CN106348454A - 一种潜流人工湿地抗生物性堵塞自主释氧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种潜流人工湿地抗生物性堵塞自主释氧装置，该装置安装于潜流人工湿地进水端，由布水系统、释氧填料系统和布气系统构成；布水系统为圆形管道，所述释氧填料系统由释氧填料层和分隔层构成，填充于布水系统和布气系统之间，所述释氧填料层的成分按重量比为过氧化钙30‑70％、阳离子树脂40‑80％、聚乙二醇溶液2‑10％、高岭土1‑5％；所述布气系统，为圆形管道，管壁均匀分布圆孔。本发明优点是：水在释氧填料系统内与释氧填料发生化学反应释放出氧气，提高潜流人工湿地填料层间溶解氧浓度，提高填料层间微生物活性，降低造成生物性堵塞的有机物浓度和总量。延缓潜流人工湿地生物性堵塞速率，延长潜流人工湿地的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种潜流人工湿地抗生物性堵塞自主释氧装置，特别涉及一种用于潜流人工湿地生物性堵塞防控与恢复的装置。
背景技术
潜流人工湿地作为污水深度处理和河道自然修复的主要工艺之一，已得到广泛应用。在湿地运行过程中，受运行方式、进水水质水量、气温等因素影响，部分有机物无法充分降解以胞外聚合物的形式积聚于潜流人工湿地填料间，形成潜流人工湿地的生物性堵塞问题，严重影响潜流人工湿地的对污水的处理效率，缩短潜流人工湿地的使用寿命，成为制约潜流人工湿地应用的主要因素之一。
目前大量研究表明，潜流湿地内部溶解氧浓度是影响填料间胞外聚合物增长，使潜流人工湿地发生生物性堵塞的主要影响因素。针对这一现象，部分研究人员及工程通过在湿地填料层间铺设曝气管道系统，以提高湿地内部溶解氧浓度并取得较好的处理效果。但该技术增设了曝气管道和鼓风机系统，增加了工程建设和运行费用；同时过高的曝气量易导致湿地填料层流化态，影响湿地的稳定运行，因此该技术尚难以得到广泛推广。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种通过提高潜流人工湿地填料层间溶解氧浓度，提高填料层间微生物活性，进而降低造成生物性堵塞的填料层胞外聚合物浓度和总量的装置，具体技术方案如下：
一种潜流人工湿地抗生物性堵塞自主释氧装置，该装置安装于潜流人工湿地进水端，由布水系统、释氧填料系统和布气系统构成；布水系统为长1-3米，直径100-200mm的圆形管道，管壁均匀分布直径为15-30mm的圆孔，管道表面开孔比为30％-45％；进水流速控制在0.5-2.0m/s；所述释氧填料系统由释氧填料层和分隔层构成，填充于布水系统和布气系统之间，分隔层设置在释氧填料层外侧，分隔层间距100-300mm；所述释氧填料层的成分按重量比为过氧化钙30-70％、阳离子树脂40-80％、聚乙二醇溶液2-10％、高岭土1-5％；所述布气系统，为长1-3米，直径300-600mm的圆形管道，管壁均匀分布直径为5-20mm的圆孔，管道表面开孔比为20％-30％。
所述释氧填料与水接触可缓慢释放氧气，在30-60d内持续释氧并始终保持出水，水的pH值为6.8-7.8。
本发明的优点是：将本装置安装于潜流人工湿地进水端，潜流人工湿地进水通过本装置布水系统表面圆孔均匀送至释氧填料系统，水在释氧填料系统内与释氧填料发生化学反应释放出氧气，钙离子(Ca2+)和氢氧根离子(OH-)等药剂产氧副产物通过与阳离子树脂的交换和反应，实现固化、中和，保证了湿地进水硬度和pH值的稳定。布气系统的圆孔在抽吸作用下使水体形成紊流，将氧气和水的充分混合后送入潜流人工湿地填料层，通过提高潜流人工湿地填料层间溶解氧浓度，提高填料层间微生物活性，降低造成生物性堵塞的有机物浓度和总量。延缓潜流人工湿地生物性堵塞速率，延长潜流人工湿地的使用寿命。本发明所用释氧药剂释氧周期长、反应器出水pH为中性，解决传统释氧药剂释氧速率过快、出水呈强碱性的缺陷。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图具体说明本发明，如图1、图2所示，本发明装置安装于潜流人工湿地进水端，由布水系统1、释氧填料系统2和布气系统4构成；布水系统为长1-3米，直径100-200mm的圆形管道，管壁均匀分布直径为15-30mm的圆孔5，管道表面开孔比为30％-45％；进水流速控制在0.5-2.0m/s；所述释氧填料系统2由释氧填料层21和分隔层3构成，填充于布水系统1和布气系统4之间，分隔层3设置在释氧填料层21外侧，分隔层3间距100-300mm；所述释氧填料层21的成分按重量比为过氧化钙30-70％、阳离子树脂40-80％、聚乙二醇溶液2-10％、高岭土1-5％；所述布气系统，为长1-3米，直径300-600mm的圆形管道，管壁均匀分布直径为5-20mm的圆孔5，管道表面开孔比为20％-30％。
所述释氧填料与水接触可缓慢释放氧气，在30-60d内持续释氧并始终保持出水，水的pH值为6.8-7.8。
本发明布置于潜流人工湿地进水端，根据使用功能的不同划分为3个组成系统，即布水系统1、释氧填料系统2和布气系统4。
布水系统，本系统为长1-3米，直径100-200mm的聚乙烯塑料(PE)或不锈钢圆形管道，控制装置进水流速为0.5-2.0m/s范围内，管壁均匀分布直径为15-30mm的圆孔，管道表面开孔比为30％-45％，进水通过分布于管道表面的圆孔均匀进入释氧填料系统。本装置可提高配水均匀性，
释氧填料系统，本系统由释氧填料层21和分隔层3构成，填充于布水系统1和布气系统4之间，湿地进水经布水系统上圆孔流入本系统，释氧填料由30-70％过氧化钙(CaO2)、40-80％阳离子树脂、2-10％聚乙二醇(PEG)、1-5％高岭土构成。以过氧化钙为产氧剂、阳离子树脂为中和剂、聚乙二醇为包埋剂、高岭土为造孔材料。水与释氧填料接触时，通过填料表层孔隙与内部的过氧化钙发生化学反应，分别释放出氧气、钙离子(Ca2+)和氢氧根离子(OH-)。其中氧气经布气系统与水混合后进入潜流人工湿地填料层；钙离子(Ca2+)与阳离子树脂交换吸附得到固化，氢氧根离子(OH-)则与阳离子树脂在吸附钙离子(Ca2+)过程中释放的氢离子(H+)中和，从而保证了水体的pH值的稳定。视水质、水量情况，本药剂在30-60d内持续释氧并始终保持出水pH值在6.8-7.8范围。在本系统内间隔断100-300mm设置一隔断板,提高系统能药剂利用率，便于后期药剂更换。隔壁由厚度为1-5mm的硬聚氯乙烯(UPVC)或聚乙烯塑料(PE)板制成。
布气系统，本系统为长1-3米，直径100-200mm的聚乙烯塑料(PE)或不锈钢圆形管道，管壁均匀分布直径为5-20mm的圆孔，管道表面开孔比为20％-30％。水流经释氧填料系统产生的氧气和湿地进水在本系统管道上圆孔抽吸的作用下形成紊流，实现氧气和水的充分混合，提高进入潜流人工湿地的水体溶解氧均匀性，提高氧气在湿地填料内的利用率。
本发明所用释氧药剂释氧周期长、反应器出水pH为中性，解决传统释氧药剂释氧速率过快、出水呈强碱性的缺陷。
Claims (2)
1.一种潜流人工湿地抗生物性堵塞自主释氧装置，其特征在于:该装置安装于潜流人工湿地进水端，由布水系统、释氧填料系统和布气系统构成；布水系统为长1-3米，直径100-200mm的圆形管道，管壁均匀分布直径为15-30mm的圆孔，管道表面开孔比为30％-45％；进水流速控制在0.5-2.0m/s；所述释氧填料系统由释氧填料层和分隔层构成，填充于布水系统和布气系统之间，分隔层设置在释氧填料层外侧，分隔层间距100-300mm；所述释氧填料层的成分按重量比为过氧化钙30-70％、阳离子树脂40-80％、聚乙二醇溶液2-10％、高岭土1-5％；所述布气系统，为长1-3米，直径300-600mm的圆形管道，管壁均匀分布直径为5-20mm的圆孔，管道表面开孔比为20％-30％。
2.根据权利要求1所述的潜流人工湿地抗生物性堵塞自主释氧装置，其特征在于:所述释氧填料与水接触可缓慢释放氧气，在30-60d内持续释氧并始终保持出水，水的pH值为6.8-7.8。
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