中水深度净化人工湿地结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种中水深度净化人工湿地结构，其特征在于：包括通过管道顺序连接的高位水池、人工湿地和出水井；所述人工湿地有顺序连接的两级，第一级为下行流潜流型人工湿地，第二级为上行流潜流型人工湿地；所述人工湿地的挡墙底部及四壁均设有防渗层。本实用新型具有动力消耗少、处理效果好的优点，并具有绿色生态效益，增加周边空气的含氧量的优点。
【专利说明】中水深度净化人工湿地结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水资源与环境【技术领域】，特别是涉及一种中水深度净化人工湿地结构。
【背景技术】
[0002]人工湿地技术是基于自然生态原理，体现节能、污水资源化的技术理念，其充分利用根脉净化系统的介质中栖息的土壤微生物和植物根系，是具有物理、化学、生物和植物的相互协同作用的污水净化复合系统；人工湿地技术因其较低的建设投资和运行费用等优势具有可持续发展性，简言之，即污水处理项目“建得起、也用得起”，也使它成为水资源保护的一种不可多得的实用新技术。
[0003]湿地处理工艺具有不影响地面景观、基建及运行管理费用低、运行管理简单、氮磷去除能力强、处理出水水质好、可用于污水回用等特点。在湿地处理系统中，投配污水缓慢通过布水管周围的碎石和砂层，在土壤毛管作用下向附近土层扩散。表层土壤中有大量微生物，作物根区处于好氧状态，污水中的污染物质被过滤、吸附、降解。由于负荷低、停留时间长，水质净化效果非常好，而且稳定。湿地处理系统是污水处理和利用相结合的系统。湿地处理方法是使污水主要通过人工湿地的填料进行物理、化学和生物机理来净化污水的处理方法。
[0004]I)物理机理包括:介质颗粒的过滤作用，指污水中细微的悬浮颗粒物进入介质颗粒间隙中而被截滤去除；介质颗粒表面的吸附作用，黏土和腐殖质具有强烈活性，能吸附阳离子。
[0005]2)化学机理包括氧化还原作用和吸附、固定与离子交换作用。
[0006]3)生物机理利用根脉区域的和寄生于植物根系上的微生物的代谢作用将凝聚性固体、可溶性固体进行分解成无机物；通过生物硝化-反硝化作用去除氮；微生物也将磷经阻截或结合而被去除。
[0007]4)植物作用利用植物对有机物的吸收而去除，部分数量的氮和磷能被植物吸收而去除，植物根系分泌物对大肠杆菌和病原体有灭活作用。
[0008]在以上诸多机理中，最重要的是生物机理。事实上，它是一个生态系统，在土壤环境中生长着细菌、真菌、酵母、霉菌、原生动物、后生动物，甚至像蚯蚓那样的生物，在净化污水的过程中相互依存协同作用，又相互制约。污水中的无机物质，特别是氮和磷等营养元素，在土壤净化过程中，通过硝化、反硝化、吸附等作用而被去除。污水中的有机氮先转化为氨态氮，然后变成硝态氮，在厌氧条件下和微生物的作用下，亚硝酸态氮和硝酸态氮被还原而释放出氮气。但此过程的进行需要供给相应的碳源，以确保硝化、反硝化过程的进行；否则不可能脱氮，而且会还原成氨。
【发明内容】
[0009]本实用新型的目的是针对污水处理厂中水深度净化的项目，提供一种低投资、低碳、低运行费用的中水深度净化人工湿地结构，不仅具有处理效率高、出水效果好、水质稳定、实际操作简便、运行成本低、维护简单的优点，而且能够获得生态、环境、经济效益。
[0010]本实用新型的技术方案是:
[0011]中水深度净化人工湿地结构，其特征在于:包括通过管道顺序连接的高位水池、人工湿地和出水井；所述人工湿地有顺序连接的两级，第一级为下行流潜流型人工湿地，第二级为上行流潜流型人工湿地；所述人工湿地的挡墙底部及四壁均设有防渗层。
[0012]进一步地，
[0013]所述下行流潜流型人工湿地包括一级介质层、位于所述一级介质层的上部并均匀分布在所述一级介质层中的一级布水系统以及位于所述一级介质层的底部并均匀分布在所述一级介质层中的一级集水系统；所述下行流潜流型人工湿地中种植有一级水生植物，所述一级水生植物的根部位于所述一级介质层中；所述上行流潜流型人工湿地包括二级介质层、位于所述二级介质层的底部并均匀分布在所述二级介质层中的二级布水系统以及位于所述二级介质层的上部并均匀分布在所述二级介质层中的二级集水系统组成，所述上行流潜流型人工湿地中种植有二级水生植物，所述二级水生植物的根部位于所述二级介质层中。
[0014]所述高位水池中的污水通过管道进入所述一级布水系统；所述一级集水系统与所述二级布水系统连接；所述二级集水系统收集的清水通过管道进入所述出水井。
[0015]所述高位水池与所述下行流潜流型人工湿地有高度差；所述一级布水系统的布水管和所述二级集水系统的集水管有高度差；所述一级介质层与所述二级介质层有高度差。
[0016]所述一级、二级布水系统的布水管及所述一级、二级集水系统的集水管均由UPVC管制成。
[0017]所述一级、二级介质层内的介质由火山岩滤料、钙石和石灰石按6:2:2的重量配比比例组成。
[0018]所述火山岩滤料的粒径范围为16?25mm,所述I丐石的粒径范围16?32mm,所述石灰石的粒径范围16?32mm。
[0019]所述防渗层为复合土工膜防渗层。
[0020]所述中水深度净化人工湿地结构还包括消毒池；所述二级集水系统收集的清水通过所述消毒池后再流至出水井。
[0021]本实用新型的中水深度净化人工湿地结构的优点在于:
[0022](I)建设成本低、动力消耗少、运行费用低；
[0023](2)运行稳定，操作简单，管理方便；
[0024](3)具有绿色生态效益，能够美化周边环境。调节周边区域气候。改善局部空气质量环境。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本实用新型的中水深度净化人工湿地结构的结构示意图。
[0026]附图标记说明
[0027]1、高位水池 2、下行流潜流型人工湿地 3、上行流潜流型人工湿地4、防渗层
5、一级介质层 6、一级布水系统 7、一级集水系统 8、一级水生植物 9、二级介质层10、二级布水系统U、二级集水系统12、二级水生植物13、出水井【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0029]如图1所示的本实用新型的中水深度净化人工湿地结构，包括通过管道顺序连接的高位水池1、人工湿地和出水井13 ;人工湿地有顺序连接的两级，第一级为下行流潜流型人工湿地2，第二级为上行流潜流型人工湿地3 ;人工湿地的挡墙底部及四壁均设有防渗层4。
[0030]本实用新型的下行流潜流型人工湿地包括一级介质层5、位于一级介质层的上部并均匀分布在该一级介质层中的一级布水系统6以及位于所述一级介质层的底部并均匀分布在该一级介质层中的一级集水系统7组成，下行流潜流型人工湿地中种植有一级水生植物8，一级水生植物的根部位于一级介质层中
[0031]本实用新型的上行流潜流型人工湿地包括二级介质层9、位于所述二级介质层的底部并均匀分布在该二级介质层中的二级布水系统10以及位于所述二级介质层的上部并均匀分布在该二级介质层中的二级集水系统11组成，上行流潜流型人工湿地中种植有二级水生植物12，二级水生植物的根部位于二级介质层中
[0032]本实用新型的高位水池中的污水通过管道进入一级布水系统，本例中，高位水池与下行流潜流型人工湿地有高度差，有利于污水的自流，节省能源，且高位水池的水源主要是污水处理厂的出水。
[0033]本实用新型的一级集水系统与二级布水系统连通，二级集水系统收集的清水通过管道进入出水井。
[0034]本例中，一级、二级布水系统及一级、二级集水系统均由UPVC管制成，管上均匀分布通孔(图中未显示)，污水通过通孔进入介质层，净化水通过通孔收集到集水系统中。
[0035]一级布水系统的布水管和二级集水系统的集水管有高度差，一级布水系统的布水管的水平高度高于二级集水系统的集水管的水平高度，一级介质层与二级介质层有高度差，且一级介质层的上表面高于二级介质层的上表面，通过上述压力差使上行流潜流型人工湿地实现水流上行。
[0036]本实用新型的一级、二级介质层内的介质由火山岩滤料、钙石和石灰石按一定比例组成。本例中，火山岩滤料、钙石和石灰石的重量配比比例为6:2:2。
[0037]本实用新型的火山岩滤料的粒径范围为16?25mm，钙石的粒径范围16?32mm，石灰石的粒径范围16?32mm。
[0038]本实用新型的防渗层为复合土工膜防渗层。
[0039]本实用新型的中水深度净化人工湿地结构还可以包括消毒池(图中未显示)，消毒池主要用来进一步去除再生水的大肠杆菌、微生物等，确保净化品质，二级集水系统收集的清水通过消毒池后再流至出水井。
[0040]本实用新型的工作原理是:
[0041]来自高位水池的污水通过一级布水系统均匀分配在一级介质层中，采用下行流方式，污水自上而下通过一级介质层，经过滤、吸附、根系的吸收等物理、化学反应将水质初步净化，由一级集水系统收集后通过二级布水系统进入二级介质层中，二级湿地采用上行流方式，经过下行流潜流型人工湿地初步净化的污水自下而上通过二级介质层，通过过滤、吸附、根系的吸收等物理、化学反应将水质净化，再通过二级集水系统的收集，达标后的净化水经出水井排放出去。
[0042]污水通过介质、植物、微生物达到净化的目的，具有水力分配均匀、停留时间长、高负荷、充氧效果好、抗冲击能力强、保温效果高，不滋生蚊蝇等特点。
[0043]本实用新型利用水生植物根脉净化系统、生物滤料以及栖息在介质中的微生物，通过物理、化学、生物和植物的相互协同作用来去除污水中的污染物的，最后出水达到地表水三类或四类标准。
[0044]上述仅对本实用新型中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本实用新型的保护范围，凡是依据本实用新型中的设计精神所作出的等效变化或修饰，均应认为落入本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.中水深度净化人工湿地结构，其特征在于:包括通过管道顺序连接的高位水池、人工湿地和出水井；所述人工湿地有顺序连接的两级，第一级为下行流潜流型人工湿地，第二级为上行流潜流型人工湿地；所述人工湿地的挡墙底部及四壁均设有防渗层。
2.根据权利要求1所述的中水深度净化人工湿地结构，其特征在于:所述下行流潜流型人工湿地包括一级介质层、位于所述一级介质层的上部并均匀分布在所述一级介质层中的一级布水系统以及位于所述一级介质层的底部并均匀分布在所述一级介质层中的一级集水系统；所述下行流潜流型人工湿地中种植有一级水生植物，所述一级水生植物的根部位于所述一级介质层中；所述上行流潜流型人工湿地包括二级介质层、位于所述二级介质层的底部并均匀分布在所述二级介质层中的二级布水系统以及位于所述二级介质层的上部并均匀分布在所述二级介质层中的二级集水系统；所述上行流潜流型人工湿地中种植有二级水生植物，所述二级水生植物的根部位于所述二级介质层中。
3.根据权利要求2所述的中水深度净化人工湿地结构，其特征在于:所述高位水池中的污水通过管道进入所述一级布水系统；所述一级集水系统与所述二级布水系统连接；所述二级集水系统收集的清水通过管道进入所述出水井。
4.根据权利要求3所述的中水深度净化人工湿地结构，其特征在于:所述高位水池与所述下行流潜流型人工湿地有高度差；所述一级布水系统的布水管和所述二级集水系统的集水管有高度差；所述一级介质层与所述二级介质层有高度差。
5.根据权利要求4所述的中水深度净化人工湿地结构，其特征在于:所述一级、二级布水系统的布水管及所述一级、二级集水系统的集水管均由UPVC管制成。
6.根据权利要求4所述的中水深度净化人工湿地结构，其特征在于:所述防渗层为复合土工膜防渗层。
7.根据权利要求4所述的中水深度净化人工湿地结构，其特征在于:所述中水深度净化人工湿地结构还包括消毒池；所述二级集水系统收集的清水通过所述消毒池后再流至出水井。
【文档编号】C02F3/32GK203382567SQ201320335544
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年6月9日 优先权日:2013年6月9日
【发明者】薛慧, 曹立志 申请人:北京清水生态环境工程有限公司