一种一体化控制的人工湿地尾水组合处理装置的制作方法

本发明涉及海水养殖废水处理技术领域，具体涉及一种一体化控制的人工湿地尾水组合处理装置。

背景技术：

人工湿地(constructedwetland)也叫构建湿地，是一种人工建造和监督控制的与沼泽类似的地面，其设计和建造是通过对湿地自然生态系统中的物理，化学和生物作用和优化组合来进行的，也是利用这三种作用的协调关系作用来进行废水的处理。它利用土壤(滤料)一微生物一植物这个复合生态系统中物理、化学和生物的综合作用处理污水和一些工业废水，使水质得到不同程度的改善；同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环，促进绿色植物生长并使其增产，实现污水的资源化和无害化。它可用作生活污水和工业废水的二级和三级处理。

然而，从实际的人工湿地法处理来看，其处理污水中普遍遇到的问题有：第一，系统极易受到高浓度污水冲击，使得湿地植物根系缺氧或酸化枯死，导致处理系统瘫痪；第二，湿地植技的气根常被排水峰期浸泡，系统中微生物的作用得不到充分发挥；第三，长期运行以后易形成严重堵塞，导致处理效率下降，想要提高净化效果，投资要増加、设备要増多，运行费用及管理难度也随之加大，对人工湿地的日常管理造成极大的困难。

因此，急需一种能够一体化控制管理，且废水处理效果更佳的处理装置。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种一体化控制的人工湿地尾水组合处理装置，能够有效的加速废水沉淀，优化过滤效果，无需人员操作，自动化程度高，能耗少，费用低，净化效果显著。

本发明的技术方案为：一种一体化控制的人工湿地尾水组合处理装置，主要包括预处理装置、人工湿地、控制系统；所述预处理装置包括絮凝装置、调节池，所述调节池一侧设有自动投药罐，所述絮凝装置与调节池之间通过水泵一连通；所述人工湿地包括正极槽、负极槽、直流组合电源、微生物培养槽、喷淋管道，人工湿地内部横向设有支撑板，所述正极槽和负极槽设置于所述支撑板下方，所述负极槽一侧外壁设有进水口，所述进水口通过水泵二与调节池连通，正极槽和负极槽之间设有离子交换膜，且正极槽和负极槽内部分别设有生物电极，所述生物电极分别通过导线与所述直流组合电源连接并形成回路，所述微生物培养槽设置于正极槽和负极槽下方，并且与正极槽和负极槽连通，所述微生物培养槽内部设有挡板，所述挡板将微生物培养槽分为厌氧室和好氧室，所述好氧室和厌氧室底部分别设有生物填料层，所述支撑板上方设有基体填料层，所述基体填料层上方种植有挺水植物，所述喷淋管道铺设在基体填料层内部，喷淋管道的上端分为若干支管，且各个支管贯穿基体填料层延伸至人工湿地上方，喷淋管道的下端贯穿支撑板并与正极槽连通，基体填料层一侧外壁设有出水口，所述出水口外部设有管道，所述控制系统包括水流传感总成、有机物浓度传感器、ph传感器、plc控制器，所述水流传感总成分别设置在水泵一、水泵二前端，所述ph传感器设置在所述调节池内部，所述有机物浓度传感器设置在管道入口处，所述水流传感总成、有机物浓度传感器、ph传感器、水泵一、水泵二分别与所述plc控制器电性连接，plc控制器与外部电源电性连接。

进一步地，所述管道上设有电磁三通阀，管道包括回流管道和出水管道，所述电磁三通阀一端与出水口连通，其余两端分别与所述回流管道和出水管道连通，回流管道另一端与所述进水口连通，回流管道上设有水泵三，电磁三通阀、水泵三与所述plc控制器电性连接。

进一步地，所述好氧室底部生物填料层为好氧填料，所述厌氧室底部生物填料层为厌氧填料，好氧填料和厌氧填料分别给微生物提供适宜的繁殖条件。

进一步地，所述出水管道上设有管式紫外线消毒装置，所述管式紫外线消毒装置与所述plc控制器电性连接，管式紫外线消毒装置消毒后的尾水，达到排放标准，无毒无污染，可再次使用。

进一步地，所述絮凝装置包括储药腔、混凝腔、过滤腔，主体，所述混凝腔设置在所述主体中部，所述储药腔位于所述混凝腔上方，所述过滤腔位于所述混凝腔下方，所述储药腔下端与所述混凝腔通过管道一连通，所述管道一内部设有电磁阀一，所述混凝腔底部外壁设有转动电机，所述转动电机上方设有转轴，所述转轴贯穿混凝腔底部，转轴上端设有搅拌叶轮，所述混凝腔底部与过滤腔通过管道二连通，管道二上设有电磁阀二，过滤腔包括内层和外层，所述内层和外层之间设有空腔，所述内层外壁为过滤网，内层中设有压滤板，过滤腔上方设有驱动电机，所述驱动电机下方设有伸缩杆，所述伸缩杆贯穿过滤腔的上部与所述压滤板连接，过滤腔底部设有排泥管，所述排泥管贯穿过滤腔的底部并与外界连通，过滤腔底部的外层设有连接孔，所述连接孔与所述水泵一的一端连通，所述转动电机、驱动电机、电磁阀一、电磁阀二分别与所述plc控制器电性连接。

一种一体化控制的人工湿地尾水组合处理装置进行污水处理的工艺流程，包括以下步骤：

s1：预处理：将尾水引进混凝腔中，按照进水量添加0.01-0.05倍的絮凝剂，搅拌5-10s，再添加0.01-0.05倍的絮凝剂，搅拌5-10s，然后静置20-30min；将尾水引进过滤腔中，使用压滤板将淤泥从排泥管排出，水从内层过滤出来，然后经水泵一抽入调节池中，添加进水量的0.1-0.3倍的碱液调节尾水ph，反应直至尾水ph值在6.8-7.2之间；

s2：人工湿地处理：水泵二将步骤s1预处理后的尾水抽入负极槽中，水经过离子交换膜流入正极槽，然后从正极槽上部流入喷淋管道中，再从喷淋管道的各个支管流出，并流入到基体填料层内部，经基体填料层过滤后，从管道流出，当有机物浓度超过标准时，尾水经回流管道重新流入负极槽中循环处理，直至有机物浓度低于标准时，从出水管道流出，再经管式紫外线消毒装置消毒后，可以重新利用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明通过预处理装置，去除养殖废水中的氮、磷化合物和含碳有机物，使污水得到净化，同时又有效地解决了人工湿地长期运行易形成严重堵塞的难题；

(2)微生物水培槽分为好氧室和厌氧室，分别驯化好氧菌和厌氧菌，为上层正极槽和负极槽形成稳定生物电提供充足的生产者，好氧菌、厌氧菌、生物电极和直流组合电源组成一个电回路，所产生的稳定生物电能够降解大部分的有机物，提高净水效果；

(3)本发明通过控制系统一体化控制尾水的处理流程，无需人员操作，自动化程度高，且处理后的尾水能够达到排放标准，适用性广。

附图说明

图1为本发明人工湿地的结构示意图；

图2为本发明的预处理装置的结构示意图；

图3为本发明的组合处理装置；

其中，1-预处理装置、2-人工湿地、201-正极槽、202-负极槽、203-直流组合电源、204-微生物培养槽、205-喷淋管道、206-支撑板、207-离子交换膜、208-生物电极、209-挡板、210-好氧室、211-厌氧室、212-生物填料层、213-进水口、214-出水口、215-管道、216-电磁三通阀、217-回流管道、218-出水管道、219-挺水植物、220-填料层、3-控制系统、31-水流传感总成、32-有机物浓度传感器、33-ph传感器、34-plc控制器、41-水泵一、42-水泵二、43-水泵三、5-絮凝装置、501-储药腔、502-混凝腔、503-过滤腔、504-主体、505-管道一、506-电磁阀一、507-转动电机、508-转轴、509-搅拌叶轮、510-管道二、511-内层、512-外层、513-空腔、514-压滤板、515-驱动电机、516-伸缩杆、517-排泥管、518-连接孔、519-电磁阀二、6-调节池、7-自动投药罐。

具体实施方式

以下将结合附图1-3和实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例：如图3所示，一种一体化控制的人工湿地尾水组合处理装置，其特征在于，主要包括预处理装置1、人工湿地2、控制系统3；预处理装置1包括絮凝装置5、调节池6，调节池6一侧设有自动投药罐7，絮凝装置5与调节池6之间通过水泵一41连通；人工湿地2包括正极槽201、负极槽202、直流组合电源203、微生物培养槽204、喷淋管道205，人工湿地2内部横向设有支撑板206，正极槽201和负极槽202设置于支撑板206下方，负极槽202一侧外壁设有进水口213，进水口213通过水泵二42与调节池6连通，正极槽201和负极槽201之间设有离子交换膜207，且正极槽201和负极槽202内部分别设有生物电极208，生物电极208分别通过导线与直流组合电源203连接并形成回路，微生物培养槽204设置于正极槽201和负极槽202下方，并且与正极槽201和负极槽202连通，微生物培养槽201内部设有挡板209，挡板209将微生物培养槽204分为厌氧室211和好氧室210，好氧室210和厌氧室211底部分别设有生物填料层212，好氧室210底部生物填料层212为好氧填料，厌氧室211底部生物填料层212为厌氧填料。支撑板206上方设有基体填料层220，基体填料层220上方种植有挺水植物219，喷淋管道205铺设在基体填料层220内部，喷淋管道205的上端分为若干支管，且各个支管贯穿基体填料层220延伸至人工湿地2上方，喷淋管道205的下端贯穿支撑板206并与正极槽201连通，基体填料层220一侧外壁设有出水口214，出水口214外部设有管道215，如图1所示，管道215上设有电磁三通阀216，管道215包括回流管道217和出水管道218，电磁三通阀216一端与出水口214连通，其余两端分别与回流管道217和出水管道218连通，回流管道217另一端与进水口213连通，回流管道217上设有水泵三43，出水管道218上设有管式紫外线消毒装置8，控制系统3包括水流传感总成31、有机物浓度传感器32、ph传感器33、plc控制器34，水流传感总成31分别设置在水泵一41、水泵二42前端，ph传感器33设置在调节池6内部，有机物浓度传感器32设置在管道215入口处，水流传感总成31、有机物浓度传感器32、ph传感器33、水泵一41、水泵二42、电磁三通阀216、水泵三43、管式紫外线消毒装置8分别与plc控制器34电性连接，plc控制器34与外部电源电性连接。

如图2所示，絮凝装置5包括储药腔501、混凝腔502、过滤腔503，主体504，混凝腔502设置在主体504中部，储药腔501位于混凝腔502上方，过滤腔503位于混凝腔502下方，储药腔501下端与混凝腔502通过管道一505连通，管道一505内部设有电磁阀一506，混凝腔502底部外壁设有转动电机507，转动电机507上方设有转轴508，转轴508贯穿混凝腔502底部，转轴508上端设有搅拌叶轮509，混凝腔502底部与过滤腔503通过管道二510连通，管道二510上设有电磁阀二519，过滤腔503包括内层511和外层512，内层511和外层512之间设有空腔513，内层511外壁为过滤网，内层511中设有压滤板514，过滤腔503上方设有驱动电机515，驱动电机515下方设有伸缩杆516，伸缩杆516贯穿过滤腔503的上部与压滤板514连接，过滤腔503底部设有排泥管517，排泥管517贯穿过滤腔503的底部并与外界连通，过滤腔503底部的外层512设有连接孔518，连接孔518与水泵一41的一端连通，转动电机507、驱动电机515、电磁阀一506、电磁阀二519分别与plc控制器34电性连接。

一种一体化控制的人工湿地尾水组合处理装置进行污水处理的工艺流程，包括以下步骤：

s1：预处理：将尾水引进混凝腔502中，按照进水量添加0.05倍的絮凝剂，搅拌10s，再添加0.05倍的絮凝剂，搅拌10s，然后静置30min；将尾水引进过滤腔503中，使用压滤板514将淤泥从排泥管517排出，水从内层511过滤出来，然后经水泵一41抽入调节池6中，添加进水量的0.3倍的碱液调节尾水ph，反应直至尾水ph值在7.2之间；

s2：人工湿地处理：水泵二42将步骤s1预处理后的尾水抽入负极槽202中，水经过离子交换膜207流入正极槽201，然后从正极槽201上部流入喷淋管道205中，再从喷淋管道205的各个支管流出，并流入到基体填料层220内部，经基体填料层220过滤后，从管道215流出，当有机物浓度超过标准时，尾水经回流管道217重新流入负极槽202中循环处理，直至有机物浓度低于标准时，从出水管道218流出，再经管式紫外线消毒装置8消毒后，可以重新利用。

使用该装置和方法处理尾水的水质参数变化：处理前：cod90-110mg/l，bod560-75mg/l，ss20-30mg/l，氨氮含量50-55mg/l，tp10-15mg/l；处理后：cod9-13mg/l，bod53.5-7mg/l，ss1.6-2.7mg/l，氨氮含量6.2-8mg/l，tp4.4-6mg/l，达到排放标准。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。