CN104445623B - 一种污水治理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种污水治理系统。其包括一敞口箱体，所述敞口箱体的底部填充有填料，箱体的敞口处盖设有浮体材料，所述浮体材料与所述箱体之间形成有一个进水口和一个出水口，所述浮体材料上设有内凹的植物支架，植物支架上设有具有根系的适水植物；其中，所述箱体内还竖向设置有一挡板，将所述箱体分割为与进水口相连通的缺氧区及与出水口相连通的好氧区，在所述填料下面、所述箱体的底部还设有曝气管，所述挡板上靠近箱体底部的位置处还设置有推流装置；所述污水治理系统还包括用于控制曝气管及推流装置工作的主控制器。该污水治理系统不但有效节约了成本，而且通过适水植物也美化了环境。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理、环境保护技术领域，尤其涉及一种污水治理系统。
背景技术
近十几年来，随着工农业的快速发展，排入河流、湖泊中的氮、磷等物质不断增多。例如，在农业生产中过量地使用化肥、农药而引发的农业面源污染以及工业的化学物质的污染已成为水体最重要的污染源，据统计，我国化肥利用率平均只有30％左右，使用的农药通常只有10％-20％的农药附着在农作物上，在灌水与降水等作用下，农业生产中的大量肥料和农药进入附近的河流，造成了水体的富营养化和藻类水华的频繁暴发。
活性污泥法从诞生至今已有100年历史，目前广泛应用在各类废水的治理和污水处理厂的建设中，国内建成的污水处理厂大部分采用活性污泥法。随着城镇人口及其生活污水的增加，水环境污染问题日益严重。不仅需要建造更多的污水处理厂，不利于城市规划和成本的节约，而且随着对废水处理标准的提高，传统污水处理厂出水指标越来越不能满足环境的要求。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中建造污水处理厂带来的成本高的技术问题，提供一种低成本且长期稳定运行的污水治理系统。
本发明的实施例提供一种污水治理系统，包括一敞口箱体，所述敞口箱体的底部填充有填料且所述填料分组安装，箱体的敞口处盖设有浮体材料，所述浮体材料与所述箱体之间形成有至少一个进水口和至少一个出水口，所述浮体材料上设有内凹的植物支架，植物支架上设有具有根系的适水植物；
其中，所述箱体内还竖向设置有一挡板，将所述箱体分割为与进水口相连通的缺氧区及与出水口相连通的好氧区，在所述填料下面、所述箱体的底部还设有曝气管，所述挡板上靠近箱体底部的位置处还设置有推流装置；
所述污水治理系统还包括用于控制曝气管及推流装置工作的主控制器。
优选地，所述填料设有多个竖向通孔。
优选地，还设有与曝气管连通的曝气盘，所述曝气盘与部分竖向通孔相对设置。
优选地，在所述箱体的外部还设有将缺氧区和好氧区相连通的回流管，所述回流管中还设有回流泵及回流阀，所述回流泵与所述主控制器相连接。
优选地，所述填料的顶部与所述植物支架的底部距离为1.5米。
优选地，所述植物支架中的适水植物采用陶粒或活性炭固定。
优选地，所述竖向通孔的横截面呈圆形或多边形。
优选地，所述适水植物为花叶芦竹、美人蕉、风车草、芒草(凤尾竹)、铁线蕨、全缘贯众蕨、紫穗槐、香海芋、芋、花叶良姜、夹竹桃、忍冬、大花美人蕉、槟榔、龙头竹、常春藤、长春花、太阳花、大叶紫薇、郁香忍冬、水菖蒲、粉绿竹、散尾葵、万年青、旱伞草、水葱(蜘蛛抱蛋)、莎草、芙蓉、马蹄莲(春羽)、水竹草、大红花、长叶刺葵、海芋、垂叶榕、洋金凤、鸡蛋果、芭蕉、米兰、铁刀木、鹅掌柴、薛荔、蜘蛛花、西番莲、鸢尾、鹤望兰、龟背竹、也门铁、黑金刚、香根草中的一种或多种。
优选地，所述浮体材料的上方还设有用于提供温室环境的温室构筑物。
以上技术方案中，通过水培植物及系统设置的缺氧区和好氧区，并通过曝气管适当的曝气和控制pH条件下，构成微生态系统完成对水体污染物质的去除。整个系统材质天然，模拟自然水生生态，管理方便，可有效替代传统的污水处理厂，不但有效节约了成本，而且通过适水植物也美化了环境。
附图说明
图1是本发明一种实施例的污水治理系统的结构示意图。
图2是本发明的填料的横截面示意图。
图3是本发明填料与曝气管的相对位置结构图。
图4是本发明第二种实施例的污水治理系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明的实施例提供一种污水治理系统，包括一敞口箱体，所述敞口箱体的中下部填充有填料4，箱体的敞口处盖设有浮体材料。所述污水治理系统形成有至少一个进水口和至少一个出水口。所述浮体材料上设有内凹的植物支架2，植物支架2上设有具有根系3的适水植物1，装置内水位高度控制在浸没植物支架2底部的位置，以便根系3全部淹没在水中。优选地，所述植物支架2中的适水植物1采用陶粒或活性炭等固定。其原因在于，陶粒或活性炭等吸水便于培育适水植物1。
其中，所述箱体内还竖向设置有一挡板，将所述箱体分割为与所述至少一个进水口相连通的缺氧区8及与所述至少一个出水口相连通的好氧区9，缺氧区8与好氧区9的内部结构基本一致，在所述填料4下面、所述箱体的底部还设有曝气管5，所述挡板上靠近箱体底部的位置处还设置有推流装置7。
其中，推流装置7例如可以是推流泵，将水从缺氧区8推流到好氧区9。当然，推流装置7不限于推流泵，例如也可以是气流喷射推动装置、机械搅动装置等迫使水流动的装置。
所述污水系统还包括用于控制曝气管5及推流装置7工作的主控制器。当所述污水治理系统工作时，所述主控制器控制推流装置7及曝气管5工作。
其中，所述填料4的顶部与所述植物支架2的底部距离可以为1.5米。
结合图2、图3所示，进一步地，所述填料4分组安装，所述填料4设有多个竖向通孔13。所述竖向通孔3的横截面可以为圆形或多边形。
更进一步地，所述污水治理系统还设有与曝气管5相连通的曝气盘6，所述曝气盘6的直径与所述竖向通孔13的内径大致相同，所述曝气盘6与部分竖向通孔13相对设置，曝气盘6通过连接曝气管5实现曝气。例如，曝气盘6与部分竖向通孔13相连的方式可以这样：与所述曝气盘6相连的竖向通孔13紧邻的竖向通孔不与所述曝气盘6相连。但本发明不限于此，曝气盘6与部分竖向通孔13相连而能够实现后述的水流垂直方向的内循环即可。
本发明的污水治理系统可连续进水，污水从所述至少一个进水口进入缺氧区8内，进水由上而下经过植物根系3、填料4，充分与缺氧菌接触，经缺氧脱氮后通过推流装置7进入好氧区9，然后主控制器通过控制曝气管5工作，通过曝气盘6实现曝气，底部污水沿通孔13向上流动至填料4的顶部，此时该通孔13的曝气盘6附近水压降低，无曝气盘6的通孔13中的污水向相邻有曝气盘6的通孔13补充，进而使填料4顶部的污水向无曝气盘6的通孔13补充，从而形成如图3的水流垂直方向的内循环。污水在好氧区9进行充分的接触氧化后排出。
作为本实施例的进一步改进，在所述箱体的外部还设有将缺氧区8和好氧区9相连通的回流管10，所述回流管10中还设有回流泵12及回流阀11，所述回流泵12与所述主控制器相连接。好氧区9内的污水通过回流管10可再回到缺氧区8从而形成水平方向的内循环，回流管10内的回流量可通过回流阀11和回流泵12进行控制。
通过上述两组内循环使污水在污水治理系统内的路径增加，缩短水力停留时间，从而使得装置整体水力停留时间为7～10小时，缺氧区8的水力停留时间为2～3小时，好氧区9的水力停留时间为5～7小时。所述植物1均为当地容易获得的物种，如花叶芦竹、美人蕉、风车草、芒草(凤尾竹)、铁线蕨、全缘贯众蕨、紫穗槐、香海芋、芋(天南星目湿生草本植物)、花叶良姜、夹竹桃、忍冬、大花美人蕉、槟榔、龙头竹、常春藤、长春花、太阳花、大叶紫薇、郁香忍冬、水菖蒲、粉绿竹、散尾葵、万年青、旱伞草、水葱(蜘蛛抱蛋)、莎草、芙蓉、马蹄莲(春羽)、水竹草、大红花、长叶刺葵、海芋、垂叶榕、洋金凤、鸡蛋果、芭蕉、米兰、铁刀木、鹅掌柴、薛荔、蜘蛛花、西番莲、鸢尾、鹤望兰、龟背竹、鹅掌柴、也门铁、黑金刚、香根草中的一种或多种，可以从当地园林苗圃直接购买活体，放在植物支架2中采用陶粒或活性炭固定培养。初期植物根系3仅在植物支架2内，尚未延伸至水下。植物支架2底部浸没在水中，陶粒或活性炭吸水，保证植物1在水浸没根部的环境下生长。在植物1的生长过程中，植物根系3逐渐延伸至水中，植物根系3会产生泌氧作用，在植物根系3表面形成多种不同环境(溶解氧、pH等不相同)的小区域，为附着在表面的多种微生物提供适宜的微生态环境，填料4通过通孔13和曝气盘5的曝气，起到仿植物根系3的泌氧作用，在填料4表面也形成多种不同环境的小区域。通过装置的内循环机制，植物根系3与填料4之间的微生物得到充分的交流，不同环境多种微生物挂膜生长，使装置内部微生物数量和种类较其他一般的活性污泥法装置有效增多，物质和能量传递链(如食物链)更长，污染物去除也更彻底。在缺氧区8中，植物根系3向水中分泌有机物，在缺氧环境下为微生物的反硝化脱氮提供碳源，强化脱氮效果。在好氧区9，植物根系3通过泌氧作用向水中释放氧气，可以减少好氧区9的曝气量，从而节约运行装置的成本。
如图4所示，作为本发明的第二种实施例，缺氧区8和好氧区9上，即所述浮体材料的上方构架温室构筑物14，可保证植物1更好的生长。在北方等气候较冷的地方尤为适用，温室构筑物14外观根据建筑要求设计为各种风格，可融入到旅游景观、高档住宅区等总体规划设计中不显突兀。
与已知技术相比，本发明提供的上述污水治理系统至少具有以下有益效果：
1、强化了活性污泥法的处理效果，使其处理能力提高约1/4，有机物和氨氮的去除效果可以达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的Ⅴ类标准；
2、对来水B/C的要求较一般活性污泥法低；
3、植物根系可补充水中溶解氧，可减少曝气量，从而降低运行成本；
4、水培植物多样，可美化污水处理设施，从感观上改变人们对污水处理设施的认知，也使污水处理厂与周边环境充分相容，不再孤立于其他建筑之外，从而可减少集中污水处理厂的建设。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种污水治理系统，其特征在于：包括一敞口箱体，所述敞口箱体的底部填充有填料且所述填料分组安装，箱体的敞口处盖设有浮体材料，所述浮体材料与所述箱体之间形成有至少一个进水口和至少一个出水口，所述浮体材料上设有内凹的植物支架，植物支架上设有具有根系的适水植物；
其中，所述箱体内还竖向设置有一挡板，将所述箱体分割为与进水口相连通的缺氧区及与出水口相连通的好氧区，在所述填料下面、所述箱体的底部还设有曝气管，所述挡板上靠近箱体底部的位置处还设置有推流装置；
所述污水治理系统还包括用于控制曝气管及推流装置工作的主控制器。
2.根据权利要求1所述的污水治理系统，其特征在于：所述填料设有多个竖向通孔。
3.根据权利要求2所述的污水治理系统，其特征在于：还设有与曝气管连通的曝气盘，所述曝气盘与部分竖向通孔相对设置。
4.根据权利要求1所述的污水治理系统，其特征在于：在所述箱体的外部还设有将缺氧区和好氧区相连通的回流管，所述回流管中还设有回流泵及回流阀，所述回流泵与所述主控制器相连接。
5.根据权利要求1所述的污水治理系统，其特征在于：所述填料的顶部与所述植物支架的底部距离为1.5米。
6.根据权利要求1所述的污水治理系统，其特征在于：所述植物支架中的适水植物采用陶粒或活性炭固定。
7.根据权利要求2所述的污水治理系统，其特征在于：所述竖向通孔的横截面呈圆形或多边形。
8.根据权利要求1所述的污水治理系统，其特征在于：所述适水植物为花叶芦竹、美人蕉、风车草、芒草、铁线蕨、全缘贯众蕨、紫穗槐、香海芋、芋、花叶良姜、夹竹桃、忍冬、大花美人蕉、槟榔、龙头竹、常春藤、长春花、太阳花、大叶紫薇、郁香忍冬、水菖蒲、粉绿竹、散尾葵、万年青、旱伞草、水葱、莎草、芙蓉、马蹄莲、水竹草、大红花、长叶刺葵、海芋、垂叶榕、洋金凤、鸡蛋果、芭蕉、米兰、铁刀木、鹅掌柴、薛荔、蜘蛛花、西番莲、鸢尾、鹤望兰、龟背竹、也门铁、黑金刚、香根草中的一种或多种。
9.根据上述任意一项权利要求所述的污水治理系统，其特征在于，所述浮体材料的上方还设有用于提供温室环境的温室构筑物。
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