CN202390283U - 用于处理受污染水体的饱和流滤床 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于处理受污染水体的饱和流滤床，滤床呈长方形结构，滤床的墙体铺设有防渗膜，滤床的内部设有若干个呈丰字形或井字形分布的处理单元，前后处理单元之间相互间隔与墙体相连，形成布水水道；每个处理单元呈梯形结构，每个处理单元的内部均填充基质，基质由生态填料处理层、填料透水隔离层和排水层构成，生态填料处理层为中间层，填料透水隔离层为坡形构筑层，排水层为下层，每个处理单元的表面栽种有植物，每个处理单元的正下方设有集水管道，集水管道上均匀开有孔，每个处理单元靠近滤床墙体设置集水检查井，集水管道连通集水检查井。该滤床起到最终沉淀、过滤碳酸盐和减少二次产生的有机固体颗粒物的功效。

Description

用于处理受污染水体的饱和流滤床

技术领域

本实用新型涉及一种用于处理受污染水体的饱和流滤床，属于环保工程与水处理技术领域。

背景技术

欧洲最早将人工湿地处理废水处理始于20世纪60年代，1974年德国开始世界上第一个人工湿地的实验，运行结果理想，至今已有近三十年的历史。

我国绝大部分城市污水处理厂均采用传统的二级活性污泥法处理工艺，这种工艺存在着工程投资高、能耗高、运转管理要求高以及处理效果受进水水质和水量波动影响大的不足。相比较之下，人工湿地是对污水进行处理比较重要的科学手段之一。其基本原理是：在一定的填料上种植特定的植物，当污水流过人工湿地时，经砂石、土壤过滤，通过基质填料砂层中的好氧、厌氧反应微单元和植物根际的多种微生物活动，生化降解沉淀，将污染物浓度降低，使水质得到净化，直至达标排放。处理过程包括生化反应，如分解和合成代谢、植物吸收；物理化学反应，如沉淀吸附、硝化反应和反硝化反应等。

目前，人工湿地对污水生态修复通常采用自由水面人工湿地或潜流型人工湿地两种形式。潜流型人工湿地根据污水在其上流动的方向不同可以更加细化分为水平流湿地和垂直流湿地两种。自由水面人工湿地水力负荷低，污水处理效率不高，需要大量水域和土地以保证净化效果，且一旦有面源污染输入，其净化效果很不明显。水平流湿地与自由水面人工湿地相比，水力负荷和污染负荷大，对BOD、COD 等有机物和重金属去除效果好。但是水平流湿地与垂直流湿地相比，其缺点是脱氮、除磷的效果较弱。

垂直流湿地指污水从沉淀池配水到滤床表面后，向下纵向重力自流，是人工湿地中的一种高效工艺，结合物理过滤和生化反应有效处理各类污水。滤床中的基质填料为微生物细菌提供了一个非常适宜的环境，有机氮经氨化作用转化为氨氮，在好氧条件下，氨氮经硝化作用转变为硝酸盐和亚硝酸盐，然后在厌氧和有机碳源的条件下，经反硝化作用部分被还原为氮气，释放到大气中。含磷化合物主要是在基质填料中反应、富集、沉淀，从而从污水中去除。污水下渗过程中，通过填料砂层中的好氧、厌氧反应微单元，生化降解沉淀，污染物浓度降低。

现有的人工湿地通常污水流入床体底部后，床体处于不饱和状态，滤床与氧气接触充分，硝化能力较强，反硝化能力较弱，含氮化合物去除能力低。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用于处理受污染水体的饱和流滤床。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

用于处理受污染水体的饱和流滤床，特点是：所述滤床呈长方形结构，滤床的墙体铺设有防渗膜，滤床的内部设有若干个呈丰字形或井字形分布的处理单元，前后处理单元之间相互间隔与墙体相连，形成布水水道；所述每个处理单元呈梯形结构，每个处理单元的内部均填充基质，基质由生态填料处理层、填料透水隔离层和排水层构成，生态填料处理层为中间层，填料透水隔离层为坡形构筑层，排水层为下层，每个处理单元的表面栽种有植物，每个处理单元的正下方设有集水管道，集水管道位于防渗膜之上，集水管道上均匀开有孔，每个处理单元靠近滤床墙体设置集水检查井，集水管道连通集水检查井。

进一步地，上述的用于处理受污染水体的饱和流滤床，所述滤床的底部依次铺设砾石层和石灰夯实垫层，石灰夯实垫层上铺设防渗膜；所述滤床的底面沿出水方向设有坡面。

更进一步地，上述的用于处理受污染水体的饱和流滤床，所述滤床的水面高度高于生态填料处理层表面。

再进一步地，上述的用于处理受污染水体的饱和流滤床，所述滤床的水面高度高于生态填料处理层表面30cm。

再进一步地，上述的用于处理受污染水体的饱和流滤床，所述集水管道连接溢流检查井，溢流检查井上设有溢流管道。

本实用新型技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本实用新型滤床属于深度处理系统，因滤床长期浸没在水体中，水流处于饱和状态，有较强的反硝化反应能力，可有效去除含氮化合物，建议用于污水经第一阶段处理后，出水中剩余的硝酸盐浓度依旧过高的情况，并且该湿地系统能起到反硝化作用充分、最终沉淀、过滤碳酸盐和减少二次产生的有机固体颗粒物的功效。整个滤床系统呈长方形结构，根据污水的处理量和当地的处理面积，滤床内部由若干个处理单元组成，所有处理单元在整个饱和流滤床内可以呈“丰”字形结构或者“井”字形分布；由若干个处理单元构成的饱和流滤床，前后两个处理单元之间，相互间隔与左右墙体相连，形成一条长而宽的蜿蜒的布水水道，向各个处理单元布水，延长水力停留时间。处理单元的正下方设有集水管道，集水管道均匀开孔，水流从开孔处进入集水管道，顺水流方向流出。该设施适用于农村生活污水、城市景观水和湖泊污水等的处理，具有处理效率高、景观效果好、资源节约、操作灵活、适用范围广等特点。

附图说明

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

图1：本实用新型装置的平面布置示意图；

图2：图1的A-A剖视示意图；

图3：图1的B-B剖视示意图。

具体实施方式

本实用新型提供用于处理受污染水体的饱和流滤床，与普通垂直流滤床相比较，普通垂直流滤床床体处于不饱和状态，氧可通过大气扩散和植物传输进入人工湿地系统，该系统的有较强的硝化能力；而饱和流滤床，因滤床长期浸没在水体中，水流处于饱和状态，只有少量氧可传输进入水体，整个饱和流滤床形成缺氧条件，有利于反硝化反应进行，可有效去除水体中的有机氮，提高水质处理效率。饱和流滤床系统呈长方形结构，根据污水的处理量和当地的处理面积，滤床内部由若干个处理单元组成，所有处理单元在整个饱和流滤床内可以呈“丰”字形结构或者“井”字形分布；整个饱和流滤床由若干个处理单元构成，形成一条长而宽的蜿蜒的布水水道，向各个处理单元布水，尽可能多地延长停留时间，旨在有效解决传统垂直流滤床布水不够均匀、滤床角落布水不充分的问题。

如图1所示，用于处理受污染水体的饱和流滤床，滤床呈长方形结构，滤床的墙体铺设有防渗膜5，滤床的内部设有若干个呈丰字形或井字形分布的处理单元，前后处理单元之间相互间隔与墙体4相连，形成一条长而宽的蜿蜒的布水水道；滤床的底面沿出水方向10设有坡面，呈现高度差，让水流在饱和流滤床中呈自流状态；水流经初步处理后进入进水口8，由进水口8向两边的处理单元均匀布水，水流沿出水方向10流向各个处理单元。

如图2、图3所示，每个处理单元呈梯形结构，每个处理单元的内部均填充基质，基质由生态填料处理层1、填料透水隔离层6和排水层构成，生态填料处理层1为中间层，填料透水隔离层6为坡形构筑层，排水层为下层，每个处理单元的表面栽种有植物9，每个处理单元的正下方设有集水管道3，集水管道3位于防渗膜5之上，集水管道3上均匀开有孔，每个处理单元靠近滤床墙体设置集水检查井2，集水管道3连通集水检查井2，集水管道3连通溢流检查井13，溢流检查井13上设有溢流管道11，水面高度高于溢流管道管口时，溢流排水。滤床的底部依次铺设砾石层和石灰夯实垫层，石灰夯实垫层上铺设防渗膜；滤床的水面7的高度高于生态填料处理层表面30cm。水流自集水管道3开孔处进入集水管道3流经集水检查井2，沿出水方向10到最终出水处12排出。与普通垂直流滤床相比较，饱和流滤床的水面7应高出生态填料处理层1表面30cm左右；反之，当水面超过溢流管道的集水高度时，水流经溢流管道11和溢流检查井13收集后，由集水管道3沿出水方向10向最终排水处12快速出水，直到水平面恢复正常高度。

滤床的墙体4由便于组装的定制铝合金材料构成，外围由环保材料贴面，墙体4高度为2m，强度满足结构要求；滤床底部依次铺设10cm厚的砾石层和石灰夯实垫层，石灰夯实垫层上铺设1mm PE复合土工布防渗膜5进行防渗处理，防渗膜5上铺设DN200 HDPE单壁管作为集水管道3，水流自集水管道3流经集水检查井2，沿出水方向10到最终排水处12排出；滤床内部填充基质，基质由不同层次滤料构成，包括厚度50-80cm的生态填料处理层1、填料透水隔离层6的厚度为30cm，为坡形构筑层，由直径8-16mm中砾石和厚度20cm的直径16-32mm粗砾石组成，生态填料处理层1为中间层，填料透水隔离层6为坡形构筑层，排水层下有集水管道3，集水管道3上均匀开孔，水流自开孔处流入集水管道3内。其中生态填料处理层1滤料满足水力参数和级配曲线的要求，能够保证良好的水力条件，并为植物和微生物提供良好的生长环境；滤床表面栽种有去污能力强和景观效果好的植物9，具体为芦苇和香蒲，栽植密度为15株/ m²，大大扩展人工湿地净化污水的空间，提高其净化污水的能力，同时具有更好的景观效果。污水通过植物、微生物和基质有效去除有机物和氮磷等主要污染物后通过集水管汇集后排出。

具体应用时，饱和流滤床的各处理单元相对独立，实施过程中，可根据污水的处理量和当地的处理面积，滤床内部由若干个处理单元组成；饱和流滤床，预处理后的污水通过自流的形式流经饱和流滤床表面，滤床选择满足配曲线的滤料，保证人工湿地长期稳定运行；饱和流滤床自流形成的一条长而宽的蜿蜒的布水水道，向各个滤床布水，尽可能多延长停留时间。湿地分为两个平行的水流路径，提高运行的安全性，水面高度控制高度为高出生态填料处理层1表面30cm左右；饱和流滤床的去除含氮化合物效果稳定，且脱氮反硝化过程速度较快，脱氮的去除效率不会因流速快慢而影响去除效果，另外，污染水体中的有机物和氮、磷等主要污染物可通过植物、微生物和基质有效去除，水质得到净化；在实际运用中，还可利用有机物，如植物碎屑和藻类来提供有机碳，加快水质处理，处理后的出水通过集水管道汇集后以通过滤床各处理单元的高差形成自流水体排出。

该滤床属于深度处理系统，因滤床长期浸没在水体中，水流处于饱和状态，有较强的反硝化反应能力，可有效去除含氮化合物，建议用于污水经第一阶段处理后，出水中剩余的硝酸盐浓度依旧过高的情况，并且该湿地系统能起到反硝化作用充分、最终沉淀、过滤碳酸盐和减少二次产生的有机固体颗粒物的功效。整个滤床系统呈长方形结构，根据污水的处理量和当地的处理面积，滤床内部由若干个处理单元组成，所有处理单元在整个饱和流滤床内可以呈“丰”字形结构或者“井”字形分布；由若干个处理单元构成的饱和流滤床，前后两个处理单元之间，相互间隔与左右墙体相连，形成一条长而宽的蜿蜒的布水水道，向各个处理单元布水，延长水力停留时间。处理单元的正下方设有集水管道，集水管道均匀开孔，水流从开孔处进入集水管道，顺水流方向流出。该设施适用于农村生活污水、城市景观水和湖泊污水等的处理，具有处理效率高、景观效果好、资源节约、操作灵活、适用范围广等特点，应用前景广阔，值得在业内广泛推广。

需要理解到的是：以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.用于处理受污染水体的饱和流滤床，其特征在于：所述滤床呈长方形结构，滤床的墙体铺设有防渗膜，滤床的内部设有若干个呈丰字形或井字形分布的处理单元，前后处理单元之间相互间隔与墙体相连，形成布水水道；所述每个处理单元呈梯形结构，每个处理单元的内部均填充基质，基质由生态填料处理层、填料透水隔离层和排水层构成，生态填料处理层为中间层，填料透水隔离层为坡形构筑层，排水层为下层，每个处理单元的表面栽种有植物，每个处理单元的正下方设有集水管道，集水管道位于防渗膜之上，集水管道上均匀开有孔，每个处理单元靠近滤床墙体设置集水检查井，集水管道连通集水检查井。

2.根据权利要求1所述的用于处理受污染水体的饱和流滤床，其特征在于：所述滤床的底部依次铺设砾石层和石灰夯实垫层，石灰夯实垫层上铺设防渗膜。

3.根据权利要求1所述的用于处理受污染水体的饱和流滤床，其特征在于：所述滤床的底面沿出水方向设有坡面。

4.根据权利要求1所述的用于处理受污染水体的饱和流滤床，其特征在于：所述滤床的水面高度高于生态填料处理层表面。

5.根据权利要求4所述的用于处理受污染水体的饱和流滤床，其特征在于：所述滤床的水面高度高于生态填料处理层表面30cm。

6.根据权利要求1所述的用于处理受污染水体的饱和流滤床，其特征在于：所述集水管道连接溢流检查井，溢流检查井上设有溢流管道。

Images