CN101830564B - 植物塘床合建式人工湿地污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植物塘床合建式人工湿地污水处理系统，包括依次连接的截污沉淀池、引水渠、进水流量控制器、配水渠、人工湿地植物塘床处理系统和集水渠；所述人工湿地植物塘床处理系统由四级植物塘、床组成，每级之间设置布水水位调节器，所述每级的植物塘和植物床一体合建，其间不设立分隔墙体，每级的植物塘底面比植物床底面低50cm，每级的植物塘、床的底面依次比下一级高10cm，上一级的植物床底面比下一级的植物塘底面高60cm。本系统无需用电能和机电维修，投资、运行成本较低，操作方便，适合于在山区无清污分流，进水流量受天然降水影响较大的农村乡镇污水处理工程中应用，也可用于对乡镇污水处理厂出水的深度处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种污水处理系统，特别涉及一种植物塘床合建式人工湿地污水处理系统。
背景技术
由于历史原因，许多山区农村乡镇污水未清污分流，直接排入当地小河沟，使小河沟变成了接纳污水的污水沟。这些小河夹带着污水流到下游，污染了下游乡村的水资源。为保护小河下游的水环境，治理上游乡镇的水污染已势在必行。但是，这些山区乡镇往往工农业生产不发达、经济比较落后、科学及环保水平较低，环保资金及技术投入都较少，加之地型比较复杂清污分流难度大、投资高，因此研究出一套投资较低、运行费较低的雨水与污水合流的人工湿地处理方案是本技术领域专家急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的就是提供一种投资、运行费较低，无机电设备和运行能耗的植物塘床合建式人工湿地污水处理系统，能完全解决上述问题。
本发明采用的技术方案是：一种植物塘床合建式人工湿地污水处理系统，包括依次连接的截污沉淀池、引水渠、进水流量控制器、配水渠、人工湿地植物塘床处理系统和集水渠；所述人工湿地植物塘床处理系统由四级植物塘、床组成，每级之间设置布水水位调节器，所述每级的植物塘和植物床一体合建，其间不设立分隔墙体，每级的植物塘底面比植物床底面低50cm，每级的植物塘、床的底面依次比下一级高10cm，上一级的植物床底面比下一级的植物塘底面高60cm。
所述配水渠连接两套人工湿地植物塘床处理系统。
所述进水流量控制器包括主堰槽，主堰槽一侧固定连接与之平行的辅堰槽，辅堰槽的进水口处设有一溢流槽，所述溢流槽的溢流口开设在主堰槽侧壁上，溢流槽的侧壁与辅堰槽的进水口贯通，溢流槽的出水口处设有一挡板，所述挡板的底部和两侧分别固定在出水口底部和两侧，挡板上边沿低于溢流口边沿；
主堰槽内设有一开有三角堰口的堰板，且所述三角堰口的上边沿与溢流口平齐；
辅堰槽内设有一开有三角堰口的堰板，且所述三角堰口的上边沿与挡板上边沿平齐。
所述主堰槽的进水口和出水口处设有加强梁，所述加强梁的两端分别固定在主堰槽的两上边沿上。
本发明的优点在于：本系统利用地形高差及山区小河水位差，实现了完全自流的处理方式，应用了新型的进水流量控制器、人工湿地布水水位调节器和植物塘、床合建的人工湿地构筑物，整套工艺过程无机电转动机械、无需用电能和机电维修，运行成本较低，操作方便，建设投资也比传统污水处理低。适合于在山区无清污分流，进水流量受天然降水影响较大的农村乡镇污水处理工程中应用，也可用于对乡镇污水处理厂出水的深度处理。
附图说明
图1为本发明的平面结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为本发明中进水流量控制器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1和图2所示，一种植物塘床合建式人工湿地污水处理系统，包括依次连接的截污沉淀池1、引水渠3、进水流量控制器4、配水渠5、人工湿地植物塘床处理系统和集水渠14；所述人工湿地植物塘床处理系统由四级植物塘、床组成，每级之间设置布水水位调节器15，所述每级的植物塘和植物床一体合建，其间不设立分隔墙体，每级的植物塘底面比植物床底面低50cm，每级的植物塘、床的底面依次比下一级高10cm，上一级的植物床底面比下一级的植物塘底面高60cm。
所述配水渠5连接两套人工湿地植物塘床处理系统。
如图3所示，所述进水流量控制器4包括主堰槽41，主堰槽41一侧固定连接与之平行的辅堰槽43，辅堰槽43的进水口处设有一溢流槽45，所述溢流槽45的溢流口46开设在主堰槽41侧壁上，溢流槽45的侧壁与辅堰槽43的进水口贯通，溢流槽45的出水口处设有一挡板44，所述挡板44的底部和两侧分别固定在出水口底部和两侧，挡板44上边沿低于溢流口46边沿。所述主堰槽41内设有一开有三角堰口的堰板42，且所述三角堰口的上边沿与溢流口46平齐。所述辅堰槽43内设有一开有三角堰口的堰板42，且所述三角堰口的上边沿与挡板44上边沿平齐。所述主堰槽41的进水口和出水口处设有加强梁47，所述加强梁47的两端分别固定在主堰槽41的两上边沿上。
进水流量控制器4运作原理：来水首先流入进水流量控制器4的主堰槽41，经主堰槽41内堰板42上的三角堰口流入人工湿地植物塘床处理系统。来水在流经主堰槽41内的堰板42时，根据其在堰板42的水位可计量出进水流量。由于预先已根据人工湿地植物塘床处理系统的设计规模控制了堰板42的最大通过流量，至使超过设计流量的污水自动从溢流槽45流入辅堰槽43。溢流到辅堰槽43的水可以经辅堰槽43的堰板42流入人工湿地植物塘床处理系统，并可通过对其堰板42水位的观察，计量通过辅堰槽43进水的流量。若进水流量超过预定的辅堰槽43进水设计流量或人为关闭辅堰槽43内的堰板42时，则流入辅堰槽43的水会自动通过溢流槽45流出，进入河16下游。这样，自流引入人工湿地植物塘床处理系统的进水就可以得到有效的自动控制，并可通过观察测量水位进行人为计量和记录。使人工湿地植物塘床处理系统始终在其设计允许的规模内正常进水运行。从而自动避免丰水期大量河水和泥沙进入人工湿地植物塘床处理系统而增加系统的冲击负荷，降低本系统的使用寿命。
进水流量控制器4安装在引水渠3上，在引水渠3进水等于或小于人工湿地植物塘床处理系统设计进水量时，全部引水渠3的来水会自流进入人工湿地植物塘床处理系统处理；若下雨天引水量大于设计进水量时，则多出的来水会自动溢流到河16下游。这样可避免因雨水径流引起人工湿地植物塘床处理系统超负荷运行及雨水夹带泥沙的进入，造成人工湿地植物塘床处理系统的堵塞和植被的破坏，从而延长了本系统的使用寿命。
本系统在实施时，首先在河16上建一座小河截流小水坝2，河水经截流小水坝2截流，小水坝2上水位提高形成截污沉淀池1。截污沉淀池1中的水经引水渠3和进水流量控制器4自流入配水渠5。经配水渠5配水后分两路流入两套人工湿地植物塘床处理系统，每套系统都由四级植物塘、床组成，从配水渠5分配的来水经第一级植物塘、床6、7和布水水位调节器15自流到第二级植物塘8，再经第二级植物塘、床8、9和布水水位调节器15处理后自流入笫三级植物塘10，再经第三级植物塘、床10、11和布水水位调节器15处理后自流入第四级植物塘12，再经第四级植物塘、床12、13和布水水位调节器15处理后自流入集水渠14。流入集水渠14的水与另一套人工湿地植物塘床处理系统的出水汇合经总出水口排入河16下游。两套人工湿地植物塘、床系统可以同时运行，也可以独立运行，这样便于植物收割、污泥清除和其它运行操作。
上述截污沉淀池1底部安装有排沙阀，在洪水时，可打开排沙阀，小水坝2上截污沉淀池1中沉积的泥沙可通过底部排沙阀排出，枯水期和平水期关闭排沙阀，污水经引水渠3自流入人工湿地植物塘床处理系统。本系统采用小水坝2自流引水方式，无机电设备，无电能消耗和机电维护费，从而减少了污水处理的运行成本。
本系统已经在四川省某镇污水的处理工程中试验应用，取得了良好效果。人工湿地植物塘床处理系统中的植物可以采用适宜本地环境条件和污水处理需要的适宜植物。在本工程应用中第一级植物塘6中主要种植浮萍，种植密度为100株每平方米，伴生种植紫萍、田字萍、槐叶萍；第一级植物床7中主要种植芦苇，种植密度为4蔸每平方米(每蔸2-4株)，伴生种植芦竹；第二级植物床9中主要种植香蒲和芦竹，种植密度为4蔸每平方米(每蔸2-4株)，伴生种植菖蒲、马蹄莲；第三级植物床11中主要种植美人蕉，种植密度为4蔸每平方米(每蔸2-3株)，伴生种植伞草、香根草；第四级植物塘12中主要喂养鳙鱼、鲢鱼和鲤鱼，喂养密度为1尾每平方米，鲢鱼、鳙鱼、鲤鱼的喂养比例为10∶3∶1，伴生种植金鱼藻、苦草；第四级植物床13中主要种植伞草，种植密度为4蔸每平方米(每蔸2-4株)，伴生种植茭白、庶草。
本系统采用了植物塘、床合建及布水水位调节器15，从配水渠5或上级植物塘、床，布水水位调节器15的来水，首先在植物塘经植物塘的微生物、植物的生物净化作用和物理沉淀、吸附等过程进行净化，然后以推流方式自流进入植物床；从植物塘自流进入植物床的来水，在植物床碎石基质下部以潜流方式流动，经碎石基质过滤、吸附、微生物分解、氧化还原及植物吸收等作用而进行净化；然后经多个布水水位调节器15流入下一级植物塘、床系统，最后一级植物塘、床和布水水位调节器15出水流入集水渠14后排入河16下游。本系统中将植物塘、床合建，并应用布水水位调节器15，取消了以往植物塘、床分建的分隔墙体和配水布水水位调节装置，从而降低了污水处理的投资成本。
本系统有效的利用了当地的地形高差、水力学及人工湿地净水功能的基本原理。本系统适合在有地形高差的山区乡镇未作清污分流的小河沟污水处理中应用。其能耗少，运行费低，生态环境效益高，投资也比传统的污水处理低，在示范工程的应用中取得了良好的效果。
有条件的乡镇可建设清污分流的乡镇排水管网和污水预处理厂，在对乡镇污水进行预处理后再流入本系统中进行处理。这样，本系统可建设成既处理预处理污水厂出水，又可供乡镇村民休闲娱乐的场地，其生态环境效益会更好。
Claims (5)
1.一种植物塘床合建式人工湿地污水处理系统，其特征在于：包括依次连接的截污沉淀池、引水渠、进水流量控制器、配水渠、人工湿地植物塘床处理系统和集水渠；所述人工湿地植物塘床处理系统由四级植物塘、床组成，每级之间设置布水水位调节器，所述每级的植物塘和植物床一体合建，其间不设立分隔墙体，每级的植物塘底面比植物床底面低50cm，每级的植物塘、床的底面依次比下一级高10cm，上一级的植物床底面比下一级的植物塘底面高60cm。
2.按照权利要求1所述的植物塘床合建式人工湿地污水处理系统，其特征在于：所述截污沉淀池底部安装排沙阀。
3.按照权利要求1所述的植物塘床合建式人工湿地污水处理系统，其特征在于：所述配水渠连接两套人工湿地植物塘床处理系统。
4.按照权利要求1所述的植物塘床合建式人工湿地污水处理系统，其特征在于：所述进水流量控制器包括主堰槽，主堰槽一侧固定连接与之平行的辅堰槽，辅堰槽的进水口处设有一溢流槽，所述溢流槽的溢流口开设在主堰槽侧壁上，溢流槽的侧壁与辅堰槽的进水口贯通，溢流槽的出水口处设有一挡板，所述挡板的底部和两侧分别固定在出水口底部和两侧，挡板上边沿低于溢流口边沿；
主堰槽内设有一开有三角堰口的堰板，且所述三角堰口的上边沿与溢流口平齐；
辅堰槽内设有一开有三角堰口的堰板，且所述三角堰口的上边沿与挡板上边沿平齐。
5.按照权利要求4所述的植物塘床合建式人工湿地污水处理系统，其特征在于：主堰槽的进水口和出水口处设有加强梁，所述加强梁的两端分别固定在主堰槽的两上边沿上。
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