CN107055970A - 一种多级养殖污水人工湿地处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多级养殖污水人工湿地处理系统，一种多级养殖污水人工湿地处理系统，包括初级厌氧反应处理单元、次级厌氧反应处理单元和复合型人工湿地单元，复合型人工湿地单元内安装有增温装置；本发明保证整个系统结构的稳定性，也有利于冬季保温，厌氧反应处理单元中的污泥是优质肥料；人工湿地反应处理工艺是一种生态处理技术，其填料和植物根系上富集了大量微生物，通过微生物、植物和填料的协同作用可以进一步净化处理养殖废水，是高效的终端处理工艺；占用较少的土地面积，最大限度地延长废水在人工湿地中的处理行程；整个处理系统在实际废水处理过程中无需外界附加动力和投药、运行费用低廉。

Description

一种多级养殖污水人工湿地处理系统

技术领域

本发明涉及污水处理设备领域，具体是一种多级养殖污水人工湿地处理系统。

背景技术

近年来，我国畜禽养殖业快速发展，集约化、规模化养殖模式产生大量的养殖废水。养殖废水属于高浓度有机废水，氮、磷营养元素含量高;另外由于饲料中铜、锌等重金属含量不断增加，养殖废水中重金属污染也口益严重，对我们的生存环境构成了重大威胁。

大量试验研究证明，传统单一的污水处理方式根本不能适应养殖废水含有高浓度有机物质，N, P含量高且Cu, Zn等金属离子口益增多等特点，难以保证出水水质能达到国家畜禽养殖业污染物排放标准的要求。

传统的污水处理工艺根本不适应于处理养殖废水，因此发展和利用处理效果好、经济投资少、使用管理方便的污水处理工艺净化养殖废水己成为我国当前函须解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机融合了厌氧反应处理工艺和人工湿地反应处理工艺，保证污水处理系统中各个反应处理部分发挥其各自优势功能而且可以适应于处理不同类型污水的多级养殖污水人工湿地处理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多级养殖污水人工湿地处理系统，包括初级厌氧反应处理单元、次级厌氧反应处理单元和复合型人工湿地单元，复合型人工湿地单元内安装有增温装置；

所述初级厌氧反应处理单元包括初级厌氧反应处理池，初级厌氧反应处理池为水泥浇筑而成的矩形结构；初级厌氧反应处理池的入口直接与养殖废水的排出口相连接，初级厌氧反应处理池的进水口处安装有孔径小于1cm的不锈钢制筛网；初级厌氧反应处理单元底部呈锥状结构，在其中间位置采用砌砖的方法砌有隔墙，隔墙将厌氧池一平均一分为二，隔墙位于锥状结构的顶部的位置平均每间隔一砖的长度空留一砖大小的花格流水口；

所述次级厌氧反应处理单元包括次级厌氧反应处理池，初级厌氧反应处理池中的出水口通过管道与次级厌氧反应处理池的入水口连接，且该管道伸入至次级厌氧反应处理池的底部锥状结构的顶部；所述初级厌氧反应处理池和次级厌氧反应处理池均有三分之二部分埋设在地下；

所述复合型人工湿地单元包括表面流型人工湿地和潜流型人工湿地两种类型的人工湿地；潜流型人工湿地位于表面流型人工湿地的两侧，表面流型人工湿地与次级厌氧反应处理池出水口相连，潜流型人工湿地与表面流型人工湿地的尾部相连接，格室之间采用串联方式连接；所述表面流型人工湿地与次级厌氧反应处理池的各格室大小相等，格室之间都设有隔离墙，表面流型人工湿地与潜流型人工湿地采用堰流堰的连接方式，潜流型人工湿地的各格室之间流水采用首尾串接的方式连接，潜流型人工湿地的格室端部留有cm的空档首尾相连，形成首尾相连的串联结构。

作为本发明进一步的方案，初级厌氧反应处理池长宽比例为5: 4，初级厌氧反应处理池的深度为两米，初级厌氧反应处理池中的进水口和出水口在高度上相差20cm。

作为本发明进一步的方案，次级厌氧反应处理池与初级厌氧反应处理池的长宽比例为一致，次级厌氧反应处理池的深度为一米，次级厌氧反应处理池的进水口和出水口在高程上相差20cm。

作为本发明进一步的方案，初级厌氧反应处理池和次级厌氧反应处理池顶部均预留有人孔。

作为本发明进一步的方案，所述复合型人工湿地单元在整体上呈现水平折流型的推流式结构，复合型人工湿地单元每一格室的底部都按水流方向设置有纵坡。

作为本发明进一步的方案，所述复合型人工湿地单元内布设有填料层，填料层第一层为厚度为30cm的粒径4-7cm砾石和黄沙混合体，第二层为厚度为30cm的当地土壤，合计填料总厚度为60cm，逐层填铺，每层铺设均与池底保持相同的坡度。

作为本发明进一步的方案，所述填料层上种植有耐水植物，具体的，耐水植物为香根草。

作为本发明进一步的方案，所述增温装置阵列设于复合型人工湿地单元的格室内，升温装置包括凸透镜、支架、保温层、进光筒和升温板，所述进光筒为圆柱形，进光筒内部为中空结构，进光筒采用防爆玻璃材料；所述支架位于进光筒的上方，凸透镜位于支架上，凸透镜的直径大于进光筒的直径，凸透镜中心位于进光筒的中心轴线上；所述进光筒内壁设有一层反光镜，反光镜为圆筒形，保温层包裹在进光筒的外表面，升温板位于进光筒的底部，升温板为半圆球形；

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的初级厌氧反应处理单元的入口直接与养殖废水的排出口相连接，初级厌氧反应处理池的进水口处安装有孔径小于1cm的不锈钢制筛网，过滤去除较大悬浮物，保证后续处理单元能正常运行；初级厌氧反应处理单元底部呈锥状结构以便于储积污泥，在其中间位置采用砌砖的方法，将厌氧池一平均一分为二，在锥状结构的顶部平均每间隔一砖的长度空留一砖大小的花格流水口，这样可以防止短流，有利于废水与活性污泥亲密接触，充分进行厌氧反应，也有利于悬浮物质沉淀，整个厌氧反应处理部分设计采用自流形式；

2、次级厌氧反应处理池使得进入的废水与次级厌氧反应处理池池底的活性污泥充分混合接触，增强处理效果；本发明有利于厌氧分解代谢中不同菌群的分离，发挥厌氧菌活性，提高整个污水处理系统运行稳定性、处理效果和抗冲击负荷能力；所述初级厌氧反应处理池和次级厌氧反应处理池均有三分之二部分埋设在地下，这样既可以保证整个系统结构的稳定性，也有利于冬季保温，厌氧反应处理单元中的污泥定期进行清理，半年左右排一次污泥，这些污泥是优质肥料；

3、后置复合型人工湿地反应处理部分能够保证出水水质达标排放，人工湿地反应处理工艺是一种生态处理技术，其填料和植物根系上富集了大量微生物，通过微生物、植物和填料的协同作用可以进一步净化处理养殖废水，是高效的终端处理工艺；

4、复合型人工湿地单元将传统单一的人工湿地分割成首尾相连的格室串联式结构，水流在湿地内整体上呈现水平折流式推流形式，可以占用较少的土地面积，最大限度地延长废水在人工湿地中的处理行程；

5、整个处理系统在实际废水处理过程中无需外界附加动力和投药、运行费用低廉，根据废水在整个系统中的处理流程设置相应的坡度，养殖废水依靠自身重力，自行流经各个反应处理单元，全部整个处理流程。

附图说明

图1为多级养殖污水人工湿地处理系统的结构示意图。

图2为多级养殖污水人工湿地处理系统中初级厌氧反应处理池的结构示意图。

图3为多级养殖污水人工湿地处理系统中初级厌氧反应处理池的结构示意图。

图4为多级养殖污水人工湿地处理系统中次级厌氧反应处理单元的结构示意图。

图5为多级养殖污水人工湿地处理系统中复合型人工湿地单元的俯视图。

图6为多级养殖污水人工湿地处理系统中复合型人工湿地单元的结构示意图。

图7为多级养殖污水人工湿地处理系统中隔离墙的结构示意图。

图8为多级养殖污水人工湿地处理系统中增温装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-8，一种多级养殖污水人工湿地处理系统，包括初级厌氧反应处理单元1、次级厌氧反应处理单元2和复合型人工湿地单元3，所述初级厌氧反应处理单元1以产酸阶段为主，初级厌氧反应处理单元1包括初级厌氧反应处理池11，初级厌氧反应处理池11为水泥浇筑而成的矩形结构，初级厌氧反应处理池11长宽比例为5: 4，初级厌氧反应处理池11的深度为两米；初级厌氧反应处理池11的入口直接与养殖废水的排出口相连接，初级厌氧反应处理池11的进水口处安装有孔径小于1cm的不锈钢制筛网，过滤去除较大悬浮物，保证后续处理单元能正常运行；初级厌氧反应处理单元1底部呈锥状结构以便于储积污泥，在其中间位置采用砌砖的方法砌有隔墙12，隔墙12将厌氧池一平均一分为二，隔墙12位于锥状结构的顶部的位置平均每间隔一砖的长度空留一砖大小的花格流水口，这样可以防止短流，有利于废水与活性污泥亲密接触，充分进行厌氧反应，也有利于悬浮物质沉淀，整个厌氧反应处理部分设计采用自流形式，初级厌氧反应处理池11中的进水口和出水口在高度上相差20cm，形成水位高差，便于废水无需外界动力，依靠自身重力，自行从初级厌氧反应处理单元1进入到第二级厌氧反应处理单元；

所述次级厌氧反应处理单元2以碱性消化阶段为主，次级厌氧反应处理单元2包括次级厌氧反应处理池21，次级厌氧反应处理池21与初级厌氧反应处理池11的长宽比例为一致，次级厌氧反应处理池21的深度为1米，次级厌氧反应处理池21的进水口和出水口在高程上相差20cm，初级厌氧反应处理池11中的出水口通过管道与次级厌氧反应处理池21的入水口连接，且该管道伸入至次级厌氧反应处理池21的底部锥状结构的顶部，使得进入的废水与次级厌氧反应处理池21池底的活性污泥充分混合接触，增强处理效果；本发明有利于厌氧分解代谢中不同菌群的分离，发挥厌氧菌活性，提高整个污水处理系统运行稳定性、处理效果和抗冲击负荷能力；所述初级厌氧反应处理池11和次级厌氧反应处理池21均有三分之二部分埋设在地下，这样既可以保证整个系统结构的稳定性，也有利于冬季保温，厌氧反应处理单元中的污泥定期进行清理，半年左右排一次污泥，这些污泥是优质肥料，初级厌氧反应处理池11和次级厌氧反应处理池21顶部均预留有人孔，供维修、清淤时使用，平时盖好害井盖；

所述复合型人工湿地单元3包括表面流型人工湿地31和潜流型人工湿地32两种类型的人工湿地；潜流型人工湿地32位于表面流型人工湿地31的两侧，表面流型人工湿地31与次级厌氧反应处理池21出水口相连，这样可以有效解决潜流型人工湿地易堵塞的问题，潜流型人工湿地32与表面流型人工湿地31的尾部相连接，格室之间采用串联方式连接；所述表面流型人工湿地31与次级厌氧反应处理池21的各格室大小相等，格室之间都设有隔离墙33，表面流型人工湿地31与潜流型人工湿地32采用堰流堰的连接方式，潜流型人工湿地32的各格室之间流水采用首尾串接的方式连接，潜流型人工湿地32的格室端部留有30cm的空档321首尾相连，形成首尾相连的串联结构；

废水通过隔离墙过水处的溢流堰从上一级的表面流型人工湿地31流入下一级潜流型人工湿地32，在潜流型人工湿地32，废水通过隔离墙端部的过水缺口从上一级格室流入下一级格室，各格室之间首尾连通、顺次连接，复合型人工湿地单元3在整体上呈现水平折流型的推流式结构，复合型人工湿地单元3每一格室的底部都按水流方向设置有纵坡，待处理废水依靠自身重力，通过自流形式，流经复合型人工湿地反应处理部分中的各格室，自行完成整个处理流程，

所述复合型人工湿地单元3内布设有填料层34，填料层34不仅为植物和微生物提供生存介质，还可以通过沉淀、过滤和吸附等作用直接去除污染物，相关研究表明，多种不同性质材料组成的复合型填料处理效果一般要好于单一性质的填料，填料层34第一层为粒径4-7cm砾石和黄沙混合体30cm，第二层为当地土壤30cm，合计填料总厚度为60cm，逐层填铺，每层铺设均与池底保持相同的坡度，保证流水畅通；

所述填料层34上种植有耐水植物35，具体的，耐水植物35为香根草，植物在人工湿地反应处理部分对处理废水中污染物发挥着重要作用，香根草挺水植物，又名岩兰草，香根草是一种良好的净化富营养水体的植物，能够去除生活污水中氮、磷和重金属，对富营养物质去除具有良好效果，另外对铜、锌也有较强的耐性， 香根草能适应各种土壤环境，在强酸强碱、重金属和干旱、渍水、贫瘩等条件下都能生长，香根草是品质优良、高产稳产的青饲料作物，同时也是优质手工编制材料和工业造纸、香精的原料；

所述复合型人工湿地单元3内安装有增温装置4，增温装置4阵列设于复合型人工湿地单元3的格室内，升温装置4包括凸透镜41、支架42、保温层43、进光筒45和升温板46，所述进光筒45为圆柱形，进光筒45内部为中空结构，进光筒45采用防爆玻璃材料；所述支架42位于进光筒45的上方，凸透镜41位于支架42上，凸透镜41的直径大于进光筒45的直径，凸透镜41中心位于进光筒45的中心轴线上；所述进光筒45内壁设有一层反光镜44，反光镜44为圆筒形，保温层43包裹在进光筒45的外表面，升温板46位于进光筒45的底部，升温板46为半圆球形；太阳光会通过凸透镜41将光线聚集到进光筒45内的反光镜44上，反光镜44经过反射会将光反射到升温板46上，升温板46吸收光变热，加热周围的污水，同时由于凸透镜41将光线聚集到进光筒45内，所以凸透镜41的下部没有光线，对污水加热，，反应效果好，有效促进反应的进行。

1、本发明的初级厌氧反应处理单元1的入口直接与养殖废水的排出口相连接，初级厌氧反应处理池11的进水口处安装有孔径小于1cm的不锈钢制筛网，过滤去除较大悬浮物，保证后续处理单元能正常运行；初级厌氧反应处理单元1底部呈锥状结构以便于储积污泥，在其中间位置采用砌砖的方法，将厌氧池一平均一分为二，在锥状结构的顶部平均每间隔一砖的长度空留一砖大小的花格流水口，这样可以防止短流，有利于废水与活性污泥亲密接触，充分进行厌氧反应，也有利于悬浮物质沉淀，整个厌氧反应处理部分设计采用自流形式；

2、次级厌氧反应处理池21使得进入的废水与次级厌氧反应处理池21池底的活性污泥充分混合接触，增强处理效果；本发明有利于厌氧分解代谢中不同菌群的分离，发挥厌氧菌活性，提高整个污水处理系统运行稳定性、处理效果和抗冲击负荷能力；所述初级厌氧反应处理池11和次级厌氧反应处理池21均有三分之二部分埋设在地下，这样既可以保证整个系统结构的稳定性，也有利于冬季保温，厌氧反应处理单元中的污泥定期进行清理，半年左右排一次污泥，这些污泥是优质肥料；

3、后置复合型人工湿地反应处理部分能够保证出水水质达标排放，人工湿地反应处理工艺是一种生态处理技术，其填料和植物根系上富集了大量微生物，通过微生物、植物和填料的协同作用可以进一步净化处理养殖废水，是高效的终端处理工艺；

4、复合型人工湿地单元3将传统单一的人工湿地分割成首尾相连的格室串联式结构，水流在湿地内整体上呈现水平折流式推流形式，可以占用较少的土地面积，最大限度地延长废水在人工湿地中的处理行程。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种多级养殖污水人工湿地处理系统，其特征在于，包括初级厌氧反应处理单元（1）、次级厌氧反应处理单元（2）和复合型人工湿地单元（3），复合型人工湿地单元（3）内安装有增温装置（4）；

所述初级厌氧反应处理单元（1）包括初级厌氧反应处理池（11），初级厌氧反应处理池（11）为水泥浇筑而成的矩形结构；初级厌氧反应处理池（11）的入口直接与养殖废水的排出口相连接，初级厌氧反应处理池（11）的进水口处安装有孔径小于1cm的不锈钢制筛网；初级厌氧反应处理单元（1）底部呈锥状结构，在其中间位置采用砌砖的方法砌有隔墙（12），隔墙（12）将厌氧池一平均一分为二，隔墙（12）位于锥状结构的顶部的位置平均每间隔一砖的长度空留一砖大小的花格流水口；

所述次级厌氧反应处理单元（2）包括次级厌氧反应处理池（21），初级厌氧反应处理池（11）中的出水口通过管道与次级厌氧反应处理池（21）的入水口连接，且该管道伸入至次级厌氧反应处理池（21）的底部锥状结构的顶部；所述初级厌氧反应处理池（11）和次级厌氧反应处理池（21）均有三分之二部分埋设在地下；

所述复合型人工湿地单元（3）包括表面流型人工湿地（31）和潜流型人工湿地（32）两种类型的人工湿地；潜流型人工湿地（32）位于表面流型人工湿地（31）的两侧，表面流型人工湿地（31）与次级厌氧反应处理池（21）出水口相连，潜流型人工湿地（32）与表面流型人工湿地（31）的尾部相连接，格室之间采用串联方式连接；所述表面流型人工湿地（31）与次级厌氧反应处理池（21）的各格室大小相等，格室之间都设有隔离墙（33），表面流型人工湿地（31）与潜流型人工湿地（32）采用堰流堰的连接方式，潜流型人工湿地（32）的各格室之间流水采用首尾串接的方式连接，潜流型人工湿地（32）的格室端部留有（30）cm的空档（321）首尾相连，形成首尾相连的串联结构。

2.根据权利要求1所述的多级养殖污水人工湿地处理系统，其特征在于，初级厌氧反应处理池（11）长宽比例为5: 4，初级厌氧反应处理池（11）的深度为两米，初级厌氧反应处理池（11）中的进水口和出水口在高度上相差20cm。

3.根据权利要求2所述的多级养殖污水人工湿地处理系统，其特征在于，次级厌氧反应处理池（21）与初级厌氧反应处理池（11）的长宽比例为一致，次级厌氧反应处理池（21）的深度为一米，次级厌氧反应处理池（21）的进水口和出水口在高程上相差20cm。

4.根据权利要求3所述的多级养殖污水人工湿地处理系统，其特征在于，初级厌氧反应处理池（11）和次级厌氧反应处理池（21）顶部均预留有人孔。

5.根据权利要求1所述的多级养殖污水人工湿地处理系统，其特征在于，所述复合型人工湿地单元（3）在整体上呈现水平折流型的推流式结构，复合型人工湿地单元（3）每一格室的底部都按水流方向设置有纵坡。

6.根据权利要求5所述的多级养殖污水人工湿地处理系统，其特征在于，所述复合型人工湿地单元（3）内布设有填料层（34），填料层（34）第一层为粒径4-7cm砾石和黄沙混合体30cm，第二层为当地土壤30cm，合计填料总厚度为60cm，逐层填铺，每层铺设均与池底保持相同的坡度。

7.根据权利要求6所述的多级养殖污水人工湿地处理系统，其特征在于，所述填料层（34）上种植有耐水植物（35），具体的，耐水植物（35）为香根草。

8.根据权利要求1所述的多级养殖污水人工湿地处理系统，其特征在于，所述增温装置（4）阵列设于复合型人工湿地单元（3）的格室内，升温装置（4）包括凸透镜（41）、支架（42）、保温层（43）、进光筒（45）和升温板（46），所述进光筒（45）为圆柱形，进光筒（45）内部为中空结构，进光筒（45）采用防爆玻璃材料；所述支架（42）位于进光筒（45）的上方，凸透镜（41）位于支架（42）上，凸透镜（41）的直径大于进光筒（45）的直径，凸透镜（41）中心位于进光筒（45）的中心轴线上；所述进光筒（45）内壁设有一层反光镜（44），反光镜（44）为圆筒形，保温层（43）包裹在进光筒（45）的外表面，升温板（46）位于进光筒（45）的底部，升温板（46）为半圆球形。