专利名称：人工湿地污水处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种污水处理装置，具体的讲，是指一种采用人工湿地进行污水处理的装置。
采用人工湿地进行污水处理是八十年代发展起来的污水处理技术，90年代以来，国外人工湿地污水处理技术得到极快的发展。国内外的研究和应用表明，人工湿地净化污水具有良好的效果，对BOD5(生物需氧量)、COD(化学需氧量)的去除率达80％以上。关于氮和磷的去除率，不同研究者报道差异较大。据Kadlec的综述(1994)，氮的去除率为3％-98％，Verhoeven等的综述(1990)，氮的去除率为50％-99％。据Kadlec对多个进水浓度1-2ppm，出水浓度0.005-0.3ppm的人工湿地的结果报道，磷的去除率达70％99％，其他人报道磷的去除率为25-98％之间。悬浮物、细菌等的去除率一般在80％以上，藻类的去除率可达80％以上，甚至90％以上。人工湿地的应用虽然很广，其类型有表面流湿地、潜流湿地和垂直流湿地，但它们均为平面型的人工湿地，占地面积较大。中国专利说明书CN1138559公开了一种人工湿地种植木本植物处理污水的方法，该方法介绍了在人工湿地上种植木本植物进行污水处理的技术，其特征在于在人工湿地上挖深0.7-1.2m，做成有一进水口、一出水口的水泥池，池底和池边铺以高密橡塑薄片，在池底橡塑薄片上铺40-70cm厚、直径为*-7cm的石砾，石砾上再铺30-50cm厚、直径为3-5cm的细石砾，铺完后再用净水浸泡1-2天，清明前后植入0.1-0.5％生根粉浸泡4-8小时的小于二年生的木本植物，在植物完全成活前，保持人工湿地上水面高出湿地平面5-10cm。但该方法采用的仍然是平面型的人工湿地，污水处理的效果及应用范围受到了一定限制。
本发明的目的在于针对目前人工湿地污水处理技术存在的不足，提供一种新的人工湿地污水处理装置。采用该装置进行污水处理能提高人工湿地对污水的净化效果，占地面积小，应用范围广，能适应特殊地形污水处理的需要，特别是能应用于对城市富营养化湖水的净化，同时还能改善环境景观、增加绿化面积。
为了达到本发明的目的，本发明采用立体型设计，以增加湿地床体积，增加根系生长和微生物活动空间、提高净化效果。具体的讲，本发明装置由自上而下重叠而成的阶梯状多级子人工湿地床构成，每一级子湿地床均有一个或多个出水口将经处理过的污水流入下一级子湿地床。
更具体的讲，本发明装置可以是由圆环形、椭圆环形、长方环形或正方环形等环形子湿地床重叠而成的塔形阶梯状结构，此时，各级环形子湿地床的中心最好处于同一垂直线上；本发明装置也可以是由条形或圆弧形子湿地床重叠而成的阶梯状结构；还可以据地形或周围建筑物特点，采用其它的形状。
本发明装置还可以具有一个储水池，用于暂时储存未经处理的污水，使较大颗粒的污染物先沉淀下来，其体积和位置根据具体情况而定。储水池可以是圆形或其它形状，储水池通过一个或多个出水口将污水流入最上一级子湿地床。当污水中所含悬浮颗粒较少时，也可不设储水池，污水直接输入最上一级的子湿地床。
在上述发明中，每一级子湿地床顶部宽度(用c表示)、底部宽度(用d表示)、湿地床壁的厚度(用b表示)、湿地床的高度(用h表示，其中，h1表示外床壁的高度，h2表示内床壁的高度)、上下湿地床之间重叠部分的高度(即h1-h2)、采用的子湿地床数目等可以根据地形、处理的水量和污染物浓度的情况确定。但d最好较c大，以增加根系生长和微生物生长空间，提高净化效果。一般情况下，c为1.0～2.0m，d为1.5～2.5m，b为0.1～0.2m，h1为0.5～1.0m，h2的高度较h1小0.1-0.2m，子湿地床的数目为4～7层。
本装置的子湿地床一般采用钢筋混凝土或混砖材料制作，也可以采用其它的材料，只要牢固耐用不渗漏即可。
人工湿地植物被种植于湿地床中，可以根据污水的不同选择种植不同植物，如可以是喜肥湿生的草本、灌木、小乔木，或者它们的组合。湿地中植物生长基质为花岗岩碎石或煤渣或其它基质。
采用本装置进行污水处理时，污水由高处引入或由水泵送至储水池，再由储水池进入最上一级子湿地，也可以直接进入最上一级子湿地，上一级子湿地的出水由出水口进入下一级子湿地，污水经自上而下的子湿地逐级处理，最后由最下一级子湿地的出水口直接流出，或引至喷泉口通过喷泉喷出。
立体人工湿地与平面人工湿地相比，植物地上部分生长的地表面积有所增加，根系生长空间(基质体积)显著增加，因而能提高污水净化的效果。而且，由于本发明采用阶梯式的结构，污水经上一级子湿地处理后继续由下一级子湿地进行处理，污水处理的效果明显提高。同时，本发明装置可以根据环境的需要进行设计，对从一定高度处输出的污水的处理具有独特的作用。如把立体人工湿地建在水面上，还具有以下主要优点①可用于净化富营养化的湖水，解决富营养化湖水净化这一世界性难题；②不占用土地；③不占用多少水体，但能增加绿化面积；④通过种植具有观赏价值的植物，以及使部分出水以喷泉形式喷出，能形成独特的景观。因此，本发明装置能够达到发明的目的。
下面结合附图和具体的实施方式对本发明进行进一步的说明。
图1是本发明装置塔形阶梯状设计的外观结构示意图；图2是图1所示装置沿垂直中心线所作的垂直剖面图；图3是本发明装置条形设计的结构示意图。
图4是本发明装置圆弧形设计的结构示意图在图1至图4中，1表示子湿地床；2表示子湿地床壁；3表示储水池；4表示水面平台；5为水泥柱；6为出水口；7为支撑结构；8表示水面；a表示储水池的宽度/直径；b表示湿地床壁的厚度，一般0.1～0.2m；c表示子湿地床顶部宽度，一般1.0～2.0m；d表示子湿地床底部宽度，一般1.5～2.5m；h1表示子湿地床外床壁的高度，一般0.5～1.0m；h2表示子湿地床内床壁的高度；上下湿地床之间重叠部分的高度用h1-h2表示，一般为0.1-0.2m。
下面以水上立体人工湿地为例，说明本发明装置的构造及技术要点。水上立体人工湿地由数根(钢筋混凝土或其它材料)柱子支撑水面上的水泥钢筋混凝土(或其它材料)平台，平台底部较最高水位时的水面高。在平台上，由下而上建造环形子湿地床，子湿地床的床壁厚和床底厚以能稳固地承受湿地的重量为原则，以0.1-0.2m为宜。最上层子湿地可设一(或不设)储水池。湿地床的各项参数视具体情况而定。子湿地床顶部的宽度越小、底部宽度越大，则本立体型人工湿地装置与传统平面型人工湿地相比根系生长空间增加的百分比越大。但底部宽度以植物根系能达到整个湿地床空间为好，湿地床顶部宽度以适于植物生长和人工管理为原则。对平面面积为200m2，5级子湿地床的装置，顶部宽度1.5m，底部宽度2.0-2.5m，床高0.7m是较适宜的。污水先进入储水池中，再进入最上一级子湿地。每级子湿地床有出水口，上一级子湿地的出水进入下一级子湿地。湿地基质为花岗岩碎石或煤渣或其它基质。植物为喜肥的湿生的草本或灌木或小乔木或2-3种生活型植物混合，如根据景观需要，还可选择观赏性强的植物。
权利要求
1.一种人工湿地污水处理装置，其特征在于它由自上而下重叠而成的阶梯状多级子人工湿地床构成，每一级子湿地床均有一个或多个出水口。
2.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于所述的子人工湿地床是圆环形、椭圆环形、长方环形或正方环形，此时，各级环形子湿地床的中心处于同一垂直线上；或者是条形或圆弧形。
3.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于它还具有一个储水池，储水池具有一个或多个出水口。
4.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于每一级子湿地床顶部宽度c为1.0～2.0m、底部宽度d为1.5～2.5m、湿地床壁的厚度b为0.1～0.2m、湿地床的外壁高度h1为0.5～1.0m、上下湿地床之间重叠部分的高度h1-h2为0.1～0.2m、子湿地床的数目为4～7层。
5.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于子湿地床为钢筋混凝土或混砖结构。
全文摘要
一种人工湿地污水处理装置，由自上而下重叠而成的阶梯状多级子人工湿地床构成，每一级子湿地床均有一个或多个出水口将经处理过的污水流入下一级子湿地床。采用本装置进行污水处理，具有占地面积小、应用范围广、净化效果好等优点。
文档编号C02F1/00GK1390787SQ0213434
公开日2003年1月15日 申请日期2002年7月12日 优先权日2002年7月12日
发明者陈章和 申请人:华南师范大学