CN101007688B - 扰动型人工潜流湿地水体净化处理设备及水体净化方法 - Google Patents

扰动型人工潜流湿地水体净化处理设备及水体净化方法 Download PDF

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Abstract

本发明是扰动型人工潜流湿地水体净化处理设备及水体净化方法。湿地净化处理池整体呈立方箱体形,池内充填填充基质,填充基质的上部表面种植种植物,湿地净化处理池两端填充基质内设置布水管和收水管,水位调节池的上部高于湿地净化处理池的上端部,曝气管贯穿湿地净化处理池的底部,曝气机向湿地净化处理池内曝气,收集起来的水体从出水管排出。本发明投资省,工期短,见效快、运行成本低,废水处理费低,潜流湿地净化处理池大部分处理是在地表以下,不易产生臭味和蚊子,湿地净化处理池上面的地表就是一个生态公园,达到美化绿化城市的目的,保证冰面以下湿地在冬季仍正常运行,更适合于较冷气候的华北地区,一年四季都比天然湿地处理效果好。

Description

扰动型人工潜流湿地水体净化处理设备及水体净化方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种潜流湿地水体净化设备,尤其涉及一种扰动型人工潜流湿地水体 净化处理设备及水体净 化方法。
背景技术
[0002] 20世纪70年代以来,人工湿地水处理技术开始受到人们的关注,具有低投资、低 能耗等优点,成为水环境技术的研究热点。潜流湿地属于人工湿地污水处理的新技术,是人 工建造的、可控制的和工程化的湿地系统。
[0003] 目前,现有的潜流湿地包括三个关键组成部分:植物、微生物、基质。人工建造不 同粒径的填料为基质形成基床的床体,床体表面种植高效去污的耐水植物,扎根于基质床 体内,基质支持着这些植物的根系,而基质和植物根系又为各种微生物提供附着的载体,在 基质和植物根系表面形成微生物膜,水体以潜流形式渗过长有植物的潜层多孔滤床,基质 床体内浸满了水体,通过潜流湿地中的物理、化学和生物作用,优化组合来完成对水体的净 化。但仍存在很多缺陷和不足,潜流湿地中的植物和微生物受气候影响较大,特别是在北方 城市水环境改善中,由于冬季冰冻期影响,布水层结冰造成湿地系统不能运行;潜流湿地中 的微生物依靠在运行过程中自然形成,不能人工投加高效微生物菌,潜流湿地中微生物降 解的作用不能得到充分发挥,特别是湿地建成初期处理效果较差,春季微生物恢复过程缓 慢。潜流湿地内部在溶解氧含量较低的情况下,造成表层好氧区的好氧微生物作用减弱,出 水的水质较差,出水溶解氧浓度较低,不利于受纳水体的自净。基质填料大多采用砾石填料 床为主,基质填料的品种和组成结构比较单一,基质填料的组份单一形成渗透系统较均一, 水体的运行过程为简单水平运动,上、下水体交换较差,造成上层好氧和下层厌气区水流交 换较弱,导致净化处理效果下降。部分水平流湿地为增加上下层水体的交换和延长水流路 径,在湿地处理池底部人为的设置阻水堰,虽然增加上下层水体的交换强度以及延长水流 路径,但容易形成死水区,造成整体净化处理的效率下降。
发明内容
[0004] 本发明的主要目的在于解决上述潜流湿地存在的问题,提供一种通过水底曝气和 高效微生物技术的应用,提高潜流湿地中微生物的水质净化能力,增加出水中溶解氧的含 量,冬季通过人工调控水位,起到保温效果,保证冬季运行,填料基质相互组合,对各种污染 物的整体去除达到最佳状态,使污水在被处理过程中反复经过厌氧和耗氧的过程,最大程 度提高处理效果的扰动型人工潜流湿地水体净化处理设备及水体净化方法。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006] 结合水底曝气技术、高效微生物处理技术、冬季防冻技术和多组份填料设计等多 技术集成,形成波浪式的水流运行形态,使污水在处理过程中反复经过厌氧和耗氧的过程, 提高处理效果。
[0007] 湿地净化处理池整体呈立方箱体形,湿地净化处理池内充填填充基质,湿地净化处理池的池壁高于填充基质的上表面,填充基质的上部表面种植大型的水陆两栖种植物, 湿地净化处理池内一侧的上部设置布水管,填充基质淹没布水管,湿地净化处理池内另一 侧的下部设置收水管,填充基质淹没收水管,湿地净化处理池一侧的上部设置进水管,进水 管的一端部与布水管相连接,进水管上设置进水控制间阀,湿地净化处理池另一侧的下部 设置出水管,出水管的一端部与收水管相连接,出水管的另一端设置出水控制闸阀。 [0008] 潜流湿地净化处理设施大部分处理是在地表以下进行,非常适合较冷气候的华北 地区,一年四季都比天然湿地处理效果好,而且不易产生臭味和蚊子,解决生态处理技术在 北方不能广泛应用的技术难题。填充基质淹没布水管和收水管,由于孔径填料组的填料基 质孔径较大,渗透系数高,填料基质对水体的阻力相对较小,同时防止污染物堵塞布水管, 有效地进行污水净化处理。进水管上设置进水控制间阀,出水管上设置出水控制间阀,控制 流经进水管的水体的流向和流量。
[0009] 进水管的另一端部与水位调节池的另一侧上部相连接,进水管的另一端部与水位 调节池相贯通,水位调节池的上部高于湿地净化处理池的上端部,水位调节池稳定湿地净 化处理池的水体的水位和流量,水位调节池内的水体在水头压力作用下通过进水管自流进 入布水管内,通过布水管流入湿地净化处理池内。进水管的另一端部设置进水控制间阀,控 制水位调节池流经进水管进入布水管的水体的流向和流量。水位调节池的一侧设置引水水 泵和水体引水管,引水水泵通过水体引水管引来水体输送到水位调节池内。
[0010] 待处理污水水体由引水系统即引水管和引水水泵抽入水位调节池,水位调节池起 到稳定水位和流量的作用,水位调节池的水位高于湿地净化处理池的水位,水位调节池内 的水体在水头压力作用下由进水管自流进入布水管内。
[0011] 湿地净化处理池的侧面设置曝气机,湿地净化处理池的底部至少设置1根曝气 管,曝气管贯穿湿地净化处理池的底部,曝气机的出口通过供气管各自与湿地净化处理池 的底部两端的曝气管相连接,供气管的管路上设置曝气控制间阀,控制湿地净化处理池的 底部两端曝气管的进气量,曝气机通过曝气管均勻地向湿地净化处理池内曝气,增加水体 中溶解氧的含量。
[0012] 在湿地净化处理池的底部设置曝气管,氧气在曝气机的压力下,进入曝气管内,通 过曝气管均勻地向湿地净化处理池内的填充基质进行曝气,以增加水体中溶解氧的含量, 同时,植物光合作用及根系输氧过程中也向水体释放氧气,为好氧微生物活动提供氧源。
[0013] 充填在湿地净化处理池内的填充基质为大孔径填料组、高空隙填料组和高效填料 组,湿地净化处理池一侧内壁堆置大孔径填料组,大孔径填料组截面积成直角梯形,大孔径 填料组淹没湿地净化处理池上部的布水管,水位调节池内的水体在水头差的压力下经进水 管和布水管自流进入湿地净化处理池的大孔径填料组。
[0014] 堆置在湿地净化处理池两侧内壁的大孔径填料组之间截面积呈梯形和倒梯形交 错堆置高空隙填料组和高效填料组,在湿地净化处理池内至少堆置2组高空隙填料组和高 效填料组。
[0015] 大孔径填料组、高孔隙填料组和高效填料组的上表面种植大型的水陆两栖种植 物,种植物的根系扎根在大孔径填料组、高孔隙填料组和高效填料组的填料基质层内,填料 基质为微生物提供附着载体,微生物在种植物的根系和填料基质表面形成微生物膜,通过 种植物吸收去除水体中的污染物,并随着植物收割最终将污染物带出湿地净化处理池。[0016] 水体由大孔径填料组缓缓流经高孔隙填料组和高效填料组。湿地净化处理池另一侧内壁堆置大孔径填料组,大孔径填料组截面积成直角梯形,大孔径填料组淹没湿地净化 处理池下部的收水管。
[0017] 水体缓缓流经高孔隙填料组和高效填料组各填料组后,流入大孔径填料组,由湿 地净化处理池下部的收水管收集,收集起来的水体从出水管排出。
[0018] 湿地净化处理池的截面形状为圆形、半圆形或多边形。
[0019] 每个湿地净化处理池的形状可根据景观的要求和地形的条件确定湿地净化处理 池的形状,湿地净化处理池的形状可以是矩形、梯形、半圆形,或其它形状。
[0020] 充填在湿地净化处理池内的填充基质为大孔径填料组、高孔隙填料组和高效填料 组,大孔径填料组为砾石、碎石、陶粒、火山玄武岩,粒径大、表面较光滑、水流阻力小,粒径 为40-60mm,至少采用1种,孔隙率为50_70%,占总填料体积的5_20%,见表1。
[0021] 高孔隙填料组为砾石、碎石、陶粒、火山玄武岩,粒径中等、比表面积大、容易形成 微生物膜,粒径为15-25mm,至少采用1种,孔隙率为40-60%,占总填料体积的20-60%,见 表1。
[0022] 高效填料组为砾石、碎石、陶粒、火山玄武岩含有丰富的铁离子和铝离子,粒径中 等、含有丰富的铁离子和铝离子,粒径为10-50mm,至少采用1种,孔隙率为35-50%,占总填 料体积的20-70%,见表1。
[0023]
[0024] 湿地净化处理池的填充基质上表层种植的种植物为水陆两栖植物,水陆两栖植物 采用水生植物中挺水植物,挺水植物为黄花鸢尾、千屈菜、泽芹、香蒲、水葱、美人蕉,至少采 用1种。
[0025] 湿地净化处理池的填充基质上表面种植大型的水陆两栖种植物,种植物扎根于填 料基质层内,通过种植物的根系吸收去除水体中的污染物,并随着种植物的收割,最终将污 染物带出湿地净化处理池系统,同时种植物的根系和填料基质为微生物提供附着载体,微 生物在种植物的根系和填料基质表面形成微生物膜。
[0026] 待处理污水由引水水泵通过引水管引入水位调节池,水位调节池主要起到稳定水 位和流量的作用,打开进水管上的进水控制闸阀、出水管上的出水控制闸,控制处理水体的流量,打开供气管上的曝气控制间阀,启动气泵,空气通过湿地净化处理池底部的曝气管对 湿地净化处理池内曝气。
[0027] 待处理污水由引水泵引入水位调节池,水位调节池主要起到稳定水位和流量的作 用,水位调节池内的污水在水头差的压力下经进水管自流进入湿地处理池,进水管上安装 有进水控制闸,以控制处理水的流量。湿地处理池的两端均填充大孔径填料,中间由高孔隙 率大比表面积的填料和高效去磷填料相间组合形成若干填料组层。进水管的尾端与布水管 垂直连通,由布水管向湿地处理系统均勻布水。
[0028] 水位调节池内的水体在水头差的压力下经进水管自流进入湿地净化处理池内的 布水管,水体从布水管流出,均勻的流入湿地净化处理池内一端的大孔径填料组内,由于孔 径填料 组的填料基质孔径较大,渗透系数高,填料基质对水体的阻力相对较小,均勻的向湿 地净化处理池内布水,同时防止污染物堵塞布水管,水体由于重力作用由上至下缓缓充满 大孔径填料组。
[0029] 在水头差的压力下,水体从水位调节池又进水管自流进入湿地净化处理池内的布 水管里,布水管对湿地净化处理池内的大孔径填料组内布水。布水管位于大孔径填料组内, 由于大孔径填料组的填料基质的孔径较大,渗透系数高,填料基质对水体的阻力相对较小, 保证湿地净化处理池系统布水均勻,同时防止污染物对布水管的堵塞。
[0030] 水体由于重力作用缓缓流经高孔隙填料组在流经高孔隙填料组过程中填充基质 的上部表面种植的种植物的根系和填充基质为微生物提供附着载体,微生物在种植物的根 系和填充基质的表面形成微生物膜,降解水体中的污染物。
[0031] 高孔隙填料组的填料基质比表面积大,为微生物附着提供良好的界面,形成微生 物膜,由于高孔隙填料组的填料基质孔隙度大,水体停留时间长,延长了微生物膜的接触反 应时间,具有去除COD和TN的效果。
[0032] 高孔隙填料组的填料基质孔隙率高、比表面积大,可为微生物附着提供良好的界 面,从而形成微生物膜,同时,由于高孔隙填料组的填料基质孔隙度大,水体在高孔隙填料 组的填料基质上停留的时间长,从而就延长了微生物膜的接触反应时间,具有较好的COD 和TN去除效果。
[0033] 水体由于重力作用缓缓流经高效填料组过程中,高效填料组的填料基质中含有丰 富的铁离子和铝离子,促进污水水体中的磷形成絮凝沉淀,提高除磷效果。
[0034] 高效填料组的填料基质中含有丰富的铁离子和铝离子,可以促进污水水体中的磷 形成絮凝沉淀,从而提高湿地净化处理池的除磷效果。
[0035] 水体流经湿地净化处理池的过程中,湿地净化处理池的底部设置的曝气管对湿地 净化处理池曝气,增加水体溶解氧含量,并为好氧微生物提供充足的氧源。
[0036] 湿地净化处理池的底部安装的曝气管,气泵把气体输入供气管内,供气管的尾端 与曝气管连通,曝气管对湿地净化处理池系统进行曝气,对水体增加溶解氧含量,对好氧微 生物提供充足的氧源,供气管上安装曝气控制间阀,实现曝气量的控制。
[0037] 水体净化处理后流入湿地净化处理池内另一端的填充大孔径填料组内,由湿地净 化处理池下部的收水管收集水体,由于大孔径填料组的填料基质孔径较大,渗透系数高,填 料基质对水体的阻力相对较小,收水管均勻的收集湿地净化处理池内的水体,同时防止污 染物堵塞收水管,水体由于重力作用,收水管收集处理后的水体由出水管排出。[0038] 水体缓缓流经各填料基质组后,在大孔径填料组的填料基质内由收水管收集,收水管与出水管的首端垂直连通,出水管上安装出水控制闸,控制出水流量和湿地净化处理 池内的水位,处理后的水体由出水管排出。出水管均位于大孔径填料组内,由于大孔径填料 组的填料基质的孔径较大,渗透系数高,填料基质对水体的阻力相对较小,保证湿地净化处 理池系统收水的均勻性,同时防止污染物对出水管的堵塞。
[0039] 湿地净化处理池在冬季运行时,在结冰期前调节进水控制闸阀和出水控制闸阀, 控制进水控制闸阀和出水控制闸阀的水体进、出流量,把湿地净化处理池水体的水位调节 至填充基质以上,形成明水。
[0040] 在冬季运行时,首先,在结冰前通过进水管和出水管上的控制闸阀控制湿地净化 处理池的进、出流量,将湿地净化处理池内的水位调节至填充基质表面以上30〜40cm形成 明水,湿地净化处理池的水位高度可根据当地冰冻层厚度设置。
[0041 ] 待表层水面结冰后,调节进水控制闸阀和出水控制闸阀,控制进水控制闸阀和出 水控制间阀的水体进、出流量,把湿地净化处理池内水体的水位调节至填充基质表层以下, 在湿地净化处理池的上部冰面以下与水面以上形成空气隔离层,达到冬季保温效果,湿地 净化处理池仍正常运行净化处理污水水体。
[0042] 待湿地净化处理池上部明水的表层水面结冰后,再把湿地净化处理池的水位降至 布水管以下,这样在冰面以下和水面以上形成一个空气隔离层,此时起到冬季保温的效果, 即使是在冬季结冰期,湿地净化处理池内冰面以下净化处理仍正常运行。
[0043] 本发明是扰动型人工潜流湿地水体净化处理设备及水体净化方法。投资省,工期 短,见效快、运行成本低,废水处理费低,潜流湿地净化处理池大部分处理是在地表以下,不 易产生臭味和蚊子,湿地净化处理池上面的地表就是一个生态公园,可以和城市景观建设 紧密结合,有助于城市绿化,在实现水体净化的同时,达到美化绿化城市的目的;出水的水 质好,处理后的出水平均可提高1〜2个等级,达到地表水IV类水质标准的要求,可直接排 入水库和河道,可快速处理夏季蓝藻爆发引起的水化现象,恢复水体的自净功能,适用于大 面积水体水质恶化突发事件的处理。多组份填料基质的组合设计合理,可充分发挥不同组 份填料基质的污染物去除优势,并通过湿地净化处理池中不同粒径渗滤材料的组合,使湿 地净化处理池内部沿程渗透系数不均勻,形成波浪式的水流运行形态,使污水水体在处理 过程中反复经过厌氧和耗氧的过程,最大程度提高处理效果。进水管和出水管均位于大孔 径填料组内,由于该填料组的填料基质孔径较大,渗透系数高,填料基质对水体阻力相对较 小,保证湿地系统布水和收水的均勻性,同时防止污染物对水管的堵塞,延长湿地净化处理 池系统的使用寿命。多组分的填料基质和曝气技术在人工湿地中的应用,两项技术集成应 用使处理效率大大提高,色、味的去除明显改善。湿地上部防冻层设计,冬季冰冻前通过进、 出流量的控制,使湿地上部形成冰封层,起到冬季保温效果,保证冰面以下湿地在冬季仍正 常运行,更适合于较冷气候的华北地区,一年四季都比天然湿地处理效果好。
附图说明
[0044] 以下结合附图和实施例对本发明详细说明。
[0045] 图1湿地净化处理池系统的示意图
[0046] 1引水水泵,2水位调节池,3进水管,4进水控制闸阀,5湿地净化处理池,6布水管,7大孔径填料组,8高孔隙填料组,9高效填料组,10收水管,11出水管,12出水控制闸 阀,13种植物,14气泵,15供气管,16曝气控制闸阀,17曝气机,18曝气管,19水体引水管
具体实施方式
[0047] 实施例1
[0048] 湿地净化处理池5整体呈立方箱体形,湿地净化处理池5内充填填充基质,湿地净 化处理池5的池壁高于填充基质的上表面,填充基质的上部表面种植大型的水陆两栖种植 物13,湿地净化处理池5内一侧的上部设置布水管6,填充基质淹没布水管6,湿地净化处理 池5内另一侧的下部设置收水管10,填充基质淹没收水管10,湿地净化处理池5 —侧的上 部设置进水管3,进水管3的一端部与布水管6相连接,进水管3上设置进水控制闸阀4,湿 地净化处理池5另一侧的下部设置出水管11,出水管11的一端部与收水管10相连接,出水 管11的另一端设置出水控制闸阀12。
[0049] 进水管3的一端部与水位调节池2的另一侧上部相连接,进水管3的另一端部与 水位调节池2相贯通,水位调节池2的上部高于湿地净化处理池5的上端部,水位调节池2 稳定湿地净化处理池5的水体的水位和流量,水位调节池2内的水体在水头压力作用下通 过进水管3自流进入布水管6内,通过布水管6流入湿地净化处理池5内。进水管3的另 一端部设置进水控制间阀4, 控制水位调节池2流经进水管3进入布水管5的水体的流向和 流量。水位调节池2的一侧设置引水水泵1和水体引水管19,引水水泵1通过水体引水管 19引来水体输送到水位调节池2内。
[0050] 湿地净化处理池5的侧面设置曝气机17,湿地净化处理池5的底部至少设置1根 以上曝气管18,曝气管18贯穿湿地净化处理池5的底部,曝气机17的出口通过供气管15 各自与湿地净化处理池5的底部两端的曝气管18相连接,供气管15的管路上设置曝气控 制闸阀16,控制湿地净化处理池5的底部两端曝气管18的进气量,曝气机17通过曝气管 18均勻地向湿地净化处理池5内曝气,增加水体中溶解氧的含量。
[0051 ] 充填在湿地净化处理池5内的填充基质为大孔径填料组7、高空隙填料组8和高效 填料组9,湿地净化处理池5 —侧内壁堆置大孔径填料组7,大孔径填料组7截面积成直角 梯形,大孔径填料组7淹没湿地净化处理池5上部的布水管6,水位调节池2内的水体在水 头差的压力下经进水管3和布水管6自流进入湿地净化处理池5的大孔径填料组7。
[0052] 堆置在湿地净化处理池5两侧内壁的大孔径填料组7之间截面积呈梯形和倒梯形 交错堆置高空隙填料组8和高效填料组9,在湿地净化处理池5内至少堆置2组以上高空隙 填料组8和高效填料组9。
[0053] 大孔径填料组7、高孔隙填料组8和高效填料组9的上表面种植大型的水陆两栖种 植物13,种植物13的根系扎根在大孔径填料组7、高孔隙填料组8和高效填料组9的填料 基质层内,填料基质为微生物提供附着载体,微生物在种植物的根系和填料基质表面形成 微生物膜,通过种植物13吸收去除水体中的污染物,并随着植物收割最终将污染物带出湿 地净化处理池5。
[0054] 水体由大孔径填料组7缓缓流经高孔隙填料组8和高效填料组9。湿地净化处理 池5另一侧内壁堆置大孔径填料组7,大孔径填料组7截面积成直角梯形,大孔径填料组7 淹没湿地净化处理池5下部的收水管10。[0055] 水体缓缓流经高孔隙填料组8和高效填料组9各填料组后,流入大孔径填料组7, 由湿地净化处理池5下部的收水管10收集,收集起来的水体从出水管11排出,如图1所示。
[0056] 实施例2
[0057] 湿地净化处理池5的截面形状为圆形、半圆形或多边形,如图1所示。
[0058] 实施例3
[0059] 充填在湿地净化处理池5内的填充基质为大孔径填料组7、高孔隙填料组8和高效 填料组9,大孔径填料组7为砾石、碎石、陶粒、火山玄武岩,粒径大、表面较光滑、水流阻力 小,粒径为40-60mm,至少采用1种,孔隙率为50-70%,占总填料体积的5-20%,如图1所示。
[0060] 实施例4
[0061] 高孔隙填料组8为砾石、碎石、陶粒、火山玄武岩,粒径中等、比表面积大、容易形 成微生物膜,粒径为15-25mm,至少采用1种,孔隙率为40-60%,占总填料体积的20-60%, 如图1所示。
[0062] 实施例5
[0063] 高效填料组9为砾石、碎石、陶粒、火山玄武岩含有丰富的铁离子和铝离子,粒径 中等、含有丰富的铁离子和铝离子,粒径为10-50mm,至少采用1种,孔隙率为35-50%,占总 填料体积的20-70 %,如图1所示。
[0064] 实施例6
[0065] 湿地净化处理池的填充基质上表层种植的种植物为水陆两栖植物,水陆两栖植物 采用水生植物中挺水植物,挺水植物为黄花鸢尾、千屈菜、泽芹、香蒲、水葱、美人蕉,至少采 用1种以上,如图1所示。
[0066] 实施例7
[0067] 待处理污水由引水水泵1通过引水管19引入水位调节池2,水位调节池2主要起 到稳定水位和流量的作用,打开进水管3上的进水控制闸阀4、出水管11上的出水控制闸 12,控制处理水体的流量,打开供气管15上的曝气控制闸阀16,启动气泵14,空气通过湿地 净化处理池5底部的曝气管18对湿地净化处理池5内曝气。
[0068] 水位调节池2内的水体在水头差的压力下经进水管3自流进入湿地净化处理池5 内的布水管6,水体从布水管6流出,均勻的流入湿地净化处理池5内一端的大孔径填料组 7内,由于大孔径填料组7的填料基质孔径较大,渗透系数高,填料基质对水体的阻力相对 较小,均勻的向湿地净化处理池5内布水,同时防止污染物堵塞布水管6,水体由于重力作 用由上至下缓缓充满大孔径填料组7。
[0069] 水体由于重力作用缓缓流经高孔隙填料组8在流经高孔隙填料组8过程中填充基 质的上部表面种植的种植物13的根系和填充基质为微生物提供附着载体,微生物在种植 物13的根系和填充基质的表面形成微生物膜,降解水体中的污染物。
[0070] 高孔隙填料组8的填料基质比表面积大,为微生物附着提供良好的界面,形成微 生物膜,由于高孔隙填料组8的填料基质孔隙度大,水体停留时间长,延长了微生物膜的接 触反应时间,具有去除COD和TN的效果。
[0071] 水体由于重力作用缓缓流经高效填料组9过程中,高效填料组9的填料基质中含 有丰富的铁离子和铝离子,促进污水水体中的磷形成絮凝沉淀,提高除磷效果。[0072] 水体流经湿地净化处理池5的过程中,湿地净化处理池5的底部设置的曝气管17 对湿地净化处理池5曝气,增加水体溶解氧含量,并为好氧微生物提供充足的氧源。
[0073] 水体净化处理后流入湿地净化处理池5内另一端的填充大孔径填料组7内,由湿 地净化处理池5下部的收水管10收集水体,由于大孔径填料组7的填料基质孔径较大,渗 透系数高,填料基质对水体的阻力相对较小,收水管10均勻的收集湿地净化处理池5内的 水体,同时防止污染物堵塞收水管10,水体由于重力作用,收水管10收集处理后的水体由 出水管11排出,如图1所示。
[0074] 实施例8
[0075] 湿地净化处理池5在冬季运行时,在结冰期前调节进水控制闸阀4和出水控制闸 阀12,控制进水控制闸阀4和出水控制闸阀12的水体进、出流量,把湿地净化处理池5水体 的水位调节至填充基质以上,形成明水。
[0076] 待表层水面结冰后,调节进水控制闸阀4和出水控制闸阀12,控制进水控制闸阀4 和出水控制闸阀12的水体进、出流量,把湿地净化处理池5内水体的水位调节至填充基质 表层以下,在湿地净化处理池5的上部冰面以下与水面以上形成空气隔离层,达到冬季保 温效果,湿地净化处理池5仍正常运行净化处理污水水体,如图1所示。

Claims (4)

  1. 一种扰动型人工潜流湿地水体净化处理设备,其特征是湿地净化处理池(5)整体呈立方箱体形,湿地净化处理池(5)内充填填充基质,湿地净化处理池(5)的池壁高于填充基质的上表面,填充基质的上部表面种植大型的水陆两栖种植物(13),湿地净化处理池(5)内一侧的上部设置布水管(6),填充基质淹没布水管(6),湿地净化处理池(5)内另一侧的下部设置收水管(10),填充基质淹没收水管(10),湿地净化处理池(5)一侧的上部设置进水管(3),进水管(3)的一端部与布水管(6)相连接,湿地净化处理池(5)另一侧的下部设置出水管(11),出水管(11)的一端部与收水管(10)相连接,出水管(11)的另一端设置出水控制闸阀(12);进水管(3)的另一端部与水位调节池(2)的一侧上部相连接,进水管(3)的另一端部与水位调节池(2)相贯通,水位调节池(2)的上部高于湿地净化处理池(5)的上端部,水位调节池(2)稳定湿地净化处理池(5)的水体的水位和流量,水位调节池(2)内的水体在水头压力作用下通过进水管(3)自流进入布水管(6)内,通过布水管(6)流入湿地净化处理池(5)内;进水管(3)上设置进水控制闸阀(4),控制水位调节池(2)流经进水管(3)进入布水管(5)的水体的流向和流量;水位调节池(2)的另一侧设置引水水泵(1)和水体引水管(19),引水水泵(1)通过水体引水管(19)引来水体输送到水位调节池(2)内,湿地净化处理池(5)的侧面设置曝气机(17),湿地净化处理池(5)的底部至少设置1根曝气管(18),曝气管(18)贯穿湿地净化处理池(5)的底部,曝气机(17)的出口通过供气管(15)各自与湿地净化处理池(5)的底部两端的曝气管(18)相连接,供气管(15)的管路上设置曝气控制闸阀(16),控制湿地净化处理池(5)的底部两端曝气管(18)的进气量,曝气机(17)通过曝气管(18)均匀地向湿地净化处理池(5)内曝气,增加水体中溶解氧的含量;充填在湿地净化处理池(5)内的填充基质为大孔径填料组(7)、高空隙填料组(8)和高效填料组(9),湿地净化处理池(5)一侧内壁堆置大孔径填料组(7),大孔径填料组(7)截面形状成直角梯形,大孔径填料组(7)淹没湿地净化处理池(5)上部的布水管(6),水位调节池(2)内的水体在水头差的压力下经进水管(3)和布水管(6)自流进入湿地净化处理池(5)的大孔径填料组(7);在湿地净化处理池(5)两侧内壁堆置的大孔径填料组(7)之间交错堆置截面形状呈梯形和倒梯形的高空隙填料组(8)和高效填料组(9),在湿地净化处理池(5)内至少堆置2组高空隙填料组(8)和高效填料组(9);大孔径填料组(7)、高孔隙填料组(8)和高效填料组(9)的上表面种植大型的水陆两栖种植物(13),种植物(13)的根系扎根在大孔径填料组(7)、高孔隙填料组(8)和高效填料组(9)的填料基质层内,填料基质为微生物提供附着载体,微生物在种植物的根系和填料基质表面形成微生物膜,通过种植物(13)吸收去除水体中的污染物,并随着植物收割最终将污染物带出湿地净化处理池(5);水体由大孔径填料组(7)缓缓流经高孔隙填料组(8)和高效填料组(9);湿地净化处理池(5)另一侧内壁堆置大孔径填料组(7),大孔径填料组(7)截面形状成直角梯形,大孔径填料组(7)淹没湿地净化处理池(5)下部的收水管(10);水体缓缓流经高孔隙填料组(8)和高效填料组(9)各填料组后,流入大孔径填料组(7),由湿地净化处理池(5)下部的收水管(10)收集,收集起来的水体从出水管(11)排出。
  2. 2.根据权利要求1所述的扰动型人工潜流湿地水体净化处理设备,其特征在于所述的 湿地净化处理池(5)的截面形状为圆形、半圆形或多边形;充填在湿地净化处理池(5)内的 填充基质为大孔径填料组(7)、高孔隙填料组(8)和高效填料组(9),大孔径填料组(7)为 砾石、碎石、陶粒、火山玄武岩,粒径大、表面较光滑、水流阻力小,粒径为40-60mm,至少采用1种,孔隙率为50-70%,占总填料体积的5-20% ;高孔隙填料组(8)为砾石、碎石、陶粒、火 山玄武岩,粒径中等、比表面积大、容易形成微生物膜,粒径为15-25mm,至少采用1种,孔隙 率为40-60%,占总填料体积的20-60% ;高效填料组(9)为砾石、碎石、陶粒、火山玄武岩, 含有丰富的铁离子和铝离子,粒径中等,粒径为10-50mm,至少采用1种,孔隙率为35-50%, 占总填料体积的20-70% ;湿地净化处理池(5)的填充基质上表层种植的种植物为水陆两 栖植物,水陆两栖植物采用水生植物中挺水植物,挺水植物为黄花鸢尾、千屈菜、泽芹、香 蒲、水葱、美人蕉,至少采用1种。
  3. 3. 一种采用权利要求1或2所述的扰动型人工潜流湿地水体净化处理设备的水体净 化方法,其特征是待处理污水由引水水泵(1)通过引水管(19)引入水位调节池(2),水位 调节池(2)主要起到稳定水位和流量的作用,打开进水管(3)上的进水控制闸阀(4)、出水 管(11)上的出水控制闸(12),控制处理水体的流量,打开供气管(15)上的曝气控制闸阀 (16),启动气泵(14),空气通过湿地净化处理池(5)底部的曝气管(18)对湿地净化处理池 (5)内曝气;水位调节池(2)内的水体在水头差的压力下经进水管(3)自流进入湿地净化 处理池(5)内的布水管(6),水体从布水管(6)流出,均勻的流入湿地净化处理池(5)内一 端的大孔径填料组(7)内,由于大孔径填料组(7)的填料基质孔径较大,渗透系数 高,填料 基质对水体的阻力相对较小,均勻的向湿地净化处理池(5)内布水,同时防止污染物堵塞 布水管(6),水体由于重力作用由上至下缓缓充满大孔径填料组(7);水体由于重力作用缓 缓流经高孔隙填料组(8),在流经高孔隙填料组(8)过程中,填充基质的上部表面种植的种 植物(13)的根系和填充基质为微生物提供附着载体,微生物在种植物(13)的根系和填充 基质的表面形成微生物膜,降解水体中的污染物;高孔隙填料组(8)的填料基质比表面积 大,为微生物附着提供良好的界面,形成微生物膜,由于高孔隙填料组(8)的填料基质孔隙 度大,水体停留时间长,延长了微生物膜的接触反应时间,具有去除COD和TN的效果;水体 由于重力作用缓缓流经高效填料组(9)过程中,高效填料组(9)的填料基质中含有丰富的 铁离子和铝离子,促进污水水体中的磷形成絮凝沉淀,提高除磷效果;水体流经湿地净化处 理池(5)的过程中,湿地净化处理池(5)的底部设置的曝气管(17)对湿地净化处理池(5) 曝气,增加水体溶解氧含量,并为好氧微生物提供充足的氧源;水体净化处理后流入湿地净 化处理池(5)内另一端的填充大孔径填料组(7)内,由湿地净化处理池(5)下部的收水管 (10)收集水体,由于孔径填料组(7)的填料基质孔径较大,渗透系数高,填料基质对水体的 阻力相对较小,收水管(10)均勻的收集湿地净化处理池(5)内的水体,同时防止污染物堵 塞收水管(10),水体由于重力作用,收水管(10)收集处理后的水体由出水管(11)排出。
  4. 4.根据权利要求3所述的扰动型人工潜流湿地水体净化处理设备的水体净化方法,其 特征是在于所述的湿地净化处理池(5)在冬季运行时,在结冰期前调节进水控制闸阀(4) 和出水控制闸阀(12),控制进水控制闸阀(4)和出水控制闸阀(12)的水体进、出流量,把湿 地净化处理池(5)水体的水位调节至填充基质以上,形成明水;待表层水面结冰后,调节进 水控制闸阀(4)和出水控制闸阀(12),控制进水控制闸阀(4)和出水控制闸阀(12)的水体 进、出流量,把湿地净化处理池(5)内水体的水位调节至填充基质表层以下,在湿地净化处 理池(5)的上部冰面以下与水面以上形成空气隔离层,达到冬季保温效果,湿地净化处理 池(5)仍正常运行净化处理污水水体。
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