模块化水处理池及模块化水处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种模块化水处理池及模块化水处理系统。适用于水处理及水生态修复领域。


背景技术：

2.人工湿地作为农村污水处理公益具有普遍适用性，经由人工湿地工艺处理后的污水，出水水质一般都要优于常规二级污水处理工艺，主要是因为人工湿地污水处理是通过土壤、植物、微生物循环为主的自然净化系统，一方面能去除污水中所存在的大量有机污染物，另外一方面过滤水体富营养化物质(氮、磷等)。同时人工湿地作为一种利用运行费用成本较低且易于操作的人工湿地来处理污水已经成为当前农村处理污水工程的重要发展趋势。
3.人工湿地属于典型的分散型污水处理模式，特别适合农村地区村镇分布较为稀疏的现实状况。然而农村污水往往含有大量因雨水或混流制原因造成的进水泥砂含量较大，造成人工湿地易堵塞，填料更换年限短的问题，加重了其运营维护期间的难度以及填料使用年限。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种模块化水处理池及模块化水处理系统。
5.本实用新型所采用的技术方案是：一种模块化水处理池，其特征在于：具有池体和若干水处理组合体，该若干水处理组合体置于所述池体内并布满池体，所述水处理组合体由若干上下布置的水处理填料模块拼接组合而成。
6.所述水处理填料模块具有模块壳体和置于模块壳体内的水处理填料，其中模块壳体上制有若干孔隙。
7.所述水处理填料模块底部制有能与其下方另一水处理填料模块顶部凹槽相配合实现插接的底部凸起。
8.所述水处理组合体上设有管身开设布水孔的布水短管，布水短管两端均设有能与该布水短管两端相邻水处理组合体内布水短管端部的连接头对应拼接实现连通的转接头；
9.所述水处理组合体上设有管身开设集水孔的集水短管，集水短管两端均设有能与该集水短管两端相邻水处理组合体内集水短管端部的连接头对应拼接实现连通的转接头。
10.所述连接头为套接于所述布水短管和集水短管端部的软管。
11.一种模块化水处理系统，其特征在于：具有沿水流方向依次设置的进水管、沉淀除杂池、模块化生态快滤池、集水池、模块化人工湿地、生态出水池和出水管；
12.所述模块化生态快滤池具有快滤池池体和若干过滤吸附组合体，该若干过滤吸附组合体置于所述快滤池池体内并布满池体，所述过滤吸附组合体由若干上下布置的过滤吸附填料模块拼接组合而成；
13.所述模块化人工湿地具有湿地池体和若干湿地组合体，该若干湿地组合体置于所述湿地池体内并布满池体，所述湿地组合体由若干上下布置的湿地填料模块拼接组合而成；
14.所述水处理组合体底部设有管身开设布水孔的布水短管，布水短管两端均设有能与该布水短管两端相邻水处理组合体内布水短管端部的连接头对应拼接实现连通的转接头；
15.所述水处理组合体顶部设有管身开设布水孔的集水短管，集水短管两端均设有能与该集水短管两端相邻水处理组合体内集水短管端部的连接头对应拼接实现连通的转接头；
16.所述布水短管连通形成布水管，布水管连通所述集水池；所述集水短管连通形成集水管，集水管连通所述生态出水池。
17.所述进水管端部设有提篮格栅，所述沉淀除杂池内设有垂直水流方向的小孔隙拦网。
18.具有系统池体，系统池体内经花砖墙和不透水隔墙分隔形成所述沉淀除杂池、模块化生态快滤池、集水池、模块化人工湿地和生态出水池，模块化生态快滤池两端设有所述花砖墙，模块化人工湿地两端设有所述不透水隔墙。
19.所述过滤吸附填料模块具有沿水流方向依次设置的大粒径砾石填料模块、小粒径砾石填料模块和陶粒填料模块。
20.所述湿地填料模块包括分别设置于所述湿地组合体底部、中部和顶部的大粒径陶粒模块、小粒径陶粒模块，以及河沙或河沙生物炭混合填料模块。
21.本实用新型的有益效果是：本实用新型由不透水隔墙及花砖墙分割开的五个区域—沉淀除杂池、模块化生态快滤池、集水池、模块化人工湿地、生态出水池。污水从进水口首先进入沉淀除杂池，经过提篮格栅、沉淀区沉淀和小孔隙拦网，拦截进水垃圾杂质以及沉淀泥砂；然后通过花砖墙，进入模块化生态快滤池，经过大粒径和小粒径两道模块化砾石填料以及一道陶粒填料，过滤及吸附大颗粒污染物。然后经过花砖墙，进入集水池；进入集水池后，通过模块化拼接形成的布水管进入上行流模块化湿地底部布水区，经过模块化填料过滤，微生物处理，湿地植物吸附后，进入湿地表层模块化拼接形成的集水管；通过集水管进入生态出水池，经过生态出水池底部水生植物以及鱼类的摄食以及净化，进一步提升湿地水质，然后通过过滤网，进入出水管。
22.本实用新型工艺耦合生态快滤池以及人工湿地，一方面通过强化进水的沉淀除杂，增设模块化生态快滤池降低湿地进水的颗粒物，从而达到降低湿地堵塞程度，提升湿地填料总体使用年限的目的；另外一方面通过迎水面模块化的填料置换可以有效解决湿地堵塞的问题，最后通过模块化的集水管以及布水管的设置有效解决了，湿地置换填料时，管道的更换，节省了管道材料；同时通过填料模块化预制，大幅度缩减了湿地建设的周期。
23.本实用新型安装简便，效果显著等特点，适用于污水处理以及水厂尾水处理，尤其是适用于泥砂含量较大的农村分散式污水处理及尾水资源化。
附图说明
24.图1为实施例的结构示意图。
25.图2为实施例的平面布置示意图。
26.图3、图4为实施例中过滤吸附填料模块的结构示意图(最顶层)。
27.图5、图6为实施例中过滤吸附填料模块的结构示意图(中部)。
28.图7、图8为实施例中过滤吸附填料模块的结构示意图(最底层)。
29.图9、图10为实施例中湿地填料模块的结构示意图(最顶层)。
30.图11、图12为实施例中湿地填料模块的结构示意图(中部)。
31.图13、图14、图15为实施例中湿地填料模块的结构示意图(最底层)。
32.图中：1、进水管；2、提篮格栅；3、小孔隙拦网；4、花砖墙；5、过滤吸附填料模块；6、湿地填料模块；7、集水管；7-1、集水短管；7-2、布水短管；8、过滤网；9、出水管；10、水生植物；11、水生动物。
具体实施方式
33.如图1、图2所示，本实施例为一种模块化水处理系统，具有系统池体，系统池体一端连接进水管，另一端连接出水管，系统池体内沿水流方向依次设有两道花砖墙和两道不透水隔墙，从而将系统池体内分隔形成沿水流方向依次布置的沉淀除杂池、模块化生态快滤池、集水池、模块化人工湿地和生态出水池。
34.本例中在进水管的端部设有提篮格栅，沉淀除杂池内设有垂直水流方向的小孔隙拦网。本例中小孔隙拦网应不大于4目，底部设有配重，设计高度应按照最高水位进行设计。小孔隙拦网前的沉淀除杂池底部设置斜坡，保障沉积物沉积至一侧，斜坡坡脚可根据实际情况设置泥斗或倒泥管。
35.本实施例中模块化生态快滤池在其快滤池池体内布满若干过滤吸附组合体，该过滤吸附组合体由若干上下布置的过滤吸附填料模块拼接组合而成。
36.本例中过滤吸附填料模块包括大粒径砾石填料模块(80～160mm砾石)、小粒径砾石填料模块(40～80mm砾石)和陶粒(10～40mm陶粒)填料模块。模块化生态快滤池在其快滤池池体内沿水流方向分成三个区域，沿水流方向的三个区域依次布满由大粒径砾石填料模块形成的过滤吸附组合体、小粒径砾石填料模块形成的过滤吸附组合体和陶粒填料模块形成的过滤吸附组合体。
37.本实施例在模块化生态快滤池内80～160mm砾石、40～80mm砾石以及10～40mm陶粒的总量比例选择，冬季平均温度大于12℃区域采用1:1:1，冬季平均温度小于12℃区域采用1:1:2。
38.本例中过滤吸附填料模块俯视面应按照矩形设置，其边长宜在0.5m～1m之间，其竖向边长设置0.5m～0.6m左右。过滤吸附填料模块具有模块壳体和置于模块壳体内的相应填料，其中模块壳体具有钢结构框架和用多孔热塑性塑料制作的外表面，其孔隙宜略小于填料孔隙。
39.本实施例中过滤吸附组合体的最顶层过滤吸附填料模块的底部制有矩形的底部凸起(见图3、4)；最底层过滤吸附填料模块的顶部制有能与底部凸起相适配实现拼接的顶部凹槽(见图7、8)；过滤吸附组合体中其余过滤吸附填料模块的顶部制有能与底部凸起相适配实现拼接的顶部凹槽，该其余过滤吸附填料模块的底部制有能与顶部凹槽相适配实现拼接的的底部凸起(见图5、6)。
40.本例中集水池设置宽度为0.5m～1m，将模块化生态快滤池中的水体汇集，集水池底部设置微孔曝气装置，经过曝气复氧后通过布水管输送至模块化人工湿地布水区。
41.本实施例中模块化人工湿地在其湿地池体内布满若干湿地组合体，该湿地组合体由若干上下布置的湿地填料模块拼接组合而成。
42.本例中湿地填料模块包括分别设置于湿地组合体底部、中部和顶部的大粒径陶粒模块(10～40mm陶粒)、小粒径陶粒模块(≤10mm陶粒)，以及河沙或河沙生物炭混合填料模块。
43.本实施例在模块化人工湿地内10～40mm陶粒、≤10mm陶粒、河沙或河沙与生物活性炭的混合物的厚度比例按照1:1:1。
44.本例中湿地填料模块俯视面应按照矩形设置，其边长宜在0.5m～1m之间，其竖向边长设置0.5m～0.6m左右。湿地填料模块具有模块壳体和置于模块壳体内的相应填料，其中模块壳体具有钢结构框架和用多孔热塑性塑料制作的外表面，其孔隙宜略小于填料孔隙。
45.本实施例中湿地组合体的最顶层湿地填料模块的底部制有矩形的底部凸起(见图9、10)；最底层湿地填料模块的顶部制有能与底部凸起相适配实现拼接的顶部凹槽(见图13、14、15)；湿地组合体中其余湿地填料模块的顶部制有能与底部凸起相适配实现拼接的顶部凹槽，该其余湿地填料模块的底部制有能与顶部凹槽相适配实现拼接的的底部凸起(见图11、12)。
46.本实施例中在最底层的湿地填料模块底部设有两根平行水流方向且管身开设布水孔的布水短管，布水短管两端均设有能与该布水短管两端相邻最底层湿地填料模块底部布水短管端部的连接头对应拼接实现连通的转接头，相应的布水短管之间依次连通形成布水管，该布水管连通集水池。
47.本例中在最顶层的湿地填料模块顶部设有两根平行水流方向且管身开设布水孔的集水短管，集水短管两端均设有能与该集水短管两端相邻最顶层层湿地填料模块顶部集水短管端部的连接头对应拼接实现连通的转接头，相应的集水短管之间依次连通形成集水管，该集水管连通生态出水池。
48.本实施例中布水短管和集水短管端部的连接头均采用软管，当水流方向相邻的湿地填料模块贴合时，湿地填料模块内的布水短管或集水短管经软管与相邻湿地填料模块内相应布水短管或集水短管上的软管依靠软管的柔韧性紧密贴合形成连通。
49.本例中生态出水池内种植有水生植物并在水体中养殖水生植物，出水管的进口端设有过滤网，其中水生动物采用50g～150g/尾的鲢鱼、鳙鱼搭配少量草鱼；水生植物以沉水植物为主，沉水植物种类采用冷季型和暖季型、森林型和草甸型相结合的原则，以马来眼子菜、常绿矮化苦草、轮叶黑藻、菹草搭配为宜。
50.本实施例的工作原理如下：污水从进水管首先进入沉淀除杂池，经过提篮格栅去除进入污水管道的垃圾等大体积杂质，从而降低沉淀除杂池水力负荷，强化沉淀除杂池沉淀效果，其后污水经过水平流沉淀，将无机砂石以及大颗粒有机污染物沉淀至底部(底部沉积物可以通过外设倒泥管或污泥泵进行外派，根据实际情况进行选择设置)，然后通过小孔隙密集拦网，进一步去除污水中的垃圾杂质以及沉淀泥砂，最后通过花砖墙进入模块化生态快滤池。
51.模块化生态快滤池中水体从左侧流到右侧，经过生态快滤池的过滤吸附，有效降低，水体中的污染物，然后通过花砖墙进入集水池。
52.集水池将经模块化生态快滤池输出的水体汇集，并通过布水管输送至模块化人工湿地的布水区。
53.水体通过布水管进入模块化人工湿地的填料区，经过填料过滤，微生物硝化吸附，植物吸收等作用，将水体进行深度的净化，达标后由顶部的集水管收集后进入生态出水池。
54.水体进入生态出水池后，经过底部水生植物的净化以及水体中水生动物的进一步摄食，进行最终的净化和处理，然后通过过滤网的进一步拦截进入出水管，外排或进行中水回用于景观池塘景观水、农田灌溉、四小园(小花园、小菜园、小果园、小公园)浇施等。
55.本实施例可在模块化生态快滤池投加乳酸杆菌、芽孢杆菌等菌类菌群，加快系统调试。在生态出水池投加枝角类和桡足类噬藻虫，加快系统调试。系统调试完成后，长期测定进水水质(mg/l)，进水平均为codcr，150；bod5，65；氨氮，30；总磷，4。经过多次测定，实际出水优于城镇污水处理厂污染物排放标准一级a标准。