12V/120w，输气管管径为DmOOmm。工程实施考察期为2个月份，该系统进出水水质监测结果如下表(単位mg/L)，參照地表水环境质量标准(GB3838-20(^)，河水经过该生态塘系统，水质总体能够提升1到2 个等级。
权利要求
1.一种水体循环流动充氧的生态塘系统，其特征在于所述生态塘系统建设双廊道式的生态塘污水处理系统，包括生态塘、太阳能气泵站和水体气提装置，所述生态塘中部设置有中间导流廊道，将所述生态塘划分为缺氧区、好氧区和深度处理区三个功能区，且所述中间导流廊道中部设置有回流廊道；所述太阳能气泵站设置在所述生态塘ー旁；所述水体气提装置设置在所述好氧区和深度处理区之间，其进水口通过输气管道与所述太阳能气泵站连接，出水ロ与所述回流廊道连接，用以将所述好氧区内的水气体至所述回流廊道输送回所述缺氧区内。
2.根据权利要求1所述的水体循环流动充氧的生态塘系统，其特征在于所述生态塘有效水深为3-細。
3.根据权利要求1所述的水体循环流动充氧的生态塘系统，其特征在于所述缺氧区、 好氧区和深度处理区三者水力停留时间比为5 3 5。
4.根据权利要求1所述的水体循环流动充氧的生态塘系统，其特征在于所述深度处理区中选种当地耐污能力强的优势水生植物。
5.根据权利要求1所述的水体循环流动充氧的生态塘系统，其特征在于所述水体气提装置采用固定管夹固接在所述中间导流廊道的池壁上。
6.根据权利要求1所述的水体循环流动充氧的生态塘系统，其特征在于所述水体气提装置气水比为7 10 1。
7.根据权利要求1所述的水体循环流动充氧的生态塘系统，其特征在于所述回流廊道管道开ロ位于水位较高处，水体回流比为30%-60%，管径大小根据回流比和流速要求決定。
8.根据权利要求1所述的水体循环流动充氧的生态塘系统，其特征在于所述太阳能气泵站进ー步包括太阳能电池板、太阳能专用控制器、铅酸蓄电池和空气泵，所述太阳能电池板设置在所述太阳能泵站外部，所述太阳能专用控制器、铅酸蓄电池和空气泵设置在所述太阳能泵站内部，所述太阳能电池板、铅酸蓄电池和空气泵依次连接，所述太阳能专用控制器分別与所述太阳能电池板和铅酸蓄电池连接。
全文摘要
一种水体循环流动充氧的生态塘系统，该生态塘系统建设双廊道式的生态塘污水处理系统，包括生态塘、太阳能气泵站和水体气提装置，生态塘中部设置有中间导流廊道，将生态塘划分为缺氧区、好氧区和深度处理区三个功能区，且中间导流廊道中部设置有回流廊道；太阳能气泵站设置在生态塘一旁；水体气提装置设置在好氧区和深度处理区之间，其分别与太阳能气泵站和回流廊道连接，用以将好氧区内的水气体至回流廊道输送回缺氧区内。该系统能够增加生态塘内水体流动性和水体溶解氧，较好的平衡塘内菌藻共生系统，充分发挥细菌、藻类和植物对污水的联合净化作用，并具有投资和运行成本低，维护简单，处理效果好的优点。
文档编号C02F3/30GK102531170SQ20111044062
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者叶利升, 孔海南, 尚晓, 张真, 王欣泽 申请人:上海交通大学