一种人工湿地系统进水预处理装置及其方法与流程

本发明涉及一种人工湿地系统进水装置及方法，特别涉及一种人工湿地系统进水预处理装置及方法。

背景技术：

人工湿地作为主要的污水生态修复技术，由于具有生态性、环境友好性等优点而被广泛用来处理多种形式的污水。

目前国内外所用人工湿地普遍存在系统长期运行稳定性不足（即植栽床孔隙易堵塞）的缺点。其主要原因是预处理过程对水中的悬浮固体去除不充分或植物根系分泌物造成的植栽床介质板结所致。目前常用的预处理设施有沉淀池、厌氧反应器（如厌氧折流反应器和降流式厌氧悬浮填料床）、生物接触氧化池和氧化塘等,但这些设施存在去除率较低、经济成本高、有机物去除不充分、不能有效减小后续人工湿地占地面积等不足。

蚯蚓生态滤池为解决上述问题提供了部分解决思路。向湿地中引入蚯蚓，根据蚯蚓具有吞食有机物、提高土壤渗透性和蚯蚓与微生物的协同作用等生态学功能设计卿生态湿地。发挥蚯蚓有机物的分解转化功能，不仅能解决湿地沉淀堵塞问题，保证系统的长期运行，同时，水力负荷也能极大的提高，水力停留时间大大缩短，也提高了污水处理效率，缩小了湿地占地面积，降低了运行成本。同时，在湿地填料体系中以蚯蚓为代表的各种微型动物和微生物共同组成复杂的生态系统，通过蚯蚓与微生物构成的生态系统的协同作用，发挥生物处理、过滤、吸附等功能，去除污水中的污染物，使污水得以净化。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种蚯蚓滤层与物理滤层相结合的人工湿地进水预处理装置及方法，根据水质特点，主要应用于格栅与沉沙池之后，在去除污水中泥沙与大颗粒物之后，污水进入本发明的污水传输管道，在传输过程中污水流经蚯蚓滤层与物理滤层，实现了对污水中有机物与固体污染物的进一步净化。

为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种人工湿地系统进水预处理装置，包括方形管道，所述方形管道的底部设有填料层，所述填料层的高度占方形管道高度的2/3，所述填料层自下而上分为物理滤层和蚯蚓滤层，所述方形管道的正上方设有圆形的通气口。其中，通气口主要起到三个作用：一是为管道内提供氧气，保障管道内的蚯蚓与好氧微生物的有氧环境；二是可以有针对性的投放微生物菌剂，从而显著提升预处理设施的处理效果，三是便于提取水样，检测进水水质的实时状况。

作为优选的，所述物理滤层自下而上依次为细砂层、蛭石层和陶粒层。

作为优选的，所述蚯蚓滤层自下而上依次为腐殖质层、纤维层和碎石层。

作为优选的，所述方形管道横截面高*宽为（0.8-1.2）m*（0.5-0.7）m，所述方形管道上部留空高度为0.25-0.35m，所述蚯蚓滤层的厚度是0.3-0.5m，所述物理滤层的厚度是0.25-0.35m。

作为优选的，所述细砂层的厚度是5-8cm，所述蛭石层的厚度是12-15cm，所述陶粒层的厚度是8-12cm。

作为优选的，所述蚯蚓滤层总厚度是0.3-0.5m，所述腐殖质层的厚度是20-30cm，所述纤维层的厚度是5-10cm，所述碎石层的厚度为5-10cm。

作为优选的，所述方形管道呈长方体或U形体形状，每个方形管道单体两端设置有卡槽，便于相邻方形管道连接，连接后在接口处设有密封圈，密封圈起到密封的效果。

一种人工湿地系统进水预处理方法，包括以下步骤：

步骤1，根据项目所在地进水水质，对蚯蚓进行驯化，获得能够适应项目环境的蚯蚓品种；

步骤2，在方形管道中自下而上布设填料层，依次为细砂层、蛭石层、陶粒层、腐殖质层、纤维层、碎石层；

步骤3，连接多个方形管道并在对接口处缠绕密封胶圈，避免污水传输过程中泄漏；

步骤4，利用普通传输管道将本发明方形管道的前端进水口与湿地入水口连通，污水的传输方向通过水泵或者高差进行控制。

作为优选的，所述步骤2中，所述方形管道横截面高*宽为（0.8-1.2）m*（0.5-0.7） m，所述方形管道上部留空高度为0.25-0.35m ，所述蚯蚓滤层的厚度是0.3-0.5m，所述物理滤层的厚度是0.25-0.35m。

作为优选的，所述步骤2中，所述细砂层8的厚度是5-8cm，所述蛭石层7的厚度是12-15cm，所述陶粒层6的厚度是8-12cm，所述蚯蚓滤层总厚度是0.3-0.5m，所述腐殖质层4的厚度是20-30cm，所述纤维层3的厚度是5-10cm，所述碎石层2的厚度为5-10cm。

本发明的有益效果： 1）预处理设施的设置，不仅仅提升了人工湿地入水的水质效果，而且能够有效避免人工湿地系统启动时瞬时引发的水锤效应，传输管道中的调料层缓冲了阀门突然打开或关闭造成的压强变化，对人工湿地整体设施起到了保护作用；2）采用方形管道代替传统圆形管道，主要考虑到管道内滤层的分布状况，方形管道有利于各层滤料的均匀分布与运行过程中各层的持续稳定，最主要的是直角的回弯保证了滤料不会随着污水传输进入湿地；3）本发明埋设于地下，完全不占用地面场地，且弯折的布设方式在地下占用的场地也很有限，施工时将每一段方形管道单体进行连接，快捷简便；4）蚯蚓滤层的设置，解决了长期困扰人工湿地的长期运行基质层堵塞的问题，蚯蚓在蚯蚓滤层与物理滤层上下活动，使各基质层始终保持一定的孔隙度；5）通气口的设置不仅保障了管道内生物的有氧环境，而且可以根据进水污染物浓度，有针对性的添加微生物制剂，还可以从通气口提取水样，便于时时检测水质情况；6）本发明设置于人工湿地进水口前端，能够利用最小的占地面积显著降低污染物负荷，提升人工湿地系统整体的处理效率。

附图说明

图1是本发明实施例1的俯视图。

图2是本发明实施例2的俯视图。

图3是本发明的剖视图。

其中：1、通气口；2、碎石层；3、纤维层；4、腐殖质层；5、方形管道；6、陶粒层；7、蛭石层；8、细砂层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，参考图1和图3。

包括方形管道5，所述方形管道5的底部设有填料层，所述填料层的高度占方形管道5高度的2/3，所述填料层自下而上分为物理滤层和蚯蚓滤层，所述方形管道5的正上方设有圆形的通气口1。

所述物理滤层自下而上依次为细砂层8、蛭石层7和陶粒层6。

所述蚯蚓滤层自下而上依次为腐殖质层4、纤维层3和碎石层2。

所述方形管道5横截面高*宽为（0.8-1.2）m*（0.5-0.7）m，所述方形管道5上部留空高度为0.25-0.35m，所述蚯蚓滤层的厚度是0.3-0.5m，所述物理滤层的厚度是0.25-0.35m。

所述细砂层8的厚度是5-8cm，所述蛭石层7的厚度是12-15cm，所述陶粒层6的厚度是8-12cm。

所述蚯蚓滤层总厚度是0.3-0.5m，所述腐殖质层4的厚度是20-30cm，所述纤维层3的厚度是5-10cm，所述碎石层2的厚度为5-10cm。

所述方形管道5呈长方体形状，每个单体两端设置有卡槽，便于相邻方形管道连接，连接后在接口处设有密封圈。

一种人工湿地系统进水预处理方法，包括以下步骤：

步骤1，根据项目所在地进水水质，对蚯蚓进行驯化，获得能够适应项目环境的蚯蚓品种；

步骤2，在方形管道5中自下而上布设填料层，依次为细砂层8、蛭石层7、陶粒层6、腐殖质层4、纤维层3、碎石层2；

步骤3，连接多个方形管道5并在对接口处缠绕密封胶圈，避免污水传输过程中泄漏；

步骤4，利用普通传输管道将本发明方形管道5的前端进水口与湿地入水口连通，污水的传输方向通过水泵或者高差进行控制。

所述步骤2中，所述方形管道5横截面高*宽为（0.8-1.2）m*（0.5-0.7） m，所述方形管道5上部留空高度为0.25-0.35m ，所述蚯蚓滤层的厚度是0.3-0.5m，所述物理滤层的厚度是0.25-0.35m。

所述步骤2中，所述细砂层8的厚度是5-8cm，所述蛭石层7的厚度是12-15cm，所述陶粒层6的厚度是8-12cm，所述蚯蚓滤层总厚度是0.3-0.5m，所述腐殖质层4的厚度是20-30cm，所述纤维层3的厚度是5-10cm，所述碎石层2的厚度为5-10cm。

实施例2，参考图2和图3。

包括方形管道5，所述方形管道5的底部设有填料层，所述填料层的高度占方形管道5高度的2/3，所述填料层自下而上分为物理滤层和蚯蚓滤层，所述方形管道5的正上方设有圆形的通气口1。

所述物理滤层自下而上依次为细砂层8、蛭石层7和陶粒层6。

所述蚯蚓滤层自下而上依次为腐殖质层4、纤维层3和碎石层2。

所述方形管道5横截面高*宽为（0.8-1.2）m*（0.5-0.7）m，所述方形管道5上部留空高度为0.25-0.35m，所述蚯蚓滤层的厚度是0.3-0.5m，所述物理滤层的厚度是0.25-0.35m。

所述细砂层8的厚度是5-8cm，所述蛭石层7的厚度是12-15cm，所述陶粒层6的厚度是8-12cm。

所述蚯蚓滤层总厚度是0.3-0.5m，所述腐殖质层4的厚度是20-30cm，所述纤维层3的厚度是5-10cm，所述碎石层2的厚度为5-10cm。

所述方形管道5呈U形体形状，每个单体两端设置有卡槽，便于相邻方形管道连接，连接后在接口处设有密封圈。

一种人工湿地系统进水预处理方法，包括以下步骤：

步骤1，根据项目所在地进水水质，对蚯蚓进行驯化，获得能够适应项目环境的蚯蚓品种；

步骤2，在方形管道5中自下而上布设填料层，依次为细砂层8、蛭石层7、陶粒层6、腐殖质层4、纤维层3、碎石层2；

步骤3，连接多个方形管道5并在对接口处缠绕密封胶圈，避免污水传输过程中泄漏；

步骤4，利用普通传输管道将本发明方形管道5的前端进水口与湿地入水口连通，污水的传输方向通过水泵或者高差进行控制。

所述步骤2中，所述方形管道5横截面高*宽为（0.8-1.2）m*（0.5-0.7） m，所述方形管道5上部留空高度为0.25-0.35m ，所述蚯蚓滤层的厚度是0.3-0.5m，所述物理滤层的厚度是0.25-0.35m。

所述步骤2中，所述细砂层8的厚度是5-8cm，所述蛭石层7的厚度是12-15cm，所述陶粒层6的厚度是8-12cm，所述蚯蚓滤层总厚度是0.3-0.5m，所述腐殖质层4的厚度是20-30cm，所述纤维层3的厚度是5-10cm，所述碎石层2的厚度为5-10cm。

本发明根据水质特点，主要应用于格栅与沉沙池之后，在去除污水中泥沙与大颗粒物之后，污水进入本发明的污水传输管道，在传输过程中污水流经蚯蚓滤层与物理滤层，实现了对污水中有机物与固体污染物的进一步净化。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。