专利名称：一种城镇污水处理复合生物蛭石模块系统的制作方法
技术领域：
本发明属于污水净化处理技术领域，特别涉及一种城镇污水处理复合生物蛭石模块系统。
背景技术：
当前，城镇排放污水逐渐 成为城乡结合部的主要污染之一，已经严重影响到城镇经济的良好发展。如何解决这一污染源，开发经济、高效的适合城镇污水处理技术，实现城镇建设的健康发展，已成为眼下十分迫切解决的热点问题，对提高人们的生活质量特别是对新时期新农村建设有着重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种污染物去除能力强、出水水质稳定和生物量增长速率快的城镇污水处理复合生物蛭石模块系统。为实现上述目的，本发明的技术方案是一种城镇污水处理复合生物蛭石模块系统，包括一个调节水池和三个从高至低依次相连的一级湿地、二级湿地与三级湿地；一级湿地包括一级池体和与一级池体底部间隔设置的一级前挡水墙与一级后挡水墙，一级前挡水墙与一级池体的前壁间隔设置，一级后挡水墙与一级池体的后壁间隔设置，一级池体底部设有一级阻水墙，一级阻水墙顶部不低于一级前挡水墙与一级后挡水墙的底部，一级池体内从下往上依次铺设有石灰石、细河砂、蛭石和红壤土与蛭石的混合土，一级前挡水墙与一级池体的前壁之间、一级后挡水墙与一级池体的后壁之间均填充有蛭石；二级湿地包括二级池体和与二级池体底部间隔设置的二级前挡水墙与二级后挡水墙，二级前挡水墙与二级池体的前壁间隔设置，二级后挡水墙与二级池体的后壁间隔设置，二级池体底部设有二级阻水墙，二级阻水墙顶部不低于二级前挡水墙与二级后挡水墙的底部，二级池体内从下往上依次铺设有石灰石、细河砂、蛭石和红壤土与蛭石的混合土，二级前挡水墙与二级池体的前壁之间、二级后挡水墙与二级池体的后壁之间均填充有蛭石；三级湿地包括三级池体和与三级池体底部间隔设置的三级前挡水墙与三级后挡水墙，三级前挡水墙与三级池体的前壁间隔设置，三级后挡水墙与三级池体的后壁间隔设置，三级池体底部设有三级阻水墙，三级阻水墙顶部不低于三级前挡水墙与三级后挡水墙的底部，三级池体内从下往上依次铺设有石灰石、细河砂、蛭石、蛭石与煤渣混合物和红壤土，三级前挡水墙与三级池体的前壁之间、三级后挡水墙与三级池体的后壁之间均填充有蛭石；一级湿地、二级湿地与三级湿地内种植有湿地植物。所述调节水池的出水管与一级湿地的进水管相连；一级湿地与二级湿地的落差为
O.5m，一级湿地的出水管与二级湿地的进水管相连；二级湿地与三级湿地的落差为O. 5m,二级湿地的出水管与三级湿地的进水管相连，三级湿地的后部设有出水管。所述一级池体内的石灰石、细河砂、蛭石和红壤土与蛭石的混合土的厚度分别为20cm、10cm、15cm和10cm,石灰石的粒径为Φ I 2cm，红壤土与蛭石的混合比例为1:1，石灰石与细河砂之间设有双层的细格纱窗布；二级池体内的石灰石、细河砂、蛭石和红壤土与蛭石的混合土的厚度分别为20cm、5cm、20cm和10cm，石灰石的粒径为# I 2cm，红壤土与蛭石的混合比例为1:1，石灰石与细河砂之间设有双层的细格纱窗布；三级池体内的石灰石、细河砂、蛭石、蛭石与煤渣混合物和红壤土的厚度分别为20cm、5cm、15cm、IOcm和5cm,石灰石的粒径为# I 2cm,蛭石与煤洛的混合比例为1:1，石灰石与细河砂之间设有双层的细格纱窗布。所述一级湿地前后区域分为a段与b段，a段种植水葫芦幼苗，植株密度为30株/m2,鲜重为I. 5kg, b段种植水擁菜，植株密度为25株/m2,鲜重为Ikg ;二级湿地种植美人蕉幼苗，植株密度为15株/m2 ;三级湿地前后区域分为c段与d段,c段种植香蒲，植株密度为6株/m2,鲜重为I. 5kg, d段种植水疗菜幼苗，植株密度为60株/m2,鲜重为O. 01kg。所述一级前挡水墙与一级池体前壁之间的底部设排空管。与现有技术相比，本发明的优点是
I、本发明包括一个调节水池和三个从高至低依次相连的一级湿地、二级湿地与三级湿地，一级湿地、二级湿地与三级湿地内种植有湿地植物，以充分利用蛭石的土壤营养特性、减少占地面积、避免模块层淤塞、增大湿地含氧量和提高湿地植物的利用价值为设计理念，每级湿地形成落差，建立一个三级跌流式复合生物蛭石模块潜流湿地，使污水在跌落时与空气中的氧有较为充分的接触，有利于大气复氧，每次跌流的污水中的溶解氧量(DO)增量均在O. 57mg/L以上,其中原污水一级跌流过程的·复氧率高达75%，跌流过程的增氧作用可提高湿地污水中的溶解氧量(DO)和促进床体内好氧微生物对污染物降解；系统中水流方式为上进上出的波形形式，该复合生物蛭石模块在较高水力负荷下(1.0m3/m2. d)仍可保持较好的处理效果，对污水中的各污染物的总去除率在65%以上，系统出水水质稳定，且基本达到二级排放标准。另外，蛭石可以增加土壤的营养成分，有利于人工湿地植物生长，为城镇人工湿地良性循环提供条件。2、挡水墙和阻水墙可防止污水在池体内出现短流，引导污水形成波形水流，并使污水充分流经各填料层。3、本发明受工程面积限制需提高面积水力负荷时，则可以适量辅以人工曝气增氧或增加吸附性填料的用量，从而提高系统的缓冲性能和处理效率；如果将其作为人工湿地系统的一个处理单元，则可大大提高湿地系统的处理效率。
图I为本发明的结构示意 图2为图I中一级湿地结构不意 图3为图I中二级湿地结构示意 图4为图I中三级湿地结构示意图。
具体实施例方式如图I所示的一种城镇污水处理复合生物蛭石模块系统，其包括一个调节水池4和三个从高至低依次相连的一级湿地I、二级湿地2与三级湿地3，调节水池4上设有进水管42和出水管41，调节水池4的出水管41与一级湿地I的进水管11相连，一级湿地I的出水管12与二级湿地2的进水管21相连，二级湿地2的出水管22与三级湿地3的进水管31相连，三级湿地3的后部设有出水管32，图中箭头所示为水流方向。一级湿地I与二级湿地2的落差为O. 5m, 二级湿地2与三级湿地3的落差为O. 5m,以便形成跌流，增加污水中
的溶解氧量。如图2所示，一级湿地I包括一级池体13和与一级池体13底部间隔设置的一级前挡水墙14与一级后挡水墙15，且一级前挡水墙14与一级池体13的前壁间隔设置，一级后挡水墙15与一级池体13的后壁间隔设置。在一级池体13底部设有一级阻水墙16，一级阻水墙16的顶部高于一级前挡水墙14与一级后挡水墙15的底部。在一级池体13内从下往上依次铺设有石灰石17、细河砂18、蛭石19和红壤土与蛭石的混合土 10，石灰石17与细河砂18之间设有双层的细格纱窗布5，石灰石17、细河砂18、蛭石19和红壤土与蛭石的混合土 10的厚度分别为20cm、10cm、15cm和10cm,石灰石17的粒径为# I 2cm,红壤土与蛭石的混合土 10中红壤土与蛭石的混合比例为1:1。在一级前挡水墙14与一级池体13的前壁之间、一级后挡水墙15与一级池体13的后壁之间均填充有蛭石。种植湿地植物时，将 一级湿地I前后区域分为a段与b段，a段种植水葫芦幼苗，植株密度为30株/m2，鲜重为I. 5kg, b段种植水擁菜,植株密度为25株/m2,鲜重为1kg。为了便于定期排空一级池体13内部的淤积，提高床体抗堵塞能力，在一级前挡水墙14与一级池体13前壁之间的底部设排空管6。如图3所示，二级湿地2包括二级池体23和与二级池体23底部间隔设置的二级前挡水墙24与二级后挡水墙25，二级前挡水墙24与二级池体23的前壁间隔设置，二级后挡水墙25与二级池体23的后壁间隔设置，二级池体23底部设有二级阻水墙26，二级阻水墙26顶部高于二级前挡水墙24与二级后挡水墙25的底部。在二级池体23内从下往上依次铺设有石灰石27、细河砂28、蛭石29和红壤土与蛭石的混合土 20，石灰石27与细河砂28之间设有双层的细格纱窗布7，石灰石27、细河砂28、蛭石29和红壤土与蛭石的混合土20的厚度分别为20cm、5cm、20cm和10cm,石灰石27的粒径为# I 2cm,红壤土与蛭石的混合土 20中红壤土与蛭石的混合比例为1:1。在二级前挡水墙24与二级池体23的前壁之间、二级后挡水墙25与二级池体23的后壁之间均填充有蛭石。种植湿地植物时，在二级湿地2内种植美人蕉幼苗，美人蕉有红花美人蕉和黄花美人蕉，植株密度为15株/m2。如图4所示，三级湿地3包括三级池体33和与三级池体33底部间隔设置的三级前挡水墙34与三级后挡水墙35，三级前挡水墙34与三级池体33的前壁间隔设置，三级后挡水墙35与三级池体33的后壁间隔设置，三级池体33底部设有三级阻水墙36，三级阻水墙36顶部高于三级前挡水墙34与三级后挡水墙35的底部。在三级池体33内从下往上依次铺设有石灰石37、细河砂38、蛭石39、蛭石与煤渣混合物30和红壤土 8，石灰石37与细河砂38之间设有双层的细格纱窗布9，石灰石37、细河砂38、蛭石39、蛭石与煤渣混合物30和红壤土 8的厚度分别为20cm、5cm、15cm、IOcm和5cm,石灰石37的粒径为# I 2cm,蛭石与煤渣混合物30中蛭石与煤渣的混合比例为1:1。三级前挡水墙34与三级池体33的前壁之间、三级后挡水墙35与三级池体33的后壁之间均填充有蛭石。种植湿地植物时，将三级湿地3前后区域分为c段与d段，c段种植香蒲，植株密度为6株/m2，鲜重为I. 5kg，d段种植水芹菜幼苗，植株密度为60株/m2，鲜重为O. Olkgo湿地植物种好 后，间歇进水，保持床体湿润，以使所种植物快速成活，同时调节进水流量及其稳定性，调节至进水流量稳定在6±0. 5m3/d(约为4. 2L/min)，6 28天所有植物基本全部成活，停止进水，并让床体落干，复合生物蛭石模块系统可以正常使用。在本实施方式中，一级湿地I、二级湿地2与三级湿地3的池体长2. 2m、宽O. 8m、深
I.Om0在本发明中，蛭石是一种天然、无毒、在高温作用下会膨胀的矿物质，属于硅酸盐，其晶体结构为单斜晶系，从外形上看，它像云母。蛭石是一定的花岗岩水合时产生的，它一般与石棉同时产生。由于蛭石有离子交换的能力，它对土壤的营养有极大的作用。我国蛭石分布较广，多分布在我国北部，主要有新疆、河北、内蒙、辽宁、山西、陕西等省区，在四川、河南、湖北和甘肃等省也有分布。本发明的材料选取原则为蛭石选用天然蛭石，所用天然蛭石可选普通矿业加工厂生产的蛭石材料，为未经筛选的蛭石原矿；红壤土选用我国中亚热带湿润地区分布的地带性土壤，其属中度脱硅富铝化的铁铝土，主要特征是有机质少，缺乏碱金属和碱土金属而富含铁、铝氧化物，呈酸性红色，盐基饱和度低；细河砂的粒径为1_ 5_，有机质含量极少。本发明以充分利用蛭石的土壤营养特性、减少占地面积、避免模块层淤塞、增大湿地含氧量和提高湿地植物的利用价值为设计理念，建立一个新型的三级跌流式复合生物蛭石模块潜流湿地，水流方式为上进上出的波形形式，该复合生物蛭石模块在较高水力负荷下(I. OmVrn2. d)仍可保持较好的处理效果，对污水中的各污染物的总去除率在65%以上，出水水质基本达到二级排放标准，如果将其作为人工湿地系统的一个处理单元，则可大大提高湿地系统的处理效率。另外，蛭石可以增加土壤的营养成分，有利于人工湿地植物生长，为城镇人工湿地良性循环提供条件。本发明用于处理污染较重的污水时，湿地植物应选择生长繁殖速度快、生物量大、复氧能力强的品种，如美人蕉。
权利要求
1.一种城镇污水处理复合生物蛭石模块系统，其特征在于，包括一个调节水池和三个从高至低依次相连的一级湿地、二级湿地与三级湿地；一级湿地包括一级池体和与一级池体底部间隔设置的一级前挡水墙与一级后挡水墙，一级前挡水墙与一级池体的前壁间隔设置，一级后挡水墙与一级池体的后壁间隔设置，一级池体 底部设有一级阻水墙，一级阻水墙顶部不低于一级前挡水墙与一级后挡水墙的底部，一级池体内从下往上依次铺设有石灰石、细河砂、蛭石和红壤土与蛭石的混合土，一级前挡水墙与一级池体的前壁之间、一级后挡水墙与一级池体的后壁之间均填充有蛭石；二级湿地包括二级池体和与二级池体底部间隔设置的二级前挡水墙与二级后挡水墙，二级前挡水墙与二级池体的前壁间隔设置，二级后挡水墙与二级池体的后壁间隔设置，二级池体底部设有二级阻水墙，二级阻水墙顶部不低于二级前挡水墙与二级后挡水墙的底部，二级池体内从下往上依次铺设有石灰石、细河砂、蛭石和红壤土与蛭石的混合土，二级前挡水墙与二级池体的前壁之间、二级后挡水墙与二级池体的后壁之间均填充有蛭石；三级湿地包括三级池体和与三级池体底部间隔设置的三级前挡水墙与三级后挡水墙，三级前挡水墙与三级池体的前壁间隔设置，三级后挡水墙与三级池体的后壁间隔设置，三级池体底部设有三级阻水墙，三级阻水墙顶部不低于三级前挡水墙与三级后挡水墙的底部，三级池体内从下往上依次铺设有石灰石、细河砂、蛭石、蛭石与煤渣混合物和红壤土，三级前挡水墙与三级池体的前壁之间、三级后挡水墙与三级池体的后壁之间均填充有蛭石；一级湿地、二级湿地与三级湿地内种植有湿地植物。
2.如权利要求I所述的城镇污水处理复合生物蛭石模块系统，其特征在于，所述调节水池的出水管与一级湿地的进水管相连；一级湿地与二级湿地的落差为O. 5m，一级湿地的出水管与二级湿地的进水管相连；二级湿地与三级湿地的落差为O. 5m，二级湿地的出水管与三级湿地的进水管相连，三级湿地的后部设有出水管。
3.如权利要求I或2所述的城镇污水处理复合生物蛭石模块系统，其特征在于，所述一级池体内的石灰石、细河砂、蛭石和红壤土与蛭石的混合土的厚度分别为20cm、10cm、15cm和10cm,石灰石的粒径为#丄 2cm,红壤土与蛭石的混合比例为1: 1，石灰石与细河砂之间设有双层的细格纱窗布；二级池体内的石灰石、细河砂、蛭石和红壤土与蛭石的混合土的厚度分别为20Cm、5Cm、20Cm和10cm，石灰石的粒径为# I 2cm，红壤土与蛭石的混合比例为1: 1，石灰石与细河砂之间设有双层的细格纱窗布；三级池体内的石灰石、细河砂、蛭石、蛭石与煤渣混合物和红壤土的厚度分别为20cm、5cm、15cm、IOcm和5cm,石灰石的粒径为# I 2cm,蛭石与煤洛的混合比例为1:1，石灰石与细河砂之间设有双层的细格纱窗布。
4.如权利要求3所述的城镇污水处理复合生物蛭石模块系统，其特征在于，所述一级湿地前后区域分为a段与b段，a段种植水葫芦幼苗，植株密度为30株/m2，鲜重为I. 5kg，b段种植水擁菜，植株密度为25株/m2，鲜重为Ikg ;二级湿地种植美人蕉幼苗，植株密度为15株/m2 ;三级湿地前后区域分为c段与d段，c段种植香蒲，植株密度为6株/m2，鲜重为I. 5kg，d段种植水芹菜幼苗，植株密度为60株/m2，鲜重为O. Olkgo
5.如权利要求4所述的城镇污水处理复合生物蛭石模块系统，其特征在于，所述一级前挡水墙与一级池体前壁之间的底部设排空管。
全文摘要
本发明公开了一种城镇污水处理复合生物蛭石模块系统，包括一个调节水池和三个从高至低依次相连的一级湿地、二级湿地与三级湿地，一级湿地、二级湿地与三级湿地内种植有湿地植物。该复合生物蛭石模块系统以充分利用蛭石的土壤营养特性、减少占地面积、避免模块层淤塞、增大湿地含氧量和提高湿地植物的利用价值为设计理念，每级湿地形成落差，建立一个三级跌流式复合生物蛭石模块潜流湿地，使污水在跌落时与空气中的氧有较为充分的接触，有利于大气复氧，每次跌流的污水中的溶解氧量增量均在0.57mg/L以上，其中原污水一级跌流过程的复氧率高达75%，跌流过程的增氧作用可提高湿地污水中的溶解氧量和促进床体内好氧微生物对污染物降解。
文档编号C02F3/24GK102874933SQ20121042350
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者周振民, 孔庆东, 王学超 申请人:周振民