一种臭氧强化的竖向人工湿地装置的制作方法

1.本实用新型涉及城市污水深度处理技术领域，具体涉及一种臭氧强化的竖向人工湿地装置。


背景技术：

2.随着社会进步，工业和城市迅速发展，污水处理是大环境可持续发展的关键一环。虽然近年来，我国污水处理方面取得了长足的进步，很多城市污水厂出水已经满足一级标准，甚至一级a标准，但污水厂出水仍然缺乏一定的生态性，不能直接利用，同时排入城市河道或自然水体可能造成一些影响，因此对污水进行进一步深度处理是有必要的。
3.污水深度处理理想的方式是采用自然处理方法，利用生态功能改善污水水质条件，但自然处理过程往往占地面积大，处理负荷低，停留时间长，因此人们使用一些人工技术模拟生态过程处理污水，人工湿地就是其中之一。人工湿地利用植物、土壤及支撑层的降解、吸附、氧化等作用对污水进行深度处理，进一步改善出水水质。
4.目前常用的人工湿地包括表流式和潜流式，一般占地面积也较大，对于城区内污水厂难以扩展使用，针对这个问题，垂直布置的竖向人工湿地被使用。竖向人工湿地由于深度较大，面临溶解氧不足问题，传统技术中采用折流方式或潮汐方式增加溶解氧，导致装置负荷降低，不能持续运行，使用有限制。另一方面，面对污水中逐渐复杂的有机污染物，人工湿地对这些微量污染物的去除效果也有限，需要强化去除过程。再者，一些污水厂使用臭氧过程作为污水处理氧化过程，或者一些城市河道采用臭氧曝气改善河道黑臭水质。因此，可以使用臭氧来同步强化人工湿地去除效果，同时臭氧分解增加装置溶解氧，保障整个装置的稳定运行。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型为解决传统人工湿地占地面积大，不适宜在城市区域建设，人工湿地对特种有机物去除效果一般和竖向人工湿地深层溶解氧不足的问题，提供一种臭氧强化的竖向人工湿地装置，其可深度处理污水厂出水，占地面积小，适用性好，是城市区域连接污水厂和城市河道的优选装置。
6.本实用新型所采用的技术方案为：一种臭氧强化的竖向人工湿地装置，其特征在于：包括进水区、湿地区和臭氧曝气系统；进水区设置于湿地区上部侧面；
7.所述进水区内设置有缓冲填料，侧壁上设置有进水管；
8.所述湿地区为上大下小，其内设置有吸附填料，吸附填料底部设置有支撑填料，湿地区的侧壁上设置有出水管，出水管与湿地区的集水区连接；
9.所述的臭氧曝气系统包括设置于缓冲填料内的预臭氧曝气管和支撑填料内的后臭氧曝气管。
10.进一步，进水区与湿地区之间设置有穿孔布水墙。
11.进一步，集水区底部设置穿孔区域集水用于收集吸附填料区域的水。
12.进一步，预臭氧曝气管和后臭氧曝气管为pvc管，管上均布设置有孔径为0.1-0.5mm曝气孔。
13.进一步，吸附填料的顶部设置有植物区。
14.进一步，预臭氧曝气管和后臭氧曝气管分别通过臭氧调节阀调节。
15.进一步，吸附填料内设置有隔板。
16.进一步，吸附填料为粗砾石填料，粒径为3-8mm。
17.进一步，支撑填料陶粒填料，粒径为10-30mm。
18.本实用新型具有以下优点：
19.1、本实用新型使用竖向人工湿地模型，结构紧凑，在小占地面积下，构建足够的水力停留时间，利用介质的吸附、植物的吸收、微生物的硝化、反硝化等作用，深度处理污水厂出水，有利于装置在城市区域的使用。
20.2、本实用新型通过使用臭氧曝气，或原水中参与的臭氧，强化湿地去除效果，增加溶解氧，通过多层介质有效去除各种污染物，使深度处理后的水体满足排入城市河道的需求。
21.3、本实用新型运行简单，管理方便，集成度高，适用于城市区域污水厂出水深度处理，处理后的水既可以排入城市内河道作为景观水体，也可以排入自然水体。
附图说明
22.图1为本实用新型涉及装置的示意图；
23.图2为预臭氧曝气管和后臭氧曝气管示意图。
24.附图标记：1为进水区，2为湿地区，3为臭氧曝气系统，4为进水管，5为缓冲填料，6为植物区，7为水生植物，8为穿孔布水墙，9为吸附填料，10为支撑填料，11为集水区，12为出水管，13为隔板，14为预臭氧曝气管，15为后臭氧曝气管，16为臭氧调节阀。
具体实施方式
25.下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。
26.本实施例提供一种臭氧强化的竖向人工湿地装置，如图1所示，包括进水区1、湿地区2和臭氧曝气系统3；进水区1设置于湿地区2上部侧面，之间设置有穿孔布水墙8，均匀将进水区预氧化后的水布于湿地区。
27.上述进水区1内设置有缓冲填料5，侧壁上设置有进水管4，污水厂出水由此区域进入系统。
28.污水进入湿地区2进行深度处理，处理后的污水收集排放，湿地区2为上大下小，其内设置有吸附填料9，吸附填料9底部设置有支撑填料10，吸附填料9为粗砾石填料，粒径为3-8mm；支撑填料10陶粒填料，粒径为10-30mm。湿地区2的侧壁上设置有出水管12，出水管12与湿地区2的集水区11连接；集水区11底部设置穿孔区域集水，收集吸附填料9区域的水，不收集植物区6的水。
29.上述吸附填料9的顶部设置有植物区6，使用细砾石作为填料，粒径为2-5mm，植物区6种有水生植物7，植物为了芦苇、香蒲或美人蕉等植物。
30.上述臭氧曝气系统3包括设置于缓冲填料5内的预臭氧曝气管14和支撑填料10内
的后臭氧曝气管15，所述预臭氧曝气管14和后臭氧曝气管15为pvc管，曝气管管径9
×
14mm，有效直径10mm，管上设有孔径0.1-0.5mm曝气孔，每米曝气管设有40-60个曝气孔，如图2所示。
31.上述预臭氧曝气管14和后臭氧曝气管15分别通过臭氧调节阀16调节，根据来水水质调节臭氧曝气量，调节预臭氧曝气量在0.2-0.5mg/l范围内，后臭氧曝气量为预臭氧曝气量的30％-50％。
32.上述吸附填料9区域设有隔板13，增加水流在装置内的流动距离，提高水力停留时间，强化人工湿地与污染物的接触时间，提高去除效果。
33.本实用新型的臭氧预氧化区域，通过低剂量臭氧在该区域内对来水进行预氧化，可以去除水中溶解性铁、锰、色度等污染物，改善水体的臭味等问题，同时降解大分子有机物，促进后续湿地系统生物对有机物的利用，灭活细菌，避免致病微生物进入自然水体，威胁人类健康。臭氧与水体接触反应后，增加水中溶解氧，改善生物作用环境，有利于湿地运行。
34.本实用新型底部的后臭氧区域，通过微量臭氧曝气，在溶解氧最低点增加溶解氧，解决竖向人工湿地底部溶解氧低，存在较大面积缺氧或厌氧区，造成水体恶化问题。
35.本实用新型臭氧区域使用多孔的陶粒填料作为填充料，利用其吸附效果与臭氧氧化协同作用，强化装置去除能力。
36.具体实施方式1：装置原水使用污水厂处理后出水，来水通过进水管4进入进水区1，在进水区1内停留，此时原水与缓冲填料5充分接触，陶粒填料对水中颗粒物和絮体进行吸附去除。同时，臭氧经由管道输送进入装置，一部分臭氧通过臭氧调节阀16进入进水区1，根据原水来源污水厂运行状况，调节进入进水区1的臭氧量为0.2-0.5mg/l，臭氧经过预臭氧曝气管14释放进入进水区1，与原水和缓冲填料5充分接触，对水中和填料上的有机物和其他污染物进行初步氧化，将大分子分解为小分子，同时臭氧分解为氧气，增加原水溶解氧。预氧化后的原水通过穿孔布水墙8均匀布水与湿地区2，在湿地区内，原水依次向下流经植物区6、吸附填料9和支撑填料10，并在隔板13的阻挡和引导下，转变为向上流动，再次经过吸附填料9后，进入集水区11，处理后的产水由出水管12排出，产水可以作为城市河道景观用水或直接排入自然水体。
37.具体实施方式2：本实施方式与实施方式1不同是，当装置深度较大或原水溶解氧较低，导致出水溶解氧不足，产生缺氧或厌氧区时，通过臭氧调节阀16将臭氧引入湿地区2的支撑填料10部分，控制臭氧量为0.06-0.2mg/l，在湿地区2对原水进行后臭氧，一方面进一步分解水中不易被湿地降解的有机污染物，另一方面增加向上流经吸附填料9时原水的溶解氧，其他过程与实施方式1相同。
38.具体实施方式3：本实施方式与实施方式1不同是，当原来来源污水厂使用臭氧处理过程或其他过程，使得原水溶解氧较高时，可不使用臭氧过程，关闭臭氧调节阀16，原水再进水区1和湿地区2均不进行氧化，其他过程与实施方式1相同。
39.具体实施方式4：本实施方式与实施方式1不同是植物区6内可以种植的水生植物7可以使芦苇、香蒲或美人蕉，根据当地环境条件进行选择，需要定期对水生植物进行收割，以控制植物量在适当范围内。
40.具体实施方式5：进水区1的缓冲滤料5污染负荷较大，需定期进行清洗或更换。
41.本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。