专利名称：一种用于污水深度处理的强化式人工湿地装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于污水处理技术领域，具体涉及一种污水深度处理的强化式人工湿地装置。
背景技术：
人工湿地(constructed wetlands)是通过模拟自然湿地,人为设计与建造的由基质、植物、微生物和水体组成的复合体，利用生态系统中基质一水生植物一微生物的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化。与传统的二级处理技术相比，人工湿地用于污水生态处理具有建设运行成本低，耗能少，出水水质好，运行维护方便，系统配置可塑性强，对负荷变化适应性强，有较强的有机物、营养物质去除能力以及生态环境效益显著并可美化环境，可以实现废水资源化等特点，正在被广泛用于处理多种类型的废水。以人工湿地为核心的污水处理技术，将湿地的污水处理功能与其生态景观功能结合起来进行处理，实现了对环境的美化。利用小城镇的土地资源优势采用强化式人工湿地工艺，出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) 一级A标准，实现了污染物去除高效率、低能耗，污水深度净化回用等目标，可为水资源匮乏问题的解决探索出一条生态、节能、闻效的道路。
发明内容本实用新型的目的在于提出一种结构简单、能高效去除污染物的的针对污水深度处理的强化式人工湿地装置。本实用新型提供一种用于污水深度处理的强化式人工湿地装置，由垂直流湿地池和潜流湿地池两部分组成，垂直流湿地池被垂直隔板分隔成下行流区和上行流区，隔板和池底留有过水间隙，使污水在下流区域作上升流运动；下行流区分为上下两层，上层为布水防臭层，下层为青石子处理区，其上下层填料均为青石子，上层的青石子粒径大于下层的青石子粒径，该填料层主要有两个作用1)将污水均匀的分配到湿地系统中；2)将进水的液面控制在该层的底部，可以减少因原污水的臭味给周围环境造成的影响，同时在夏天可以减少蚊蝇的滋生；所述下行流区中栽种挺水植物，挺水植物一方面可以吸收水体中的氮、磷以及COD等污染物，另一方面，可以向湿地系统提供氧气，从而保证污染物的降解转化；所述上行流区分为三层，下层为青石子处理区，中层为粗砂石粉处理区，填料为粗砂和青石粉的混合物，上层为自由水体区，在上层与下行流区布水防臭层底面相持平处设定液面高度，布置排水管，排水管的出水口高于潜流湿地池上表面，沉水植物栽种于中层粗砂粉中；沉水植物的根系可以吸收氮、磷、COD等污染物，同时可以向填料层供氧。经垂直流湿地处理的污水由上行流区池壁一侧的排水管的出口进入潜流湿地。复合垂直流湿地一般为地上式，池体采用砖混结构建造。潜流湿地池采用垂直折流构造，即通过设置多个隔板，将池分割成若干个下行和上行垂直潜流区，所述隔板与池底、池顶部间隔垂直相连，且相邻隔板的上、下沿与池顶、底部交替留有过水间隙，污水在通过孔中流过，这样可使污水在整个潜流湿地中作上下折流，便于充分发挥整个湿地填料的作用以提高处理效果；所述潜流湿地池分为两层，上层为土壤层，下层为青石子层，上层土壤层中种植挺水植物；所述潜流湿地池的池底设穿孔集水管，穿孔集水管和排水管相连穿过所有隔板和末端池壁延伸到池外。潜流湿地池可以是地上式、半地下式和地下式，采用砖混结构，地面具有2 3%的倾向出水端的坡度。潜流湿地的进水端应比复合垂直流出水端低至少20cm，保证复合垂直流的出水能够顺利进入潜流湿地中。本实用新型中，垂直流湿地池和潜流式人工湿地池的底部均安装排空管和支座，垂直流湿地在上行池的底部贴近地面处设置排空管，方便在维护时，将该池放空。本实用新型中，挺水植物选自芦苇、茭草、风车草、美人蕉或菖蒲的一种或几种。本实用新型中，沉水植物选自轮叶黑藻、狐尾藻、马来眼子菜、苦草、伊乐藻或沮草中的一种或几种。 本实用新型中，穿孔集水管和排水管的中间部分安装三通，在排水管的另一端安装出口向上的90度弯头，上接竖直可伸缩管，通过该伸缩管调节湿地中的水深；或者直接在池壁的不同高度处安装排水管并安装球阀，通过不同高度球阀的开闭调节湿地中的水深。在垂直流人工湿地和潜流式人工湿地单元中，主要污染物的去除途径如下I) COD的去除。在整个湿地单元中COD主要被湿地系统中异养微生物作为碳源和能源利用，同时可以被植物吸收利用。2)含氮化合物的去除。在垂直流湿地的填料区，靠近植物根系部分，有机氮和氨氮以及亚硝氮可以被氧化为硝态氮，硝态氮在远离根系的缺氧和厌氧区被还原成氮气去除；在整个潜流湿地中可以通过硝化反硝化脱氮；同时一部分氨氮和硝氮可以被植物和微生物直接利用。本实用新型具有以下优点I、改进的复合垂直流湿地，在上行流池的自由水体区种植沉水植物，能够有效提高该区域溶解氧的含量，从而有利于硝化反应的进行。2、改造的潜流式人工湿地，添加了折板，增加了水流的曲折性，提高了污染物去除效率。3、通过将复合垂直流湿地与潜流式人工湿地串联使用，提高了氮等污染物去除效率，使出水水质更好。
图I为本实用新型的人工湿地结构示意图。图中标号1为布水防臭层，2为青石子处理区，3为粗砂石粉处理区，4为沉水植物，5为自由水体区,6为隔板,7为支座，8为排空管,9为穿孔集水管，10为排水管，11为挺水植物，12为垂直流湿地池，13为潜流式湿地池，14为排水管，15排水口。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。[0023]实施例I本实用新型提供的一种用于污水深度处理的强化式人工湿地装置如图I所示。本实施例的污水深度处理装置，垂直流湿地池12为复合垂直流湿地，该湿地池12被中间隔板6均分为上行流区和下行流区，污水首先从上至下流经下行流区，然后再通过中间隔板6下部的间隙进入上行流区，使污水在复合垂直流湿地内作上升流运动。下行流区填料高度为70cm，共分为两层上层填料厚度为10cm，粒径为3 5cm，该填料层主要有两个作用1)将污水均匀的分配到湿地系统中；2)将进水的液面控制在该层的底部，可以减少因原污水的臭味给周围环境造成的影响，同时在夏天可以减少蚊蝇的滋生，下层厚度为60cm,该层为处理区，填料粒径为f 2cm，该区填料均为建筑用青石子。下层流区所种植物可以为挺水植物11，可为芦苇、茭草、风车草、美人蕉和菖蒲中的一种或几种的组合，这些植物一方面可以吸水水体中的氮磷以及COD等污染物，另一方面，可以向湿地系统提供氧气，从而保证污染物的降解转化；上行流区填料厚度为60cm，分为三层下层厚度为10cm，填料为粒径f2cm的青石子2 ;中层厚度为20cm，填料为粗砂和青石粉的混合物3，二者之间的混合比例为(广3):1 ;上层为自由水体区5，该区域高度为30cm。上行流区所选用植物为沉水植物4，沉水植物选自轮叶黑藻、狐尾藻、马来眼子菜、枯草中的一种或几种的组合，冬季可为伊乐藻和沮草中的一种或其组合。将沉水植物4栽种在中层填料中，沉水植物4的根系可以吸水氮、磷、COD等污染物，同时可以向填料层供氧，沉水植物4的整个植株都浸没在水中，在吸水氮、磷、COD等污染物的同时可以通过光合作用向水体供氧。潜流人工湿地13采用垂直折流构造，即通过多个隔板6将潜流湿地13分为若干格，相邻隔板6的上沿和下沿交替设有过水间隙，污水在间隙中流过，这样可使污水在整个 潜流湿地中作上下折流，便于充分发挥整个湿地填料的作用以提高处理效果。潜流湿地13的纵深度为7(T80cm，其中上层20cm为土壤层，作为植物的种植层，同时可以去除部分污染物；下层5(T60cm为处理区，填料选用青石子，粒径为f3cm。潜流湿地13中所选用的植物可以为芦苇、茭草、风车草、美人蕉和菖蒲等挺水植物中的一种或几种的组合。潜流湿地13的出水方式有两种1)在靠近湿地13末端的池底设穿孔集水管9，穿孔集水管9的中间部分安装三通，由三通连接排水管10沿池底穿池壁而出，在排水管10的另一端安装出口向上的90度弯头，上接竖直可伸缩管，通过该伸缩管调节湿地中的水深；2)直接在池壁的不同高度安装排水管并安装球阀，可以通过不同高度球阀的开闭调节湿地中的水深。在整个湿地底部，沿着池长方向靠池壁设穿孔集水管9，穿孔集水管9和排水管10相连穿过所有隔板6 (做好防渗)和末端池壁到池外，排水管的末端设置排出口 15。用球阀控制开闭，在维护时打开球阀，排空湿地，正常运行时关闭球阀。潜流湿地13可以是地上式、半地下式和地下式，采用砖混结构，地面具有2 3%的倾向出水端的坡度。潜流湿地的进水端应比复合垂直流排水管14低至少20cm，保证复合垂直流12的出水能够顺利进入潜流湿地13中。污水处理时，首先，将经过预处理的生活污水引入第一级复合垂直流式人工湿地池12中，使其在垂直隔板6 —侧由布水防臭层I进入经过青石子处理区2组成的下行流区，然后通过垂直隔板6下部的通道进入垂直隔板6另一侧，即为由粗砂石粉处理区3和自由水体区5组成的上行流区中。自由水体区5的液面高度低于下行流区的布水防臭层I。其次，将经过复合垂直流人工湿地池12中处理后的生活污水经排水管14排入垂直折流潜流式人工湿地池13中，使生活污水得到进一步的处理，然后由垂直折流潜流式人工湿地穿孔集水管9收集，并由排水管1 0排出。
权利要求1.一种用于污水深度处理的强化式人工湿地装置，由垂直流湿地池(12)和潜流湿地池(13)两部分组成，其特征在于 所述垂直流湿地池(12)被垂直隔板(6)分隔成下行流区和上行流区，隔板(6)和池底留有过水间隙；所述下行流区分为上下两层，上层为布水防臭层(1)，下层为青石子处理区(2)，其上下层填料均为青石子，上层的青石子粒径大于下层的青石子粒径，所述下行流区中栽种挺水植物(11);所述上行流区分为三层，下层为青石子处理区，中层为粗砂石粉处理区(3)，上层为自由水体区(5)，在上层与下行流区布水防臭层(I)底面相持平处设定液面高度，布置排水管(14 )，排水管(14 )的出水口高于潜流湿地池(13 )上表面，沉水植物(4 )栽种于中层粗砂粉(3)中； 所述潜流湿地池(13)中设置多个隔板(6)，将池(13)分割成若干个下行和上行垂直潜 流区，所述隔板(6)与池底、池顶部间隔垂直相连，且相邻隔板(6)的上、下沿与池顶、底部交替留有过水间隙；所述潜流湿地池(13)分为两层，上层为土壤层，下层为青石子层，上层土壤层中种植挺水植物(11);所述潜流湿地池(13)的池底设穿孔集水管(9)，穿孔集水管(9)和排水管(10)相连穿过所有隔板(6)和末端池壁延伸到池外。
2.根据权利要求I所述的强化式人工湿地装置，其特征在于在所述的垂直流湿地池(12)和潜流湿地池(13)的底部均安装排空管(8)和支座(7)。
3.根据权利要求I所述的强化式人工湿地装置，其特征在于所述挺水植物(11)选自芦苇、茭草、风车草、美人蕉或菖蒲的一种或几种。
4.根据权利要求I所述的强化式人工湿地装置，其特征在于所述沉水植物(4)选自轮叶黑藻、狐尾藻、马来眼子菜、苦草、伊乐藻或沮草中的一种或几种。
5.根据权利要求I所述的强化式人工湿地装置，其特征在于所述潜流湿地池(13)中穿孔集水管(9)和排水管(10)的中间部分安装三通，三通连接排水管沿池底穿池壁而出，在排水管(10)的另一端安装出口向上的90度弯头，上接竖直可伸缩管。
6.根据权利要求I所述的强化式人工湿地装置，其特征在于所述潜流湿地池(13)的不同高度处安装排水管并安装球阀。
专利摘要本实用新型属于污水处理技术领域，具体涉及一种用于污水深度处理的强化式人工湿地装置。该强化式人工湿地的装置由垂直流湿地和潜流湿地两部分组成，垂直流湿地为复合垂直流湿地，该湿地被中间隔板均分为上行流区和下行流区，污水首先从上至下流经下行流区，然后再通过中间隔板下部的间隙进入上行流区，使污水在下流区域作上升流运动。潜流人工湿地采用垂直折流构造，即通过多个隔板将潜流湿地分为若干格，相邻隔板的上沿和下沿交替设有过水孔，污水在通过孔中流过，这样可使污水在整个潜流湿地中作为上下折流，便于充分发挥整个湿地填料的作用以提高处理效果。
文档编号C02F3/32GK202766358SQ20122035698
公开日2013年3月6日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者郑正, 王正芳, 李纪华, 罗兴章, 杨晓英, 聂耳, 杨沫, 史沫, 单颖, 赵永军, 王晓东, 田壮 申请人:复旦大学