CN104773831A - 一种用于人工湿地的复氧装置及复氧方法 - Google Patents

一种用于人工湿地的复氧装置及复氧方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于人工湿地的复氧装置及复氧方法。所述复氧管为两端开口的管状结构，一端插入湿地基质中，一端与风车相连接用于接收和加速空气流。所述复氧管还可以由若干根两端开口的，具有不同管径和长度的复氧管同轴套叠或平行排列而成，与风车连接共同组成本发明的复氧装置。本发明还提供了利用上述复氧装置进行人工湿地复氧的方法。本发明提供的复氧装置结构简单、材料环保，成本低廉，利用其进行人工湿地复氧的方法简单易行、节能环保、维护成本低，复氧效果好，运行效率高，应用范围广。

Description

一种用于人工湿地的复氧装置及复氧方法
技术领域
本发明属于生态工程技术领域，涉及一种用于人工湿地的复氧装置及复氧方法。
背景技术
潜流湿地作为人工湿地的一种类型，因其占地面积相对较小，发挥了基质物理、化学和生物净化的协同作用，在处理污水中有机物、氮磷营养物质等污染物具有较好效果，使污水处理能力得到大幅度提高，在实践当中得到了广泛的应用。
潜流湿地基质中的氧含量偏低，湿地内部处于缺氧状态，容易引起全氮、COD和BOD的去除率降低。为解决这一问题，当前在营建潜流湿地过程中，普遍做法是在基质中插入PVC管，借助水流产生的水压力差实现增加湿地基质与大气直接复氧的能力，或者利用地形营造跌水景观实现潜流湿地基质复氧技术增加潜流湿地基质中溶解氧的浓度。尽管这些技术方法在实践当中取得了较好的应用效果。但是在潜流湿地运行过程中，现有技术方法因水力停留时间较长、水压力差不稳定等原因，导致潜流湿地基质的单位复氧量难以满足实际需求，影响潜流湿地的净化效果。同时，现有技术中还有采用电机鼓风装置对基质中插入的PVC管进行送风吹氧的做法，虽然一定程度上较上述方法更能满足实际需求，起到的复氧效果也更好，但普遍单位造价较高，工艺复杂。而潜流湿地基质中充足的氧是提高潜流湿地处理效率的主要保障条件，如何在降低单位造价的基础上有效解决潜流湿地复氧问题是确保潜流湿地正常可持续运行的关键。目前尚无此类技术的报道。
发明内容
本发明基于现有技术中存在的上述困难和不足，旨在提供一种实施简单、便于操作、成本低廉、节能环保，能充分有效地利用自然风能对人工湿地进行复氧操作的复氧装置和复氧方法。
本发明的技术方案如下：
一种用于人工湿地的复氧装置，其特征在于，包括复氧管和风车；
所述复氧管为两端开口的管状结构，一端为复氧管插入端，用于插入湿地基质并将进入管中的空气排入到湿地基质中；另一端为复氧管自由端，用于接收空气；
所述自由端和所述风车设置有相互配合的用于将风车安装在所述复氧管自由端的连接部件，所述连接部件的相互配合有利于所述风车在自然风的带动下将空气卷入所述复氧管中，
所述风车指具有扇叶、所述扇页能转动且转动时能够改变流经其的自然风的流动方向的结构。
所述连接部件指焊接在复氧管自由端的支架以及与该支架连接的风车的立轴。
所述复氧管是由多个内管复合而成；所述内管的一端为内管自由端，多个所述内管自由端构成所述复氧管自由端；一端为内管插入端，多个所述内管插入端构成所述复氧管插入端。
所述多个内管的排列使得在所述复氧管的插入端，各内管之间具有不同的长度，以利于将进入到各内管的空气导入到不同深度的湿地基质中。
所述的复氧装置，各内管之间为平行排列。
各内管同轴地套叠在一起，相邻套叠的内管之间具有供空气流过的空隙。
从最外层内管到最内层内管，内管插入端依次增长。
所述复氧管是一体成型。
所述风车的数量是1个或多个。
一种用于人工湿地的复氧方法，其特征在于，将所述的复氧装置的插入端插入人工湿地的基质中。
本发明提供了一种用于人工湿地的复氧装置，包括复氧管和风车，所述复氧管为两端开口的管状结构，一端为复氧管插入端，用于插入湿地基质并将进入管中的空气排入到湿地基质中；另一端为复氧管自由端，用于接收空气；所述自由端和所述风车设置有相互配合的用于将风车安装在所述复氧管自由端的连接部件，所述连接部件的相互配合有利于所述风车在自然风的带动下将空气卷入所述复氧管中，所述风车指具有扇叶、所述扇页能转动且转动时能够改变流经其的自然风的流动方向的结构。使用时所述复氧管的一端插入人工湿地的基质中，另一端与风车连接，暴露于空气中。这样设置相比现有技术的改进之处在于，利用风车在自然风的带动下转动从而产生加速空气流，并向复氧管内排入该加速的空气流，从而在一定程度上增加了单位时间内与人工湿地基质接触的空气量，增大了基质单位体积中溶解氧的浓度，能有效地提高人工湿地基质的复氧效率和复氧能力。
本发明中所采用的“风车”指具有扇叶、所述扇页能转动且转动时能够改变流经其的自然风的流动方向的结构。
本发明还提供了一种同样与风车连接的由多个不同长度的内管同轴套叠或平行排列形成的复氧管，所述多个内管的排列使得在所述复氧管的插入端，各内管之间具有不同的长度，以利于将进入到各内管的空气导入到不同深度的湿地基质中。可根据人工湿地中不同基质层的深度来设置复氧管中的各内管的插入端长度差异，使得复氧管在不同深度的基质中都留有空气排出的排气口，可以实现针对不同基质层进行独立地复氧排气，这样使得每一层基质都能够获得充分地复氧，人工湿地整体的复氧效果更好。构成复氧管的内管的排列方式可以是多变的，可以是独立的一些管子一端对齐，一端长短不一地合并在一起组成一束从而形成复氧管。也可以一体成型的。
本发明的优选方式中，各内管同轴地套叠在一起，相邻套叠的内管之间具有供空气流过的空隙。进一步优选从最外层内管到最内层内管，内管插入端依次增长。这种设计方便插入到湿地基质中。可以采用一体成型的制备工艺，利于推广。
本发明涉及的基于风车的用于人工湿地的复氧装置，它可以借助风车加速空气流流动速度实现提高潜流湿地基质复氧速度和能力，实现基质中单位体积中溶解氧的浓度，进而有助于提高潜流湿地净化能力，能有效降低污染物浓度，可以大大延长人工湿地的使用寿命，并且保证人工湿地的出水效果。本发明提供的复氧装置结构简单、成本低廉，利用该装置进行复氧的方法简单易行、节能环保、维护成本低，复氧效果好，运行效率高，应用范围广。
附图说明
图1为本发明所述复氧装置的风车的示意图；
图2为本发明所述复氧装置的所述连接部件的结构示意图；
图3为本发明实施例1所述复氧装置在人工湿地中进行复氧的示意图；
图4为本发明实施例2所述复氧装置的复氧管各内管的结构示意图；
图5为本发明实施例2所述复氧装置在人工湿地中进行复氧的示意图；
图6为本发明实施例3所述复氧装置的复氧管各内管的结构示意图；
图7为本发明实施例3所述复氧装置在人工湿地中进行复氧的示意图；
其中1-风车；2-复氧管；3-复氧管自由端；4-连接部件，4-1支架；4-2立轴；5-复氧管插入端，6-内管，6-1内管自由端，6-2内管插入端。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，但并不以此来限制本发明的范围。
实施例1、1号复氧装置
结合图1、图2和图3详细说明基于本实施例的用于人工湿地的1号复氧装置。所述复氧装置包括风车1和复氧管2；所述风车1的结构示意图如图1所示；具体地，在本实施例中，所述风车1的数量为1个。所述复氧管1为两端开口的管状结构，其中插入并固定于人工湿地的基质中的一端为插入端5，用于将复氧管中的空气排到基质中；暴露于空气中的另一端为自由端3，用于接收空气。如图2所示，所述自由端3和所述风车设置有相互配合的用于将风车1安装在所述复氧管2的自由端3的连接部件，所述连接部件的相互配合有利于所述风车在自然风的带动下将空气卷入所述复氧管中；在本实施例中，所述连接部件4是焊接在复氧管自由端3的支架4-1以及与该支架4-1连接的风车1的立轴4-2。
将1号复氧装置应用于人工湿地进行复氧操作，如图3所示，将所述复氧装置的复氧管插入端5插入人工湿地的基质中，复氧管自由端3顶部固定的风车1，在自然风的风力作用下转动，风车1的转动下，风车周围的空气流通过复氧管自由端3进入复氧管2排入湿到地基质中。
实施例2、2号复氧装置
结合图1、图4和图5进一步说明基于本实施例的2号复氧装置。所述2号复氧装置包括风车1和复氧管2；所述风车1的结构示意图如图1所示；具体地，在本实施例中，所述2号复氧装置上设有1个风车1。所述复氧管2包括多根两端开口，内径不同，且长度不同的内管6，各内管同轴地套叠在一起，相邻套叠的内管之间具有供空气流过的空隙，从最外层内管到最内层内管，内管插入端6-2依次增长，具体结构如图4所示；复氧装置采经一体成型工艺制备而成，该结构方便插入到湿地基质中，且材料环保，成本低廉。由于各内管6具有不同的长度，其插入端6-2可分别掺入到不同深度的人工湿地基质层中，如图5所示，可以将所述2号复氧装置安装插进具有不同深度基质层的人工湿地中进行高效复氧。
在自然风的风力作用下转动，风车1转动的叶片能使更多的空气进入组成复氧管2的内管中，内管具有不同的管径且又呈同轴套叠结构，相邻内管之间留有足够的空隙供空气流通，由于内管内管插入端具有不同的长度，空气经内管插入端进入不同深度的基质中，使得即便人工湿地在各个深度层具有不同的基质，这些基质层都能获得足够的空气，进行更多的高效复氧。
实施例3、3号复氧装置
结合图1、图6和图7进一步说明基于本实施例的3号复氧装置。所述3号复氧装置包括风车1和复氧管2；所述风车1的结构示意图如图1所示；具体地，在本实施例中，所述2号复氧装置上设有2个风车1。所述复氧管2包括多根两端开口，且长度不同的内管6，各内管平行地排列在一起，相邻排列的内管之间具有供空气流过的空隙，具体结构如图6所示；复氧装置经一体成型工艺制备而成，该结构方便插入到湿地基质中，且材料环保，成本低廉。由于各内管6具有不同的长度，其插入端6-2可分别掺入到不同深度的人工湿地基质层中，如图7所示，可以将所述3号复氧装置安装插进具有不同深度基质层的人工湿地中进行高效复氧。
在自然风的风力作用下转动，风车1转动的叶片能使更多的空气进入组成复氧管2的内管中，内管具有不同的管径且又呈同轴套叠结构，相邻内管之间留有足够的空隙供空气流通，由于内管内管插入端具有不同的长度，空气经内管插入端进入不同深度的基质中，使得即便人工湿地在各个深度层具有不同的基质，这些基质层都能获得足够的空气，进行更多的高效复氧。

Claims (10)

1.一种用于人工湿地的复氧装置，其特征在于，包括复氧管和风车；
所述复氧管为两端开口的管状结构，一端为复氧管插入端，用于插入湿地基质并将进入管中的空气排入到湿地基质中；另一端为复氧管自由端，用于接收空气；
所述自由端和所述风车设置有相互配合的用于将风车安装在所述复氧管自由端的连接部件，所述连接部件的相互配合有利于所述风车在自然风的带动下将空气卷入所述复氧管中，
所述风车指具有扇叶、所述扇页能转动且转动时能够改变流经其的自然风的流动方向的结构。
2.根据权利要求1所述的复氧装置，其特征在于，所述连接部件指焊接在复氧管自由端的支架以及与该支架连接的风车的立轴。
3.根据权利要求1或2所述的复氧装置，其特征在于，所述复氧管是由多个内管复合而成；
所述内管的一端为内管自由端，多个所述内管自由端构成所述复氧管自由端；一端为内管插入端，多个所述内管插入端构成所述复氧管插入端。
4.根据权利要求3所述的复氧装置，其特征在于，
所述多个内管的排列使得在所述复氧管的插入端，各内管之间具有不同的长度，以利于将进入到各内管的空气导入到不同深度的湿地基质中。
5.根据权利要求4所述的复氧装置，其特征在于，各内管之间为平行排列。
6.根据权利要求4所述的复氧装置，其特征在于，各内管同轴地套叠在一起，相邻套叠的内管之间具有供空气流过的空隙。
7.根据权利要求6所述的复氧装置，其特征在于，从最外层内管到最内层内管，内管插入端依次增长。
8.根据权利要求6或7所述的复氧装置，其特征在于，所述复氧管是一体成型。
9.根据权利要求1～8任一所述的复氧装置，其特征在于，所述风车的数量是1个或多个。
10.一种用于人工湿地的复氧方法，其特征在于，将权利要求1～8任一所述的复氧装置的复氧管插入端插入人工湿地的基质中。
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