CN104743674B - 模块化人工湿地处理装置 - Google Patents

Abstract

一种模块化人工湿地处理装置，包括池体，池体内按水流依次流入方向隔开设置的预处理间、过滤和生物降解间、排水控制间三个部分，预处理间内设置有过滤装置、设置于上方的进水单元，该过滤装置的外壁具有过滤孔，过滤孔的孔径为0.5cm‑2cm，过滤装置上设置有将经过过滤后的水输入过滤和生物降解间的预处理出水管，排水控制间的下部设置有出水单元。本发明提供的模块化人工湿地处理装置是可移动的一体化污水处理器，安放布置不受场地限制。污水经过过滤孔后进入滤芯，防止大颗粒物进入系统，高效去除固体颗粒物，污水进入系统后经过滤芯过滤后，再进入过滤和生物降解间内的填料进行过滤和生物降解，从而将水质改善后进行排放。

Description

模块化人工湿地处理装置

技术领域

本发明涉及一种模块化人工湿地处理装置。

背景技术

现有技术中的人工湿地是模拟自然湿地的人工生态系统，是人为建造和控制运行的与沼泽地类似的地表水体，类似自然沼泽地。由基质、水体、植物和微生物组成的生态系统，是一种集物理、化学、生化反应于一体的废水处理技术，是一个独特的土壤、植物、微生物综合生态系统。

在园林绿地中布置人工湿地能受纳调蓄雨水径流、削减洪峰流量，并通过土壤、植被及微生物的物理、化学、生物的多重作用，通过吸附、过滤、沉淀、离子交换以及植物吸收来实现对雨水的高效净化，有效去除雨水径流中的细小颗粒沉积物及其它有机污染物质，与此同时起到美化环境、提高生物多样性、丰富休闲游憩体验的综合效益。

国外，人工湿地广泛用于处理各种类型污水，如城市生活污水、酸性矿山废水、农业污水等，还被用于淡水回用水深度处理、净化富营养化水、自然保护、处理硝酸盐污染的地下含水层。而国内对于人工湿地系统内部机理，以及池型设计对湿地处理效果的研究较少，目前湿地的构建设计往往主要借助传统经验公式和实际工程经验，影响了人工湿地净化功能的有效发挥，为此本专利通过对国内外一些人工湿地的调查对比分析，总结了人工湿地池型对实际运行效果的影响因素，对池型及内部结构进行优化改进，构建一种模块化的，适用空间有限的地区，用于对雨水和污水的处理。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种模块化人工湿地处理装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案是：一种模块化人工湿地处理装置。

一种模块化人工湿地处理装置，包括池体，所述的池体内按水流依次流入方向隔开设置的预处理间、内部填设有填料的过滤和生物降解间、排水控制间三个部分，所述的预处理间内设置有过滤装置、设置于上方的进水单元，该过滤装置的外壁具有过滤孔，所述的过滤孔的孔径为0.5cm-2cm，所述的过滤装置上设置有将经过过滤后的水输入过滤和生物降解间的预处理出水管，所述的排水控制间的下部设置有出水单元，所述的模块化人工湿地处理装置还包括溢流管，所述的溢流管穿过所述的过滤和生物降解间将所述的预处理间与所述的排水控制间相连通，所述的溢流管位于所述的过滤装置的上方，所述的过滤和生物降解间内的四周池壁上开有连通的导流槽，所述的过滤装置的出水通过预处理出水管流入所述的导流槽。

在某些实施方式中，所述的过滤装置的内部能够拆卸地设置有两个滤芯，沿着水流经的方向先后间隙排布，所述的滤芯中填充有吸附填料。

在某些实施方式中，所述的过滤和生物降解间的池壁与填料之间设置有钢丝网，所述的钢丝网的网孔小于填料的颗粒粒径。

在某些实施方式中，所述的填料从下往上共四层，依次为砾石层、砂层、固定化微生物层、种植土壤层，所述的固定化微生物层是由活性污泥与生物菌剂混合而成。

在某些实施方式中，所述的过滤和生物降解间的底部横设有排水管，所述的排水管的管体上开有渗漏孔，水经由所述的填料过滤后通过渗漏孔流入排水管，从而通过排水管流入排水控制间。

在某些进一步实施方式中，所述的排水管上设置有多个向上伸出穿过所述的填料与大气相连通的通气管。

在某些进一步实施方式中，所述的排水控制间内竖直设置有下端部与所述的排水管的输出端相连通的竖管。

在某些实施方式中，所述的池体为一体化装置，长为1.2-6.0m，宽为0.6-1.5m，高为1.0-1.5m。

本发明的范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案等。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明提供的模块化人工湿地处理装置是可移动的一体化污水处理器，安放布置不受场地限制，可置于道路边、停车场、广场、建筑物周边等场所。污水经过过滤孔后进入滤芯，防止大颗粒物进入系统，高效去除固体颗粒物，污水进入系统后经过滤芯过滤后，再进入过滤和生物降解间内的填料进行过滤和生物降解，从而将水质改善后进行排放。

附图说明

图1为本发明专利模块化人工湿地处理装置的管道排布图；

图2为本发明专利模块化人工湿地处理装置剖面图；

其中：1、池体；2、预处理间；21、进水单元；22、过滤装置；221、滤芯；23、预处理出水管；24、溢流管；3、过滤和生物降解间；31、排水管；32、通气管；33、填料；331、砾石层；332、砂层；333、固定化微生物层；334、种植土壤层；34、钢丝网；4、排水控制间；41、竖管；42、盖；Q1、溢流管进水口；Q2、预处理出水管出口；Q3、溢流管出水口；Q4、过滤和生物降解间排水口；Q5、竖管出口。具体实施方式

如附图1、2所示，一种模块化人工湿地处理装置，包括池体1，池体1内按水流依次流入方向隔开设置的预处理间2、内部填设有填料33的过滤和生物降解间3、排水控制间4三个部分。该池体1根据使用的地点不同可采用不同材料预制，如钢板、PVC，玻璃钢，也可采用钢筋混凝土结构预制。预制时可根据实际需要设计成多种尺寸，方便运输和安装，并且可有效节省用地空间。池壁设置有吊装孔，便于运输及安装。

该模块化人工湿地处理装置是可移动的一体化污水处理器，主要用于处理收集的雨水和污水，实施方式根据使用的地点有所不同。为便于运输及安装，模块化人工湿地处理装置长度设计可为4m，宽度设计可为1.5m，高度设计可为1.5m，当在地下水位较低区域可增加设计高度，池体1为一体化装置，池体1之间有管道相连通。并且该模块化人工湿地处理装置安放布置不受场地限制，可置于道路边、停车场、广场、建筑物周边等场所。埋设于地表下，与街道绿化有机结合，减少维护费用。

预处理间2内设置有过滤装置22、设置于上方的进水单元21与溢流管24。溢流管24穿过过滤和生物降解间3将预处理间2与排水控制间4相连通，溢流管24位于过滤装置22的上方。耐冲击负荷力强，系统安全、运行稳定。

该过滤装置22的外壁具有过滤孔，过滤孔的孔径为0.5cm-2cm，防止大颗粒物进入系统，过滤装置22上设置有将经过过滤后的水输入过滤和生物降解间3的预处理出水管23。

过滤装置22的内部能够拆卸地设置有两到六组滤芯221，沿着水流经的方向先后间隙排布，滤芯221中填充有吸附填料33，填料33可选用活性炭、陶粒、沸石、珍珠岩等任一种，或几种按比例搭配。预处理采用的滤芯221设计方便更换，且使用寿命长。水经过两次处理后由预处理出水管23进入过滤和生物降解间3，有利于提高水质处理效果。

本实施例中的进水单元21为进水格栅，进水格栅采用球墨铸铁材质，可根据实际需要设计格栅尺寸大小；过滤装置22由PVC板焊接而成，外部留孔，直径1.6cm，内部滤芯221网由不锈钢冲孔板剪折而成，滤芯221中央设置PVC中空管，滤芯221与中空管间填满滤料，可选用活性炭及其他吸附性滤料。预处理出水管出口Q2与过滤和生物降解间3连通，雨水经预处理间2初步处理后进入过滤和生物降解间3中。

过滤和生物降解间3内的四周池壁上开有连通的导流槽，过滤装置22的出水通过预处理出水管23流入导流槽。水能够从池壁向池体1的中心流动，达到均匀分散的效果，减少了水在池体1内的短流和死区。这种由池壁向中心渗流的处理能力，能够减少堵塞。

过滤和生物降解间3的池壁与填料33之间设置有钢丝网34，钢丝网34的网孔小于填料33的颗粒粒径。钢丝网34，用于固定填料33，并保证雨水在系统内可以循环回路。

填料33从下往上共四层，依次为砾石层331、砂层332、固定化微生物层333、种植土壤层334，固定化微生物层333是由活性污泥生物菌剂混合而成，主要为上层种植植物提供养分，并增加生物群落。通过高空隙率的吸附型生物滤料，去除重金属。填料33的多层分布保证了良好的过滤效果，生物吸附和植物生长代谢降解污染物的效果。种植土壤层334种植植物可选用耐旱、根系发达的植物。

过滤和生物降解间3的底部横设有排水管31，排水管31的管体上开有渗漏孔，水经由填料33过滤后通过渗漏孔流入排水管31，从而通过排水管31流入排水控制间4。排水管31上设置有多个向上伸出穿过填料33与大气相连通的通气管32。

过滤和生物降解间3内部的管道均设置渗漏孔或切缝，且管道外壁包扎土工布，防止填料33堵塞管道，保证雨水经填料33过滤处理后顺利进入下一系统。

排水控制间4的下部设置有出水单元，出水单元为与社会排水通道相连通的排水通道。排水控制间4内竖直设置有下端部与排水管31的输出端相连通的竖管41。通过竖管41的长度，控制过滤和生物降解间3内的液位，保证植物的生长用水。竖管41的高度可以根据实际需要调节。排水控制间4上方盖42设有盖42。

本发明中使用的进水、排水的管道均为PVC材质。

模块化人工湿地处理装置使用时，雨水通过预处理间2池顶盖42板格栅进入池体1内。

降雨较大时，水位高于预处理间2中溢流管进水口Q1位置时，雨水可通过溢流管出水口Q3直接进入排水控制间4。

降雨适中时，水位未超过溢流管进水口Q1时，当水位高于池体1内过滤装置22的过滤孔进入滤芯221，雨水通过过滤装置22初步处理，通过预处理出水管出口Q2进入过滤和生物降解间3，进入过滤和生物降解间3再次净化，最终进入排水控制间4由竖管出口Q5排出，该竖管41主要作用是保证雨水在过滤和生物降解间3中有较长的停留时间，能为植物提供足够水分；

具体的，雨水经滤芯221内填料33初步处理后进入滤芯221中央中空管，雨水进入过滤和生物降解间3后，由钢丝网34与池体1之间的间隙分散进入填料33，经过填料33过滤后从渗漏孔进入排水管31，由排水管31出口Q4进入排水控制间4，并且由竖管出口Q5输出。

该模块化人工湿地处理装置总排水口水质可达到国家一级A排放标准要求，且运行非常稳定。

如上所述，我们完全按照本发明的宗旨进行了说明，但本发明并非局限于上述实施例和实施方法。相关技术领域的从业者可在本发明的技术思想许可的范围内进行不同的变化及实施。

Claims (8)

1.一种模块化人工湿地处理装置，包括池体（1），其特征在于：所述的池体（1）内按水流依次流入方向隔开设置的预处理间（2）、内部填设有填料（33）的过滤和生物降解间（3）、排水控制间（4）三个部分，所述的预处理间（2）内设置有过滤装置（22）、设置于上方的进水单元（21），该过滤装置（22）的外壁具有过滤孔，所述的过滤孔的孔径为0.5cm-2cm，所述的过滤装置（22）上设置有将经过过滤后的水输入过滤和生物降解间（3）的预处理出水管（23），所述的排水控制间（4）的下部设置有出水单元，所述的模块化人工湿地处理装置还包括溢流管（24），所述的溢流管（24）穿过所述的过滤和生物降解间（3）将所述的预处理间（2）与所述的排水控制间（4）相连通，所述的溢流管（24）位于所述的过滤装置（22）的上方, 所述的过滤和生物降解间（3）内的四周池壁上开有连通的导流槽，所述的过滤装置（22）的出水通过预处理出水管（23）流入所述的导流槽。

2.根据权利要求1所述的模块化人工湿地处理装置，其特征在于：所述的过滤装置（22）的内部能够拆卸地设置有两到六组滤芯（221），沿着水流经的方向先后间隙排布，所述的滤芯（221）中填充有吸附填料（33）。

3.根据权利要求1所述的模块化人工湿地处理装置，其特征在于：所述的过滤和生物降解间（3）的池壁与填料（33）之间设置有钢丝网（34），所述的钢丝网（34）的网孔小于填料（33）的颗粒粒径。

4.根据权利要求1所述的模块化人工湿地处理装置，其特征在于：所述的填料（33）从下往上共四层，依次为砾石层（331）、砂层（332）、固定化微生物层（333）、种植土壤层（334），所述的固定化微生物层（333）是由活性污泥生物菌剂混合而成。

5.根据权利要求1所述的模块化人工湿地处理装置，其特征在于：所述的过滤和生物降解间（3）的底部横设有排水管（31），所述的排水管（31）的管体上开有渗漏孔，水经由所述的填料（33）过滤后通过渗漏孔流入排水管（31），从而通过排水管（31）流入排水控制间（4）。

6.根据权利要求5所述的模块化人工湿地处理装置，其特征在于：所述的排水管（31）上设置有多个向上伸出穿过所述的填料（33）与大气相连通的通气管（32）。

7.根据权利要求5所述的模块化人工湿地处理装置，其特征在于：所述的排水控制间（4）内竖直设置有下端部与所述的排水管（31）的输出端相连通的竖管（41）。

8.根据权利要求1所述的模块化人工湿地处理装置，其特征在于：所述的池体（1）为一体化装置，长为1.2-6.0m，宽为0.6-1.5m，高为1.0-1.5m。