专利名称：一种保温式农村生活污水人工湿地处理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于污水处理技术领域，尤其是一种保温式农村生活污水人工湿地处理系统。
背景技术：
随着我国农村地区经济的发展和农民生活方式的转变，农村生活污水产生量逐年增多，其造成的环境污染问题日益突出，加之缺少污水处理设施，使农村的水污染问题更加严重。农村大部分地区的河、湖等水体普遍受到污染，饮用水水质安全受到严重威胁，直接危害农民的身体健康，严重影响农村地区的环境卫生，极易导致一些流行性疾病的发生与传播。农村生活污水具有与城市污水不同的特点，农村生活污水主要是洗涤、沐浴和部分卫生洁具排水，水量因地区经济程度的差异而不同。农村生活污水一般具有排量少、所含有机物浓度相对偏高、日变化系数大(一般在3. O 5. O之间)、间歇排放等特点。农村污水主要有以下四个方面的特征(1)农村人口分布较为分散，污水一般间歇排放且排放量较少；(2)污水管网收集系统不健全，污水处理率低；(3)污水中污染物浓度相对较高，可生化性强；(4)水质及水量随季节、昼夜变化较大，日变化系数大。针对农村生活污水的上述特点，农村生活污水的处理有如下要求(I)农村(镇)人口较少，分布广而且分散，生活污水水质、水量波动性大，排水管网很不健全，因此所选污水处理工艺应抗冲击负荷能力强，且宜就近单独处理；(2)村镇经济力量薄弱，因此污水处理应充分考虑造价低、运行费用少、低能耗或无能耗的工艺；(3)村镇缺乏污水处理专业人员，所选工艺应运行管理简单，维护方便。目前，在农村生活污水处理 上，生化法由于处理效果好、运行费用低、运行效果稳定而成为主导工艺，其中，人工湿地污水处理技术是符合生态学观点和可持续发展理论的一种方法，其针对农村分散居住的特点，以人工湿地分散处理农村污水且在各户或各村就近单独处理是比较优秀的方案。生活污水中的有机物和氮磷营养盐，是人工湿地中微生物和水生植物养分，水生植物在生长的同时净化了污水；该种方式动力消耗少，投资小，而且操作简单、容易维护；选用有经济价值的水生植物，在净化污水的同时还可产生经济效益。但是，现有的农村生活污水人工湿地处理系统存在以下问题(I)由于农村生活污水有机物浓度较高且存在较多的悬浮物质，采用单一人工湿地处理污水时，湿地出水水质不能得到保证，特别是由于有机负荷较高导致微生物在湿地中大量生长繁殖，再加上湿地填料对污水中悬浮物质的截留和过滤作用，所以随着湿地系统的运行，湿地系统孔隙率降低，造成湿地系统堵塞，污水不能正常通过湿地，湿地系统不能正常运行。堵塞后湿地系统不能处理污水，自身难以恢复；只有通过更换填料和重新配置植物解决，这会加大湿地的投资和运行成本。(2)人工湿地处理农村生活污水的效果受温度条件的影响较大一方面，低温条件下湿地植物不能正常生长，无法依靠湿地植物吸收污水中氮磷营养盐，湿地出水氮磷指标不能达到标准；另一方面，低温条件下湿地填料和植物根系中微生物数量少、活性低，不能有效去除污水中的污染物。因此在低温条件下，人工湿地处理农村生活污水时效果较差，无法达到预期目的。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种保温式农村生活污水人工湿地处理系统，解决了单一人工湿地技术湿地容易堵塞、填料和植物更换费用高的问题，同时保证了北方冬季低温条件下的正常运行。本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的一种保温式农村生活污水人工湿地处理系统，包括串联在一起的预处理部分和人工湿地部分，所述的预处理部分由依次连接的格栅池、调节池、污水提升系统、接触氧化池和沉淀池构成，人工湿地部分由水平潜流湿地和垂直流湿地串联构成，其中，接触氧化池、沉淀池以及人工湿地部分设置在温室或保温大棚内。而且，所述的调节池为钢筋混凝结构，或采用聚乙烯标准罐体，该调节池采用地下埋设并在调节池上面覆1 1. 5m的土层。而且，所述的污水提升系统由两台主备机工作方式的不锈钢潜污泵构成，用于将调节池稳定后的农村生活污水提升至接触氧化池中。而且，所述的接触氧化池为钢筋混凝土结构，或由玻璃钢制成，该接触氧化池采用半地下埋设。而且，所述的接触氧化池池底设置穿孔管并安装多个与鼓风机连接的曝气头。而且，在接触氧化池内设有填料层，填料上附着生长的生物膜。而且，所述的沉淀池为钢筋混凝土结构，或由玻璃钢制成，该沉淀池池采用半地下埋设。而且，所述的水平潜流湿地设有填料层，该填料层为粒径为30_50mm的碎石，该填料层的厚度为1.0m。而且，所述的垂直流湿地设有三层填料层，该填料层为碎石和粗砂，该填料层总厚度1. 0m，其中底层粒径16-32mm，厚O. 25m,中间粒径8_16mm，厚O. 5m,上层粒径4_8mm，厚
O.25m。而且，所述的格栅池与调节池之间、接触氧化池与沉淀池以及沉淀池与人工湿地之间通过管道相连接并采用自流方式传输。本实用新型的优点和积极效果是1、本实用新型将接触氧化池和沉淀池以及人工湿地部分建设在温室或保温大棚内，保证了室外低温条件下湿地植物可以在温室或保温大棚中正常生长而发挥作用，微生物的活性可以保证，因此在冬季条件下可以正常运行；湿地前采用接触氧化进行预处理，降低了进入湿地污水的负荷，保证了出水水质，避免了湿地的堵塞，节省了湿地填料的更换费用，降低了成本。2、本实用新型能够对农村生活污水的C0D&、BOD5, SS、氨氮、TN和TP有较好的去除效果，其去除率分别达到90%、97%、95%、90%、70%和95%以上，处理出水C0D&、BOD5,SS、氨氮、TN 和 TP 的浓度分别小于 50mg/L、10mg/L、10、15mg/L、5mg/L 和 O. 5mg/L,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)和《城市污水再生利用标准》(GB/T18920/18921-2002)中的生活杂用和景观用水水质标准。3、本实用新型具有处理效果好、运行成本低、易于维护管理等多方面的优点。经过带预处理的保温式组合人工湿地处理，农村生活污水得到净化，可以减少农村地区的环境污染；净化后的出水能够回用于农田灌溉、生活杂用等，可以减少自来水或其他水源的使用，同时温室中的湿地上可以种植花卉等经济植物，具有良好社会效益和经济效益。
图1是本实用新型的系统连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详述。一种保温式农村生活污水人工湿地处理系统，如图1所示，包括串联在一起的预处理部分、人工湿地部分。预处理部分由依次连接的格栅池、调节池、污水提升系统、接触氧化池和沉淀池构成，农村生活污水通过污水总管经格栅池进入到调节池以稳定水量水质，然后通过污水提升系统经接触氧化池进入到沉淀池；人工湿地部分由水平潜流湿地和垂直流湿地串联构成，其中，预处理部分的接触氧化池和沉淀池以及人工湿地部分设置在温室或保温大棚内。下面对系统的各个组成部分分别进行说明调节池用于稳定农村生活污水的水量水质。由于农村生活污水的排放具有间歇性，有时水量大，有时可能断流，因此通过调节池是将间歇排放到其内部的(水量变化)、污染物浓度(水质变化)的农村生活污水在调节池中进行混合以稳定农村生活污水的水量水质。调节池采用钢筋混凝土结构，也可以是聚乙烯(PE)材料的标准罐体，并采用地埋式结构以利于保温，通过在其上面覆I 1. 5m的土层来达到保温及不影响土地使用功能的目的。当使用标准罐体作为调节池时，应考虑罐体的抗压强度，在地下水位较高的地区还应采用防罐体上浮措施。
污水提升系统采用两台不锈钢潜污泵通过管道将调节池稳定后的农村生活污水提升至接触氧化池中，此后污水在后续系统中完全自流，降低了污水处理的运行费用。污水提升系统采用一台不锈钢潜污泵做主机，另一台不锈钢潜污泵做备机的主备机工作方式，能够保证系统的稳定工作。接触氧化池为钢筋混凝土结构，或由玻璃钢制成，接触氧化池采用半地下埋设，并建设在温室或保温大棚内以利于保温。接触氧化池中内设有填料，填料淹没在污水中，填料上长有生物膜，污水在与生物膜的接触过程中，水中的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物膜。在接触氧化池池底设置穿孔管并安装多个曝气头，曝气头采用变微孔曝气器，通过罗茨风机进行鼓风曝气，以提供微生物所需要的氧气，在曝气的作用下生物膜对污水中污染物进行吸附、降解，污水得到净化，同时生物膜得到增殖，老化的生物膜脱落，从填料上脱落的生物膜，随水自流到沉淀池被除去。接触氧化池与沉淀池通过管道相连接，接触氧化池出水通过管道自流至沉淀池。沉淀池为钢筋混凝土结构，或由玻璃钢制成，该沉淀池采用半地下埋设，并建设在温室或保温大棚内以利于保温。接触氧化池出水通过管道自流到沉淀池后进行沉淀处理，经过重力沉降作用去除污水中老化的生物膜。沉淀池与人工湿地通过管道相连接，沉淀池出水通过管道自流至人工湿地。人工湿地由水平潜流和垂直流湿地串联组合构成，并建设在温室或保温大棚内以利于保温。其中，水平潜流湿地设有厚度为1. Om的填料层，该填料层为粒径为30-50mm的碎石；垂直流湿地设有三层填料层，该填料层为碎石和粗砂，填料层总厚度1.0m，其中底层粒径16-32mm，厚O. 25m，中间粒径8_16mm，厚O. 5m,上层粒径4_8臟，厚O. 25m ;通过水平潜流湿地的大小控制投配负荷为O. 2m/d、停留时间为5d，通过垂直流潜流湿地的大小控制投配负荷为O. 5m/d、停留时间为2d，湿地填料中的微生物对污水中残留的有机污染物进行进一步的降解，同时湿地中种植的水生植物也可以吸收污水中的氮磷污染物。本系统将接触氧化池、沉淀池、人工湿地建在温室或保温大棚内以利于保温，适用于冬季比较寒冷的地区。温室或保温大棚，可以采用普通温室、二代日光温室或塑料拱棚等，具体选用何种由建设地的朝向和建设者的经济情况来选择。人工湿地中种植水生植物，如芦苇、菖蒲、水芹等，或者种植水生花卉等观赏植物以增加效益，人工湿地采用水平潜流和垂直流串联的组合形式，具有较好的B0D5、C0Dra、SS净化效果，还可以去除氮、磷等富营养化物质。经过湿地处理后的出水可以达标排放，运行良好的湿地出水还可以作为回用水源使用。需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式
中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的 其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种保温式农村生活污水人工湿地处理系统，包括串联在一起的预处理部分和人工湿地部分，其特征在于所述的预处理部分由依次连接的格栅池、调节池、污水提升系统、接触氧化池和沉淀池构成，人工湿地部分由水平潜流湿地和垂直流湿地串联构成，其中，接触氧化池、沉淀池以及人工湿地部分设置在温室或保温大棚内。
2.根据权利要求1所述的一种保温式农村生活污水人工湿地处理系统，其特征在于所述的调节池为钢筋混凝结构，或采用聚乙烯标准罐体，该调节池采用地下埋设并在调节池上面覆I 1. 5m的土层。
3.根据权利要求1所述的一种保温式农村生活污水人工湿地处理系统，其特征在于所述的污水提升系统由两台主备机工作方式的不锈钢潜污泵构成，用于将调节池稳定后的农村生活污水提升至接触氧化池中。
4.根据权利要求1所述的一种保温式农村生活污水人工湿地处理系统，其特征在于所述的接触氧化池为钢筋混凝土结构，或由玻璃钢制成，该接触氧化池采用半地下埋设。
5.根据权利要求4所述的一种保温式农村生活污水人工湿地处理系统，其特征在于所述的接触氧化池池底设置穿孔管并安装多个与鼓风机连接的曝气头。
6.根据权利要求4所述的一种保温式农村生活污水人工湿地处理系统，其特征在于在接触氧化池内设有填料层，填料上附着生长的生物膜。
7.根据权利要求1所述的一种保温式农村生活污水人工湿地处理系统，其特征在于所述的沉淀池为钢筋混凝土结构，或由玻璃钢制成，该沉淀池池采用半地下埋设。
8.根据权利要求1所述的一种保温式农村生活污水人工湿地处理系统，其特征在于所述的水平潜流湿地设有填料层，该填料层为粒径为30-50_的碎石，该填料层的厚度为1.Om0
9.根据权利要求1所述的一种保温式农村生活污水人工湿地处理系统，其特征在于所述的垂直流湿地设有三层填料层，该填料层总厚度1.0m，其中底层粒径16-32mm，厚O.25m,中间粒径8-16mm，厚O. 5m,上层粒径4_8mm，厚O. 25m。
10.根据权利要求1至9任一项所述的一种保温式农村生活污水人工湿地处理系统，其特征在于所述的格栅池与调节池之间、接触氧化池与沉淀池以及沉淀池与人工湿地之间均通过管道相连接并采用自流方式传输。
专利摘要本实用新型涉及一种保温式农村生活污水人工湿地处理系统，包括串联在一起的预处理部分和人工湿地部分，其主要技术特点是所述的预处理部分由依次连接的格栅池、调节池、污水提升系统、接触氧化池和沉淀池构成，人工湿地部分由水平潜流湿地和垂直流湿地串联构成，其中，接触氧化池、沉淀池以及人工湿地部分设置在温室或保温大棚内。本实用新型将接触氧化池和沉淀池以及人工湿地部分建设在温室或保温大棚内，保证了室外低温条件下湿地植物可以在温室或保温大棚中正常生长而发挥作用，保证了冬季条件下的正常运行；采用接触氧化进行预处理，降低了进入湿地污水的负荷，保证了出水水质，避免了湿地的堵塞，节省了湿地填料的更换费用，降低了成本。
文档编号C02F3/32GK202898113SQ20122052110
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月12日 优先权日2012年10月12日
发明者张伟玉, 石利军, 董晋峰 申请人:天津农学院