CN107954517A - 一种变流速污染水体生态净化系统 - Google Patents

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欧文昌
王荣华
白少元
唐向阳
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Guangxi Hengsheng Water Environment Control Co Ltd
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/302—Nitrification and denitrification treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/32—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae

Abstract

本发明公开了一种变流速污染水体生态净化系统，包括进水管、布水区、快速流内层区、慢速流外层区、集水区及出水管，进水管与布水区底部连通，布水区位于快速流内层区底部，出水管与集水区底部连通，集水区位于慢速流外层区底部，快速流内层区位于慢速流外层区内，其中：快速流内层区水流方向向上，慢速流外层区水流方向向下，内层区与外层区底部分隔，顶部相连通，在外层区与内层区之间填充有颗粒滤料。通过双层结构设计方法，填充并不同渗透系数填料，使内层水流速度高于外层，利于在进水区域过滤拦截无机颗粒物且结合湿生植物的栽种，将污水中的颗粒物过滤、碳循环及氮循环过程紧凑的控制在同一个生态净化系统中，实现了高效去除污染物的目的。

Description

一种变流速污染水体生态净化系统
技术领域
本发明涉及污水治理方法，具体是一种变流速污染水体生态净化系统。
背景技术
随着社会经济的快速发展，我国水环境形势日益严峻。水体污染引发的众多问题令人堪忧，各地都相继开展了污染水体的整治工作。在此情况下，城市点源污染治理取得了一定的成果，但在广大农村地区，水体污染问题却愈加突显。
农村生活及生产过程中产生的污染物，如村镇生活污水、农田施用的化肥、农药及养殖业禽畜粪便等，在降水和径流的冲刷作用下，通过地表径流进入河流、湖泊、水库、海湾等受纳水体中，严重影响了地表水环境质量。农村污水治理已成为当下水环境事业的重中之重。农村污染具有量大面广、分散性、空间异质性等特点，加之农村的污染治理及运行维护技术力量薄弱，急需投资及运行成本低、处理效果好、运行稳定、维护管理简单的水处理技术。
生态修复方法与传统的二级生化处理相比，具有建造及运行费用低、维护简单等优点，适合于技术管理水平不高、规模较小的城镇或乡村的污水处理。然而工程实践发现，农村污水较多的无机颗粒物容易造成床体堵塞，限制了该技术的工程推广。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种变流速污染水体生态净化系统，该系统具有投资省、运行管理方便，兼具美观的优势。
实现本发明目的的技术方案是：通过双层结构设计，并填充不同渗透系统填料，使内层水流速度高于外层，有利于在进水区域过滤拦截无机颗粒物，同时结合湿生植物的栽种，将污水中的颗粒物过滤、碳循环及氮循环过程紧凑的控制在同一个生态净化系统中，实现高效去除污染物的目的。
本发明变流速污染水体生态净化系统，包括进水管、布水区、快速流内层区、慢速流外层区、集水区及出水管，进水管与布水区底部连通，布水区位于快速流内层区底部，出水管与集水区底部连通，集水区位于慢速流外层区底部，快速流内层区位于慢速流外层区内，其中：快速流内层区水流方向向上，慢速流外层区水流方向向下，内层区与外层区底部分隔，顶部相连通，在外层区与内层区之间填充有颗粒滤料。
所述快速流内层区与慢速流外层区的横断面面积之比为1∶2-5，快速流内层区流速高于慢速流外层区。
所述布水区厚度为5-20cm，其内填充有粒径为20-50mm的鹅卵石或碎石滤料，保证布水均匀。
所述集水区厚度为5-20cm，其内填充有粒径为20-50mm的鹅卵石或碎石滤料，保证集水均匀。
所述在外层区与内层区之间填充的颗粒滤料为粒径为5-10mm的石灰石、石英砂、鹅卵石或沸石。
所述颗粒滤料上种植有水生植物，其水生植物可选自芦苇、美人蕉、再力花、香蒲、菖蒲、风车草中的一种或几种。
本发明变流速污染水体生态净化系统的净化方法是：污水首先由底部进水管流入内层区，水流经布水区均化后向上垂直渗流通过内层区石英砂滤料至该区顶部，而后向四周辐流进入外层区，并向下垂直渗流进入集水区，最后经出水管流出系统。
本发明的有益效果是：
通过双层结构设计方法，填充并不同渗透系数填料，使内层水流速度高于外层，有利于在进水区域过滤拦截无机颗粒物且结合湿生植物的栽种，将污水中的颗粒物过滤、碳循环及氮循环过程紧凑的控制在同一个生态净化系统中，实现了高效去除污染物的目的，同时具有投资省、运行管理方便，兼具美观的功能，特别适用于农村分散式生活污水的处理。
附图说明
图1为变流速污染水体生态净化系统纵断面示意图；
图2为图1的横断面示意图。
图中：1.进水管；2.布水区；3.快速流内层区；4.水生植物；5.颗粒滤料；6.慢速流外层区；7.集水区；8.出水管。
具体实施方式
以下仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。
如图1所示，一种变流速污染水体生态净化系统，设有进水管1、布水区2、快速流内层区3、慢速流外层区6、集水区7和出水管8，
进水管1口径为15mm，与布水区2底部连通，布水区2位于快速流内层区3底部，其高度为10cm；出水管8口径为15mm，与集水区7底部连通，集水区7位于慢速流外层区6底部，其高度为10cm，布水区2及集水区7填充粒径为20mm-50mm鹅卵石；快速流内层区3位于慢速流外层区6内，快速流内层区3与慢速流外层区的横断面为同心圆形（如图2所示），其中：快速流内层区3直径为40cm，水流方向向上；慢速流外层区6直径为80cm，水流方向向下，总填充高度为90cm，内层区3与外层区6底部分隔，顶部相连通，在外层区3与内层区6之间填充有5 mm -8mm的石英砂，其中内层区的填充高度为70cm，外层区的填充高度为80cm，石英砂上种植美人蕉。
整个系统由PVC管制成，有效容积为200L,水力停留时间为1d,日处理量为200L/d。
净化方法是：污水首先由底部进水管流入内层区，水流经布水区均化后向上垂直渗流通过内层区石英砂滤料至该区顶部，而后向四周辐流进入外层区，并向下垂直渗流进入集水区，最后经出水管流出系统。
运行时，由于内层容积较小，流速较大，首先进行无机颗粒物的过滤拦截；此外进水中污染物浓度较高，溶解氧浓度较低，在内层区底部发生厌氧反应，有机碳在微生物的作用下厌氧分解，水流向上的过程中，由于植物根系分泌的氧气，溶解氧浓度不断增加，到系统表层，即为硝化区，实现有机氮的硝化，随后水流进入外层区向下流动，溶解氧再次减少，发生反硝化作用，以有机物作为碳源，将硝酸盐氮转化为氮气，排出系统，同时有机物得以进一步降低，从而实现污染物的有效去除。

Claims (6)

1.一种变流速污染水体生态净化系统，其特征是：包括进水管、布水区、快速流内层区、慢速流外层区、集水区及出水管，进水管与布水区底部连通，布水区位于快速流内层区底部，出水管与集水区底部连通，集水区位于慢速流外层区底部，快速流内层区位于慢速流外层区内，其中：快速流内层区水流方向向上，慢速流外层区水流方向向下，内层区与外层区分底分隔，顶部相连通，在外层区与内层区之间填充有颗粒滤料。
2.根据权利要求1所述的变流速污染水体生态净化系统，其特征是：所述快速流内层区与慢速流外层区的横断面面积之比为1∶2-5，快速流内层区流速高于慢速流外层区。
3.根据权利要求1所述的变流速污染水体生态净化系统，其特征是：所述布水区厚度为5-20cm，其内填充有粒径为20-50mm的鹅卵石或碎石滤料。
4.根据权利要求1所述的变流速污染水体生态净化系统，其特征是：所述集水区厚度为5-20cm，其内填充有粒径为20-50mm的鹅卵石或碎石滤料。
5.根据权利要求1所述的变流速污染水体生态净化系统，其特征是：所述在外层区与内层区之间填充的颗粒滤料为粒径为5-10mm的石灰石、石英砂、鹅卵石或沸石。
6.根据权利要求1所述的变流速污染水体生态净化系统，其特征是：所述颗粒滤料上种植有水生植物，其水生植物选自芦苇、美人蕉、再力花、香蒲、菖蒲、风车草中的一种或几种。
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