CN104261565A - 一种立体向心式人工湿地污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种立体向心式人工湿地污水处理系统,包括圆环形厌氧单元和人工湿地,人工湿地沿圆环形厌氧单元的内圈竖向填充,圆环形厌氧单元的外圈装设有用于将污水导流至圆环形厌氧单元的进水管,圆环形厌氧单元顶面设有密封盖,人工湿地底部的圆心处装设有排水管,污水从圆环形厌氧单元渗入人工湿地、经人工湿地的过滤后向其底部圆心处流入排水管排出。该系统具有结构简单、防堵塞、可有效提高去污效果的优点。
Description
技术领域
本发明主要涉及污水处理技术,尤其涉及一种立体向心式人工湿地污水处理系统。
背景技术
人工湿地生态工程是20世纪70年代发展起来的一项污水处理系统,充分利用了“基质—微生物—植物”复合生态系统的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化。与其他传统的生物处理法相比,人工湿地生态工程具有投资低、运行和管理费用低、能利用可再生能源(太阳能、风能)、对水量和水质变化适应能力强等优点,目前,已在多种污(废)水处理领域得到广泛应用。
但人工湿地在污水处理过程中普遍存在系统因堵塞而导致系统功能丧失的问题,成为其应用和推广的主要因素之一。根据美国环境保护署(USEAP)对100多个人工湿地的调查结果表明将近50%的湿地在投入使用后的五年内形成了不同程度的淤堵。相关研究表明,人工湿地堵塞是由于残留在填料孔隙中的污染物不断累积占据填料孔隙,填料有效孔隙体积不断减少,累积到一定程度后造成填料孔隙的淤堵。基质层中不可滤物质的积累和微生物生物量的生长是人工湿地堵塞的主要成因。过高的有机负荷可能导致有机物不能及时被分解而沉积进而导致堵塞,另外,湿地中较丰富的营养物质使微生物大量繁殖,形成的颗粒有机物构成湿地系统有机物积累的一部分。通常在进水段污染负荷较高,有机沉淀物及水中杂质大多截流在进水前端。有机物负荷很大程度上取决于水力负荷,因此,适当减小人工湿地的水力负荷,可有效降低堵塞问题。
目前,应对人工湿地堵塞的主要措施有采取间歇进水,定期更换填料的物理方法,添加化学融菌剂或微生物抑制剂的化学方法等,这些措施存在实用性不强或二次污染的问题。传统的人工湿地采用长宽比不大于3m的矩形设计,由一端进水,另一端出水。相同的水力负荷下,进水区域有机负荷较大,这也是进水区域较易堵塞的原因;随着湿地系统对污水中有机物的去除,有机负荷水流方向逐渐减低,不利于湿地系统中植物及微生物的生长和污染物质的去处。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种结构简单、防堵塞、可有效提高去污效果的立体向心式人工湿地污水处理系统。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种立体向心式人工湿地污水处理系统,包括圆环形厌氧单元和人工湿地,所述人工湿地沿圆环形厌氧单元的内圈竖向填充,所述圆环形厌氧单元的外圈装设有用于将污水导流至圆环形厌氧单元的进水管,圆环形厌氧单元顶面设有密封盖,所述人工湿地底部的圆心处装设有排水管,污水从圆环形厌氧单元渗入人工湿地、经人工湿地的过滤后向其底部圆心处流入排水管排出。
作为上述技术方案的进一步改进:
所述人工湿地包括渗滤墙、湿地基质和湿地处理床集水区,所述湿地处理床集水区、湿地基质以及渗滤墙均与圆环形厌氧单元同心设置,所述湿地处理床集水区位于圆环形厌氧单元内圈的底部,所述湿地基质位于湿地处理床集水区顶部,所述渗滤墙环抱于湿地基质外周并与圆环形厌氧单元相贴,所述排水管装设于湿地处理床集水区底部的圆心处。
所述湿地基质内部插设有与圆环形厌氧单元同心设置的环形隔板,所述环形隔板的底部延伸至湿地处理床集水区的底端,环形隔板的顶部与湿地基质顶端之间留有供水流通过的间隙。
所述湿地处理床排水管进水端外部罩设有网罩。
所述进水管上沿进水方向依次设置有用于拦截污染物的格栅和用于去除较大密度颗粒物的沉沙池。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
本发明的立体向心式人工湿地污水处理系统,包括圆环形厌氧单元和人工湿地,人工湿地沿圆环形厌氧单元的内圈竖向填充,圆环形厌氧单元的外圈装设有用于将污水导流至圆环形厌氧单元的进水管,圆环形厌氧单元顶面设有密封盖,人工湿地底部的圆心处装设有排水管,该结构中,污水经进水管进入圆环形厌氧单元,通过厌氧水解酸化,降低污水的有机负荷,并提高废水的可生化性;水解酸化后的污水从圆环形厌氧单元渗入人工湿地,由于圆环形厌氧单元和人工湿地为同心设置的圆环形结构,使得污水会从人工湿地外周流向底部圆心处,形成向心式的流动,而处理后的污水经排水管排出,其结构简单,这种周边进水中间出水的方式有效地分散了进水的水力负荷,降低了人工湿地堵塞的机率,水力负荷随水流方向逐渐变大,污染物浓度随水流方向逐渐减小,均匀了整个人工湿地的有机负荷,有利于水生植物和微生物的生长及水体污染物的去除,而且密封盖高于进水管,使得圆环形厌氧单元形成了密闭的空间,有利于圆环形厌氧单元内部的集压,便于污水流至排水管排出,提高了效率。
附图说明
图1是本发明立体向心式人工湿地污水处理系统的结构示意图。
图2是本发明立体向心式人工湿地污水处理系统的俯视结构示意图。
图中各标号表示:
1、圆环形厌氧单元;2、人工湿地;21、渗滤墙;22、湿地基质;23、湿地处理床集水区; 3、进水管;4、排水管;41、网罩;5、密封盖;6、格栅;7、沉沙池;8、环形隔板。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1和图2示出了本发明立体向心式人工湿地污水处理系统的实施例,该污水处理系统包括圆环形厌氧单元1和人工湿地2,人工湿地2沿圆环形厌氧单元1的内圈竖向填充,圆环形厌氧单元1的外圈装设有用于将污水导流至圆环形厌氧单元1的进水管3,圆环形厌氧单元1顶面设有密封盖5,人工湿地2底部的圆心处装设有排水管4,该结构中,污水经进水管3进入圆环形厌氧单元1,通过厌氧水解酸化,降低污水的有机负荷,并提高废水的可生化性;水解酸化后的污水从圆环形厌氧单元1渗入人工湿地2,由于圆环形厌氧单元1和人工湿地2为同心设置的圆环形结构,使得污水会从人工湿地2外周流向底部圆心处,形成向心式的流动,而处理后的污水经排水管4排出,其结构简单,这种周边进水中间出水的方式有效地分散了进水的水力负荷,降低了人工湿地2堵塞的机率,水力负荷随水流方向逐渐变大,污染物浓度随水流方向逐渐减小,均匀了整个人工湿地2的有机负荷,有利于水生植物和微生物的生长及水体污染物的去除,而且密封盖5高于进水管3,使得圆环形厌氧单元1形成了密闭的空间,有利于圆环形厌氧单元1内部的集压,便于污水流至排水管4排出,提高了效率。
本实施例中,人工湿地2包括渗滤墙21、湿地基质22和湿地处理床集水区23,湿地处理床集水区23、湿地基质22以及渗滤墙21均与圆环形厌氧单元1同心设置,湿地处理床集水区23位于圆环形厌氧单元1内圈的底部,湿地基质22位于湿地处理床集水区23顶部,渗滤墙21环抱于湿地基质22外周并与圆环形厌氧单元1相贴,排水管4装设于湿地处理床集水区23底部的圆心处,该结构中,渗滤墙21为湿地基质22周边墙体,具有固定湿地基质22的作用,选用粒径为80~120 mm的卵石作为湿地处理床集水区23铺设在圆环形厌氧单元1内圈的底部,孔隙率较大,可有效避免造成堵塞、影响水流传导、造成雍水的现象,选用粒径为10~20 mm的砾石或碎石作为湿地基质22设置在湿地处理床集水区23上部,有利于湿地基质22表面水植物的生长。
本实施例中,湿地基质22内部插设有与圆环形厌氧单元1同心设置的环形隔板8,环形隔板8的底部延伸至湿地处理床集水区23的底端,环形隔板8的顶部与湿地基质22顶端之间留有供水流通过的间隙,间隙可设置为30cm,该结构中,环形隔板8将人工湿地2分隔成两个区域,如图1所示(图中的箭头为水流方向),位于环形隔板8外周的人工湿地2为上行垂直潜流区,位于环形隔板8内圈的人工湿地2为下行垂直潜流区,采用这种行上行再下行的混合式人工湿地2,可为微生物提供硝化、反硝化的溶解氧环境,有利于氮的去除,改善出水水质的同时,可以抑制胞外多聚物的大量增殖。
本实施例中,圆环形厌氧单元1的液面上设置有密封盖5,保证厌氧环境,同时防止臭气污染环境。
本实施例中,湿地基质22的顶端均低于进水管3的进水口,这样设置,可防止湿地基质22的水产生倒灌现象,保证了该系统的稳定性。
本实施例中,湿地处理床排水管4进水端外部罩设有网罩41,该网罩41可防止基质等物质进入排水管4而造成堵塞,其结构简单、易于实现。
本实施例中,进水管3上沿进水方向依次设置有用于拦截污染物的格栅6和用于去除较大密度颗粒物的沉沙池7,该结构中,格栅6用于初步拦截污染物,防止堵塞后续管道和滤料;沉沙池7用于去除密度较大的颗粒物,大大降低了人工湿地2的有机负荷,其结构简单、实用。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围的情况下,都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (6)
1.一种立体向心式人工湿地污水处理系统,其特征在于:包括圆环形厌氧单元(1)和人工湿地(2),所述人工湿地(2)沿圆环形厌氧单元(1)的内圈竖向填充,所述圆环形厌氧单元(1)的外圈装设有用于将污水导流至圆环形厌氧单元(1)的进水管(3),圆环形厌氧单元(1)顶面设有密封盖(5),所述人工湿地(2)底部的圆心处装设有排水管(4),污水从圆环形厌氧单元(1)渗入人工湿地(2)、经人工湿地(2)的过滤后向其底部圆心处流入排水管(4)排出。
2.根据权利要求1所述的立体向心式人工湿地污水处理系统,其特征在于:所述人工湿地(2)包括渗滤墙(21)、湿地基质(22)和湿地处理床集水区(23),所述湿地处理床集水区(23)、湿地基质(22)以及渗滤墙(21)均与圆环形厌氧单元(1)同心设置,所述湿地处理床集水区(23)位于圆环形厌氧单元(1)内圈的底部,所述湿地基质(22)位于湿地处理床集水区(23)顶部,所述渗滤墙(21)环抱于湿地基质(22)和湿地处理床集水区(23)外周并与圆环形厌氧单元(1)相贴,所述排水管(4)装设于湿地处理床集水区(23)底部的圆心处。
3.根据权利要求2所述的立体向心式人工湿地污水处理系统,其特征在于:所述湿地基质(22)内部插设有与圆环形厌氧单元(1)同心设置的环形隔板(8),所述环形隔板(8)的底部延伸至湿地处理床集水区(23)的底端,环形隔板(8)的顶部与湿地基质(22)顶端之间留有供水流通过的间隙。
4.根据权利要求2所述的立体向心式人工湿地污水处理系统,其特征在于:所述湿地基质(22)的顶端均低于进水管(3)的进水口。
5.根据权利要求2所述的立体向心式人工湿地污水处理系统,其特征在于:所述湿地处理床排水管(4)进水端外部罩设有网罩(41)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的立体向心式人工湿地污水处理系统,其特征在于:所述进水管(3)上沿进水方向依次设置有用于拦截污染物的格栅(6)和用于去除较大密度颗粒物的沉沙池(7)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20160210 Termination date: 20171020 |