专利名称：空心砖自动增氧型人工湿地装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于污水处理的人工湿地装置，特别涉及一种用于处理富营养化污水的湿地净化装置。
背景技术：
人工湿地是一种新型的废水处理技术，是由人工优化模拟湿地系统而建造的具有生态系统综合降解功能，且可人为监督控制的处理系统。它是为充分发挥湿地生态系统的废水处理功能，提高污水净化效果而构筑，其污水净化功能是天然湿地系统所不可比拟的。 它在维持生态平衡，保护生物多样性方面有其独到的作用。它克服了在污水处理中使用化学方法易造成二次污染和物理方法治标不治本的缺点，具有投资小、处理效果好、运行维护方便等优点。但在近年的研究和工程实践中，人工湿地技术的缺陷也逐渐显现出来湿地系统易堵塞，导致系统缺氧而降低处理效果。相关分析表明湿地系统内部供氧不足形成的缺氧环境是人工湿地净化能力底下的主要原因。因此，要提高湿地的脱氮除磷效果，关键在于改善湿地的供氧环境，增加溶解氧含量，从而提高湿地系统的净化能力。人工强化曝气虽可显著提高湿地系统内部溶解氧含量，增强湿地系统的净化能力，但湿地系统相对复杂，并需能耗，从而提高了废水处理成本。
发明内容
本发明发明的目的在于提供一种用于污水处理的自动增氧型人工湿地装置。本发明的发明目的是通过如下技术措施实现的
一种用于污水处理的人工湿地装置，包括进水口、人工湿地床体、集水槽和出水口，所述人工湿地床体特征在于湿地床体内部由湿地填充基质以及页岩空心砖构成，湿地系统底部有一集水槽，收集经湿地系统处理后的废水。为了增强湿地系统内部供氧能力，从而提高富营养化水体有机物的净化效果，故在湿地系统内部填充页岩空心砖，通过页岩空心砖的孔隙对湿地系统内部自动供养。为了进一步提高本发明湿地系统的净化能力，上述湿地系统填充基质粒径和填充厚度均进行过人工筛选。填充的基质包括三种沙土、炉渣和砾石。炉渣粒径3 20 mm，优选I一10mm ;碌石粒径5 35mm,优选10—20mm。 乐石填充厚度50 250mm,优选1 50mm ； 炉禮:填充厚度150 300mm,优选200mm ;碌石填充厚度50 250mm,优选150mm。为了进一步提高本发明湿地系统的净化能力，本湿地净水方式采用间歇式进水， 利用未进水的时段进一步补充湿地系统内部氧含量，从而提高湿地系统内部自动供氧能力。本发明的有益效果是
由于在湿地系统内部填充了页岩空心砖，增加了湿地系统内部的供氧能力，提高了水中溶解氧浓度，增强了湿地系统的净化能力。经实验结果显示，添加页岩空心砖的湿地系统净化能力比不填充空心砖的湿地系统总氮提高了 12. 6 18. 9%、总磷提高了 6. 6% 9. 2%。
由于本实用人工湿地系统填充基质沙土、炉渣和砾石的粒径以及填充厚度均进行了筛选，实现了基质粒径和填充厚度的优化组合，提高湿地系统的净化能力。本发明人工湿地系统装置结构简单、设置合理，在无需能耗的情况下实现自动供氧，处理效果理想。
图I为本发明人工湿地装置的所用的页岩空心砖。图2为本发明人工湿地装置的侧面示意图。图3为本发明人工湿地装置的立体示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明作进一步说明，但并不因此将本发明限定在以下具体方式之中。实施例I
一种用于污水处理的人工湿地装置，湿地系统尺寸为200cmX90cmX75cm (LXffXH)； 包括设置在湿地系统顶端的布水管I、湿地填充基质2 (沙土)、页岩空心砖(3)、湿地填充基质4 (炉渣)、湿地填充基质5 (砾石)、集水槽6以及出水口 7，所述湿地系统中页岩空心砖横放，空心砖之间不加任何粘接物，空心砖层逐渐向下凹20° —30° (如图2所示)，使废水从中下渗，不至将空心砖内充满从而降低供氧能力。湿地两侧空心砖与大气相通，便于自动供氧，如图3所示。在自然状态下，将采集到的西伯利亚鸢尾直接种植于湿地的表层土壤中，用自来水稳定14天。待植株稳定后，从布水管进水处理。按照实验测定结果，西伯利亚鸢尾人工湿地系统处理畜禽养殖废水的最佳水力停留时间为6d，最佳进水量按下列公式计算
Q=Fqt/0. 0365 式中
Q——废水设计流量，m3/d ；
F—人工湿地占用的土地面积，hm2 ；
q-7jC力负荷，mm/d,本试验中q取100mm/d
t—水力运行时间，d。O. 0365——换算系数。经计算，该系统的最佳进水量为2. 9m3，故进水流速为为O. 33cm3/s。为进一步提高湿地系统的自动供养能力，试验中采用间歇式进水方式。系统上午8点进水，每次进水为 6d,然后停止进水Id。即每次运行周期为Id,其中污水在反应器中的停留时间为6d,6d后排水，接下来的Id反应器进入停休阶段。上述构建的人工湿地系统对畜禽废水中总氮总磷的净化效果理想，对富营养化废水中总氮去除率达79— 89%，总磷去除率达81 — 88%，其净化能力比不填充空心砖的湿地系统总氮提高了 12. 6 18. 9%、总磷提高了 6. 6% 9. 2%。
权利要求
1.一种用于污水处理的人工湿地装置，包括布水管(2)、填充基质(3、4、5)、页岩空心砖(6)、集水槽(7)、出水口(8)，所述湿地系统中页岩空心砖横放，空心砖之间不加任何粘接物，空心砖层逐渐向下凹20° — 30° (如图3所示)，使废水从中下渗，不至将空心砖内充满从而降低供氧能力。
2.所述人工湿地系统两侧空心砖与大气相通，便于自动供氧。
3.如权利要求I所述的装置，其特征在于所填充基质粒径和填充厚度均经过筛选，炉禮:粒径3 20 mm,优选I一10mm ;碌石粒径5 35mm,优选10—20_。
4.石乐石填充厚度50 250mm,优选150mm;炉禮:填充厚度150 300mm,优选200mm ;石乐石填充厚度50 250mm,优选150mm。
5.如权利要求I所述的装置，其特征在于采用间歇式进水。
6.每次进水时间为6d,然后停休Id。
全文摘要
空心砖自动增氧型人工湿地装置，一种用于污水处理的人工湿地系统装置，包括布水管、湿地填充基质(沙土、炉渣、砾石)、页岩空心砖、集水槽以及出水口，所述湿地系统中页岩空心砖横放，空心砖之间不加任何粘接物，空心砖层逐渐向下凹20°～30°，使废水从中下渗，不至将空心砖内充满从而降低供氧能力。湿地两侧空心砖与大气相通，便于自动供氧。同时还对填充基质粒径和填充厚度进行了筛选，寻找出最佳的基质粒径和填充厚度，提高了湿地对废水中磷的吸附能力，增强了湿地系统的净化能力。总之，本发明结构简单、合理，对富营养化水体处理效果理想。
文档编号C02F3/32GK102583750SQ20121000988
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月12日 优先权日2012年1月12日
发明者夏红霞, 朱启红, 李强 申请人:重庆文理学院