一种净化含洗衣废水的屋顶雨水的人工湿地系统的制作方法

本发明属于污水处理装置，具体涉及一种净化含洗衣废水的屋顶雨水的人工湿地系统。

背景技术：

随着城市化进程的推进，建筑屋面的排水问题日益突出，进行雨污分流迫在眉睫。然而在居住建筑中，洗衣机常常被置于阳台上。由于阳台没有设置污水管道，洗衣废水往往被排入屋面外的雨水管中，混入建筑屋顶雨水，进而直接排入受纳水体。由于洗衣废水中含有表面活性剂、氮、磷等多种污染物，必然会影响雨水管中的水质，进而对河流水质造成污染。将垂直流人工湿地系统应用于含洗衣废水的建筑屋顶雨水的分离净化未见专利文献报道。

人工湿地作为一种新型生态污水处理技术，由于具有投资省、运行费用低、操作简便、处理效果好等诸多优势，在各类有机污(废)水的处理及微污染水体的生态修复中得到了迅速的发展和推广应用。人工湿地可分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直流人工湿地，垂直流人工湿地中的水流综合了表面流人工湿地和潜流人工湿地的特性，水流在基质床中呈自上而下的垂直流动，水流流经床体后被铺设在出水端底部的集水管收集而排出处理系统，垂直流人工湿地具有更好的脱氮除磷效果。

技术实现要素：

发明目的：本发明提供了一种分离净化含洗衣废水的建筑屋顶雨水的垂直流人工湿地系统，可以对降雨期进入雨水管道的初期雨水以及非降雨期进入雨水管道的洗衣废水进行净化，再进行排放或随雨水一起进入雨水管网系统。

技术方案：本发明所述的一种净化含洗衣废水的屋顶雨水的人工湿地系统，包括依次连接的雨污分流井、布水管、湿地处理区、集水管和泄洪沟，雨污分流井内设置分流阀，雨污分流井出水口分别连接泄洪沟和布水管，布水管在湿地处理区上方，集水管在湿地处理区底部，湿地处理区由垂直过滤层组成。

洗衣废水中一般含有大颗粒的杂质，为了避免堵塞湿地处理区，还可在雨污分流井和布水管之间设置沉砂池。沉砂池池底设有沉砂斗，废水中相对密度大于2.65的大颗粒杂质通过重力沉降分离，洗衣废水经过沉砂池的初步沉降分离后，流入布水管。

洗衣废水的流量较大，为了达到均匀布水的目的，还可在雨污分流井和布水管之间设置配水渠。

所述配水渠设置在沉砂池后1/2段，水流经渠断面从沉砂池跌落至配水渠，与沉砂池连接一面的渠断面设置为锯齿状，锯齿状断面具有一定的均匀布水的效果。

为了使废水能较均匀的分布在湿地处理区表面，所述布水管出水端设置分支管道，所述分支管道沿湿地处理区横向排列、纵向排列或纵横交错排列，分支管道表面布孔。

所述湿地处理区分为上层基质层、中层基质层和下层基质层，所述上层基质层填充土壤或细沙，土壤较适宜植物的生长而细沙在湿地运行中较不容易发生堵塞，上层基质可截留大部分悬浮物和杂质，基质中的好氧微生物也可去除水中大部分有机物；所述中层基质层填充沸石或钢渣，要处理的污水中含有较高水平的氨氮，可以填充较多的沸石以增强去除效果，或者污水中磷含量较高也可以考虑填充除磷材料钢渣；所述下层基质层填充砾石或炉渣，其缺氧状态有利于微生物对污染物的净化，并对含磷污染物具有进一步的吸附效果，对出水也具有较好的布水效果。

在湿地处理区种植湿地植物，如黄菖蒲、花叶芦竹、香蒲等，既可以合理利用湿地处理区美化环境，植物的根茎还可对洗衣废水进行净化。

工作原理：当暴雨流入雨水管道内流量较大，雨污分流井内水位高时，分流阀开启，雨水排入泄洪沟；当洗衣废水流入管道内流量较小，雨污分流井内水位低时，分流阀关闭，洗衣废水通过雨污分流井进入布水管；洗衣废水经布水管垂直流入湿地处理区，经湿地处理区的垂直过滤层分离净化后，由集水管收集汇入泄洪沟排出。

有益效果：1、洗衣废水经过适当的处理才进入雨水管网系统或者排入河流，避免了对河流的污染；2、在湿地处理区前端设置雨污分流装置和沉砂池，保护湿地免受暴雨的冲击，还可以避免因进水中掺杂大量杂质而使湿地系统堵塞，可以维持湿地良好的运行条件；3、垂直流人工湿地处理系统占地面积相对较小，对洗衣废水的脱氮除磷效果较好，另外湿地还兼具美化环境的功能。

附图说明

图1为本发明的平面布置图；

图2为本发明的断面图m-m；

图3为本发明的断面图n-n；

图4为本发明的断面图l-l；

图5为雨水进入雨污分流井分流原理断面示意图；

图6为洗衣废水进入雨污分流井分流原理断面示意图；

图7为湿地处理区底部集水管示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，一种净化含洗衣废水的屋顶雨水的人工湿地系统，包括依次连接的雨污分流井1、沉砂池2、配水渠3、布水管4、湿地处理区7、集水管5和泄洪沟6。如图5和图6所示，雨污分流井1的进水口连接建筑屋顶雨水管1-1，出水口分别连接泄洪沟6和沉砂池2，雨污分流井1中设置分流阀1-2和过滤网1-3，当暴雨流入雨水管内流量较大，雨污分流井1内水位高于通向泄洪沟6的管道高度时，分流阀1-2开启，雨水排入泄洪沟6；当洗衣废水流入雨水管内流量较小，雨污分流井1内水位低于通向泄洪沟6的管道高度时，分流阀1-2关闭，洗衣废水通过雨污分流井1溢流堰进入沉砂池2。

如图2所示，沉砂池2池底设有沉砂斗，废水中相对密度大于2.65的大颗粒杂质通过重力沉降分离。沉砂斗容积应按2天内沉砂量计算，按每户每日排放的洗衣废水沉砂量为0.3l计算，沉砂斗斗壁的坡度不小于55°，沉砂池池底具有倾向沉砂斗的坡度，坡度不小于0.1。配水渠3设置在沉砂池2后1/2段，渠断面为锯齿状断面，配水渠3的顶部低于沉砂池2的顶部，洗衣废水从沉砂池2流入配水渠3。布水管4的进水端设在配水渠3的底部，洗衣废水可通过配水渠3底部的斜坡(i＝0.1)汇入布水管4，布水管4的出水端设置分支管道，管道表面均匀布孔，使废水能较均匀的分布在湿地表面。

如图3所示，布水管4位于湿地处理区7上方0.6m高处，布水管4的分支管道沿湿地处理区7纵向均匀排列，洗衣废水经布水管4垂直流入湿地处理区7。湿地处理区7由上层基质层7-1、中层基质层7-2，下层基质层7-3构成，基质的选用考虑级配，从下往上粒径逐渐变小。上层基质层7-1厚度60cm，可根据实际的处理对象填充粒径较小的土壤或者细沙，例如土壤较适宜植物的生长而细沙在湿地运行中较不容易发生堵塞；中层基质层7-2厚度60cm，根据湿地要处理的对象填充粒径中等的基质，例如要处理的污水中含有较高水平的氨氮，可以填充较多的沸石以增强去除效果，或者污水中磷含量较高也可以考虑填充除磷材料钢渣等；下层基质层7-3厚度30cm，填充粒径较大的基质如砾石、炉渣等，也可根据实际需要填充合适的基质材料。湿地处理区7种植的植物可根据人工湿地要处理的对象确定合适的植物种类，而且还要参照当地的气候条件优选出植物，常见的湿地植物有黄菖蒲、花叶芦竹、香蒲等。

如图3和图6所示，集水管5位于湿地处理区7的底部，集水管5位于湿地处理区下层基质层。集水管5的进水端设置分支管道，分支管道沿湿地处理区7纵向均匀排列，管道表面均匀布孔，分离净化后的洗衣废水从湿地处理区7流入集水管5。如图4所示，再从泄洪沟6排出。

按照计算得知整个组合湿地处理区7的面积，例如按一个小区3000户，每户日均排放洗衣废水100l计算，需要建设总面积400m²的垂直流人工湿地。湿地处理区7也可采用组合式分散布置。按照湿地规模用混凝土浇筑需要大小的湿地外墙，厚度和强度满足要求，并且在湿地底部和侧面外墙做好防渗措施。