一种用于农村污水脱氮除磷的多级串、并联人工湿地系统的制作方法
【专利摘要】一种用于农村污水脱氮除磷的多级串、并联人工湿地系统，包括表面流人工湿地单元、垂直潜流人工湿地单元、水平潜流人工湿地单元，表面流人工湿地单元连接垂直潜流人工湿地单元，垂直潜流人工湿地单元连接水平潜流人工湿地单元；表面流人工湿地单元为人工湿地系统的初始处理单元，内种植浮水植物，下部布置基质层，与其后的垂直潜流人工湿地单元串联；垂直潜流人工湿地单元为人工湿地系统的中间处理单元，并行联接有两个垂直潜流人工湿地，内种植挺水植物，从上到下依次有布水管网、布水层、基质层、排水管网的排水层，与其后的水平潜流人工湿地单元串联；水平潜流人工湿地单元为人工湿地系统的末端处理单元，内种植挺水植物，沿来水方向从前至后依次有布水管的布水层、基质层、含有排水管的排水层和出水管。本实用新型能高效脱氮除磷、造价低廉、运行费用低、维护管理方便，实现农村污水经济有效处理。
【专利说明】一种用于农村污水脱氮除磷的多级串、并联人工湿地系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种人工湿地系统，尤其涉及一种用于农村污水脱氮除磷的多级串、并联人工湿地系统。
【背景技术】
[0002]随着经济与技术发展，中国环境污染出现了一个新趋势，环境污染正从城市迅速扩散到农村。农村污水污染是农村环境污染的主要表现，它造成的环境污染不仅是农村水源地潜在的安全隐患，还会直接威胁河流与湖泊的富营养化状态，加剧淡水资源的危机，危害农民的生存发展。中国“十二五”规划提出了加快社会主义新农村建设的重大历史任务，因此，治理农村环境污染刻不容缓。
[0003]农村污水包括生产污水和生活污水两个方面。特点是基本不含重金属和有毒有害物质，含有一定量的氮和磷，可生化性好，但水质水量变化较大，污水集中收集处理难度较大。针对中国农村地区资金短缺、能源不足的情况，采取一次性投资低、能耗低、运行稳定、运行费用低、维护管理方便的实用技术是解决中国农村污水污染问题的主要途径。
[0004]目前，从农村污水治理现状来看，我国尚缺少符合农村实际情况的污水处理工艺和方法，多数农村采用明渠或自然沟渠排放污水和雨水，少数农村采用城镇污水处理方法使得工程动力消耗大、操作管理复杂、运行成本高、脱氮除磷效率低下。因此，基于上述情况，迫切需要提供能高效脱氮除磷、造价低廉、运行费用低、维护管理方便，实现农村污水经济有效处理的一种用于农村污水脱氮除磷的多级串、并联人工湿地系统。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种用于农村污水脱氮除磷的多级串、并联人工湿地系统，该人工湿地系统能高效脱氮除磷、造价低廉、运行费用低、维护管理方便，实现农村污水经济有效处理。
[0006]本实用新型是这样来实现的，它包括表面流人工湿地单元、垂直潜流人工湿地单元、水平潜流人工湿地单元，其特征是表面流人工湿地单元连接垂直潜流人工湿地单元，垂直潜流人工湿地单元连接水平潜流人工湿地单元。表面流人工湿地单元为人工湿地系统初始处理单元，内种植睡莲、凤眼莲和浮萍等浮水植物，下部布置基质层，保持持续进出水，与其后的垂直潜流人工湿地单元串联；垂直潜流人工湿地单元为人工湿地系统的中间处理单元，并行联接有两个垂直潜流人工湿地单元，内种植芦苇、香蒲和美人蕉等挺水植物，从上到下依次有布水管网、布水层、基质层、排水管网的排水层，实行轮流进水和持续出水，与其后的水平潜流人工湿地单元串联；水平潜流人工湿地单元为人工湿地系统的末端处理单元，内种植芦苇、香蒲和美人蕉等挺水植物，沿来水方向从前至后依次有布水管的布水层、基质层、含有排水管的排水层和出水管，保持持续进出水。
[0007]本实用新型的技术效果是:多级串、并联人工湿地系统能高效脱氮除磷、造价低廉、运行费用低、维护管理方便，实现农村污水经济有效处理。【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型的一种用于农村污水脱氮除磷的多级串、并联人工湿地系统的剖面结构示意图。
[0009]图2是本实用新型的一种用于农村污水脱氮除磷的多级串、并联人工湿地系统的立体透视结构示意图。
[0010]在图中，1、表面流人工湿地单元 2、垂直潜流人工湿地单元 3、水平潜流人工湿地单元 4、浮水植物 5、表面流人工湿地单元基质层 6、挺水植物 7、垂直潜流人工湿地单元布水管网 8、垂直潜流人工湿地单元布水层 9、垂直潜流人工湿地单元基质层 10、垂直潜流人工湿地单元排水管网 11、垂直潜流人工湿地单元排水层12、水平潜流人工湿地单元布水管 13、水平潜流人工湿地单元布水层 14、水平潜流人工湿地单元基质层 15、水平潜流人工湿地单元排水管 16、水平潜流人工湿地单元排水层 17、水平潜流人工湿地单元出水管 18、表面流人工湿地单元进水口 19、表面流人工湿地单元出水口 20、垂直潜流人工湿地单元通气管 21、垂直潜流人工湿地单元前端止水阀 22、系统出水管止水阀。
【具体实施方式】
[0011]实施例1
[0012]如图1、如图2所示，本实用新型是这样来实现的，它包括表面流人工湿地单元1、垂直潜流人工湿地单元2、水平潜流人工湿地单元3，其特征是:表面流人工湿地单元I为人工湿地系统初始处理单元，内种植浮水植物4，下部布置基质层5，保持持续进出水，与其后的垂直潜流人工湿地单元2串联；垂直潜流人工湿地单元2为人工湿地系统的中间处理单元，并行联接有两个垂直潜流人工湿地单元2，内种植芦苇、香蒲和美人蕉等挺水植物6，从上到下依次有布水管网7、布水层8、基质层9、排水管网10的排水层11，实行轮流进水和持续出水，与其后的水平潜流人工湿地单元3串联；水平潜流人工湿地单元3为人工湿地系统的末端处理单元，内种植芦苇、香蒲和美人蕉等挺水植物6，沿来水方向从前至后依次有布水管12的布水层13、基质层14、含有排水管15的排水层16和出水管17，保持持续进出水。
[0013]表面流人工湿地单元I为一个长方形体，长宽比为0.5:1-3:1，高度为1-1.5米，单元底部铺湿地基质，基质由粗砂、砾石、钢渣、高炉渣和钛渣组成，基质层5厚度为0.4-0.8米，水面内种植睡莲、凤眼莲和浮萍等浮水植物4，定期清除病、死植株，按照污水流入方向设置进水口 18、出水口 19，出水口 19高于湿地基质表面0.2米以上，并与后续的垂直潜流人工湿地单元2通过管道串接，保持单元持续进、出水，垂直潜流人工湿地单元2结构可为原状土、砖混、浆砌石或者钢筋混凝土结构，按照建设区域土壤质地，选择合适池体结构材料。
[0014]垂直潜流人工湿地单元2中由两个垂直潜流人工湿地2组成，每个垂直潜流人工湿地2池体均为长方形体，长宽比为0.5:1-3:1，高度为1-1.5米，从上到下分别为布水管网
7、布水层8，基质层9、排水管网10的排水层11 ;布水管网7的管道采用PVC管，位于布水层8上方，顶端与表面流湿地单元出水管19连接，沿来水方向每50毫米布置直径10毫米的十字花孔；布水层8厚度为10-20厘米，由粒径8-32毫米的鹅卵石组成；基质层9厚度为60-80厘米，由粗砂、砾石、钢渣、高炉渣和钛渣组成，种植芦苇、香蒲和美人蕉等湿地植物6 ;排水管网10的管道采用PVC管，位于排水层11中部、湿地下层，离湿地池底10-15厘米处，每50毫米布置直径10毫米的十字花孔，顶端设置通往湿地上部的垂直通气管20，长度为1.5-2米，底端接出水管道；地下部分管道用规格为400克/米2的土工布包裹三圈，并用镀锌铁丝捆扎；排水层11厚20-30厘米，由粒径8-32毫米的鹅卵石组成；在实施过程中可按顺序从下到上依次铺设即可。垂直潜流人工湿地单元2结构可为原状土、砖混、浆砌石或者钢筋混凝土结构，按照建设区域土壤质地，选择合适池体结构材料。每个垂直潜流人工湿地采用管道并行连接，在各布水管网入口处设置止水阀21，使得表面流湿地单元I的出水每12个小时交替流入其中一个垂直潜流人工湿地2，保持单元持续出水。
[0015]水平潜流人工湿地单元3为一个长方形体，长宽比2:1-3:1，高度为1-1.5米；沿来水方向下降坡度为1%_2%，从前至后设置含有布水管12的布水层13、基质层14、含有排水管15的排水层16、出水管17 ;所述布水管12采用PVC管，顶端与垂直潜流人工湿地单元2的出水管串接，末端水平铺设在布水层13内部，并与来水方向垂直，距单元底部0.7-1.2米，水平方向每50毫米布置直径10毫米的十字花孔；所述布水层13由粒径8-32毫米的鹅卵石组成，与水平潜流人工湿地单元3齐宽，厚度为20-30厘米，从单元底部至该层顶部高度为0.8-1.3米；基质层14厚度根据单元长度减去布水层13和排水层16的厚度计算求得，与水平潜流人工湿地单元3齐宽，基质由粗砂、砾石、钢渣、高炉渣和钛渣组成，种植芦苇、香蒲和美人蕉等湿地植物6 ;排水层16由粒径8-32毫米的鹅卵石组成，与水平潜流人工湿地单元3齐宽，厚度为20-30厘米，从单元底部至该层顶部高度为0.6-1.1米，上覆盖湿地基质0.2米；所述排水管15采用PVC管，顶端水平铺设在布水层16内部，并与来水方向垂直，距单元底部0.2米，水平方向每50毫米布置直径10毫米的十字花孔，末端与出水管17串接；出水管17采用PVC管，沿铅直方向设置三根平行联接的管道，分别安装止水阀22，距离地面高度根据水平潜流人工湿地单元3的高度分别为0.2米、0.4-0.5米、0.6-0.8米。
[0016]实施例2
[0017]净化共青城梓垄乡农村污水实验，使用实施例1所述的用于农村污水脱氮除磷的多级串、并联人工湿地系统，表面流人工湿地长2米、宽I米、高I米，底部铺厚度为0.4米的湿地基质，种植凤眼莲；两个并联的垂直潜流人工湿地各长2米、宽I米、高I米，布水层厚
0.1米，基质层厚0.6米，种植芦苇(植株密度为15株/米2)，排水层厚0.2米；水平潜流人工湿地长2米、宽I米、高I米，布水层厚0.2米、宽I米、高0.8米，基质层厚度为1.6米、宽I米、高0.8米，种植芦苇(植株密度为15株/米2)，排水层厚0.2米、宽I米，高0.6米，出水管距地面高度分别为0.2米、0.4米和0.6米。系统内布水管和排水管均采用直径为25毫米的PVC管，各湿地单元均采用钢筋混凝土结构。应用该人工湿地系统处理引自共青城梓垄乡农村污水，来水中氨氮浓度范围0.1-2.5毫克/升,总氮(以氮计)浓度范围0.5-3.9毫克/升，总磷(以磷计)浓度范围0.1-0.9毫克/升，水力停留时间为52小时，水力负荷为0.25米3/(米2.天)。处理后氨氮的浓度范围0-0.4毫克/升，总氮(以氮计)浓度范围0.3-0.9毫克/升，总磷(以磷计)浓度范围0-0.05毫克/升，系统出水水质明显改善，氮、磷营养盐含量满足地表水环境质量标准(GB3838-2002)中III类水标准。
【权利要求】
1.一种用于农村污水脱氮除磷的多级串、并联人工湿地系统，它包括表面流人工湿地单元、垂直潜流人工湿地单元、水平潜流人工湿地单元，其特征是表面流人工湿地单元连接垂直潜流人工湿地单元，垂直潜流人工湿地单元连接水平潜流人工湿地单元；表面流人工湿地单元为人工湿地系统的初始处理单元，内种植浮水植物，下部布置基质层，与其后的垂直潜流人工湿地单元串联，单元长宽比为0.5:1-3:1，高度为1-1.5米；垂直潜流人工湿地单元为人工湿地系统的中间处理单元，并行联接有两个垂直潜流人工湿地，内种植挺水植物，从上到下依次有布水管网、布水层、基质层、排水管网的排水层，与其后的水平潜流人工湿地单元串联，单元长宽比为0.5:1-3:1，高度为1-1.5米；水平潜流人工湿地单元为人工湿地系统的末端处理单元，内种植挺水植物，沿来水方向从前至后依次有布水管的布水层、基质层、含有排水管的排水层和出水管，单元长宽比为2:1-3:1,高度为1-1.5米。
【文档编号】C02F3/32GK203419819SQ201320443267
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年7月24日 优先权日:2013年7月24日
【发明者】付莎莎, 许新发, 袁铮, 孙晶晶, 冯倩, 万小庆, 邓坤, 胡久伟 申请人:江西省水利科学研究院