CN203845911U - 多介质生物接触垂直复合潜流人工湿地 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种多介质生物接触垂直复合潜流人工湿地，包括预处理单元（1），在预处理单元（1）之后依次连通有湿地配水间（2）、上行流湿地（3）和下行流湿地（4），所述上行流湿地（3）顶部高于下行流湿地（4）顶部；所述上行流湿地（3）底部设有配水系统，所述下行流湿地（4）底部设有收水系统；所述配水系统和收水系统上方由下至上均依次设有承托层（5）、过渡层（6）、反应层（7）、多介质填料过滤层（8）以及湿地植物层（9），且由上至下各层物料粒径逐渐减小。该系统将人工湿地设计分为二段，前段为上行流湿地，后段为下行流湿地，处理效果好，成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种污水处理领域，特别指适合于小城镇污水处理，农村生活污水处理以及城镇污水和工业废水的深度处理的多介质生物接触垂直复合潜流人工湿地。
背景技术
目前，人工湿地污水处理系统已经在我国得到了迅速发展。与常规活性污泥法相比，人工湿地利用了自然生态系统中的物理、化学和生物等协同作用实现污水的净化，具有投资省、运行费用低、维护技术水平低和能耗低等特点。
根据污水在湿地中水面位置和水流方向的不同，人工湿地可分为表面流型人工湿地和潜流型人工湿地。
表面流型人工湿地，水面位于湿地填料层以上，水流量推流式前进，污水从入口以一定速度缓慢流过湿地表面，部分污水或蒸发或渗入地下，出水由溢流汇流出。近水面部分为好氧层，较深部分及池底通常为厌氧层。表面流型人工湿地多应用于生活污水和工业废水的深度处理。
潜流型人工湿地又分水平潜流式湿地和垂直潜流式湿地。
水平潜流式湿地，水流从进口起在植物根系层中沿水平方向缓慢流动，出水处设集水装置。由于该系统中好氧生化反应所需氧气主要来自大气复氧，数量不足，因而导致脱氮效率不高。但对BOD、COD和重金属的去除效果尚可。
垂直潜流式湿地，水流方向和植物根系层呈垂直状态，出水收集系统一般在湿地底部，与水平潜流型相比，其作用在于提高了氧向污水中及填料中的转移效率。由于其表面为渗透性较好的土壤层或砂层，水力负荷一般较高，其对N、P去除效果较好，但对SS去除率则较差。
上述两种人工湿地均设置有两层介质滤料，只能应用于处理污染物浓度较低的污水。
由于水平潜流式湿地和垂直潜流式湿地在实际运行中存在着上述缺点，因此有必要进行改进。
实用新型内容
本实用新型旨在解决上述人工湿地在工程实际应用中存在的问题，提供一种预处理→上行流湿地→下行流湿地→集水出水结构、低投入、低运行成本、效率高的的多介质生物接触垂直复合潜流人工湿地。
为了达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
多介质生物接触垂直复合潜流人工湿地，包括预处理单元，在预处理单元之后依次连通有湿地配水间、上行流湿地和下行流湿地，所述上行流湿地底部设有配水系统，所述下行流湿地底部设有收水系统；所述湿地配水间与上行流湿地底部的配水系统连通，所述上行流湿地顶部与下行流湿地顶部连通，且上行流湿地顶部高于下行流湿地顶部；所述配水系统和收水系统上方由下至上均依次设有承托层、过渡层、反应层、多介质填料过滤层以及湿地植物层，且由上至下各层物料粒径逐渐减小，所述下行流湿地的过滤层厚度是上行流湿地过滤层厚度的1.5-2倍。
优选方案：所述承托层的厚度为30-120mm，所述过滤层的厚度为50-100mm，所述反应层的厚度为150-250mm，所述多介质填料过滤层的厚度为600-800mm。
所述配水系统包括配水总管、钢槽和配水支管；所述上行流湿地和下行流湿地底部设有管沟，所述配水总管设置在所述管沟内，所述钢槽设置与配水总管上方并与配水总管连通；所述钢槽两边分别设置有多根配水支管。
优选方案：所述配水支管侧壁上设有出水孔，孔径为5-10mm，孔间距为200-300mm。
优选方案：所述湿地配水间底部设有湿地配水泵，通过湿地配水泵与上行流湿地底部配水系统的配水总管连通。
优选方案：所述承托层的粒径为30-70mm。
优选方案：所述多介质填料过滤层的粒径为4-10mm。
优选方案：所述下行流湿地的过滤层厚度是上行流湿地过滤层厚度的2倍。
优选方案：所述上行流湿地和下行流湿地底部设有防渗膜，且所述防渗膜，位于承托层以下。
优选方案：所述收水系统的结构与所述配水系统的结构相同。
所述的上行流湿地和下行流湿地组成多介质生物接触垂直复合潜流人工湿地，填料为多介质生物接触填料。目前，对垂直潜流人工湿地的应用和填料的研究较少，填料层多采用单一介质，本实用新型采用多介质填料层，所述多介质填料层优选由卵石、煤渣、石灰石和土壤组成，其比例优选为各占四分之一。
上行流湿地和下行流湿地各层物料从底部往上粒径由粗到细排列。当待处理污水首先进入上行流湿地时，滤床下层粗填料起着一个被人忽视的作用，即污水在最下层最粗填料中进行着异向生物接触絮凝，从而使杂质颗粒增大，反过来又加速了颗粒的沉降速度，提高了处理效率。上行流湿地的“承托层”所起到的作用远非支承填料和配水，它如一个大的浅层反应沉淀池，它参与截污，截污量非常乐观（在有机玻璃滤柱中，直观明了）。同时，它对于进入填料滤床中所起的生物接触絮凝作用不亚于正规的生化反应池。上行流湿地的水流由下往上，污水由粒径大的填料部位（孔隙也大）流入，由粒径小的填料部位（孔隙也小）流出，是填料滤层吸附表面积得以最大限度的被利用，从而提高水处理效果，起粗处理作用。然后经过下行流湿地，起精处理作用。
本实用新型是通过物理、化学及生化反应三重协同作用净化污水。其填料中微生物种群在污水净化过程中起着重要的作用，主要的生物化学反应大多是在微生物和酶的作用下进行的。由于本实用新型的微生物极其丰富，这为污水处理系统提供了足够的分解者，微生物对污水中的主要特征污染物，如COD、BOD、TN、TP具有显著的去除效果；同时利用微生物内源呼吸原理，在人工湿地内部微生物增殖与消解达到平衡，实现人工湿地系统污泥的零排放。
本实用新型的有益效果是：将人工湿地设计分为二段，前段为上行流湿地，后段为下行流湿地。根据功能的不同其内部结构分别为承托层、过渡层、反应层、填料过滤层，并且采用多介质填料。运行时，水流方向为垂直流。形成多介质生物接触垂直潜流人工湿地。在对污水进行处理时，前段的上行流湿地为高负荷运行，起粗处理的作用，后段的下行流湿地为低负荷运行，起精处理的作用。
本实用新型适用于小城镇污水处理、农村生活污水处理以及城镇居民生活污水和工业废水的深度处理。
附图说明
图1为本实用新型的多介质生物接触垂直复合潜流人工湿地平面结构图；
图2为图1的A-A局部剖面图；
图3为图1的B-B剖面图；
图中
1-预处理单元；2-湿地配水间；2a-湿地配水泵；2b-泵压管；3-上行流湿地；3a（4a）-管沟；3b-配水总管；3c（4c）-钢槽；3d-配水支管；3e（4e）-防渗膜；4b-收水总管；4d-收水支管；5-承托层；6-过渡层；7-反应层；8-多介质填料过滤层；9-湿地植物层；10-中间隔墙；10a-过水孔；11-出水管。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步的说明。
实施例1
如图1、图2、图3所示，本实用新型所述的多介质生物接触垂直复合潜流人工湿地，包括：依次连通的预处理单元1、湿地配水间2、上行流湿地3、下行流湿地4，所述上行流湿地3底部设有配水系统，所述下行流湿地4底部设有收水系统；所述湿地配水间2与上行流湿地3底部的配水系统连通，所述上行流湿地3顶部与下行流湿地4顶部连通，且上行流湿地3顶部高于下行流湿地4顶部；所述配水系统和收水系统上方由下至上均依次设有承托层5、过渡层6、反应层7、多介质填料过滤层8以及湿地植物层9，且由上至下各层物料粒径逐渐减小，所述下行流湿地4的过滤层厚度是上行流湿地3过滤层厚度的1.5-2倍。
详细实例：
所述的预处理单元1含有格栅和沉砂池。
所述的湿地配水间2内设置有湿地配水泵2a及泵压管2b。
所述的上行流湿地3由底部往上设置有防渗膜3e、配水总管3b、钢槽3c。钢槽3c焊接于配水总管3b上部，并且连通。钢槽3c两边分别焊接有N根配水支管3d。配水支管3d两边则沿水平方向交错开有𝟇5mm孔口，其间距为200mm。配水总管3b设置在底部的管沟3a内。配水支管3d再依次往上分别敷设有承托层5，厚度为150mm，粒径为32～64mm；过渡层6，厚度为50mm，粒径为16～32mm；反应层7，厚度为200mm，粒径为8～16mm[承托层5、过渡层6、反应层7的材质均为卵石或砾石]；多介质填料过滤层8，厚度为800mm，粒径为4～8mm，材质为卵石、煤渣、石灰石和土壤其比例为各占四分之一；湿地植物层9石菖蒲、风车草、常绿鸢尾、美人蕉。
所述的下行流湿地4由顶面往下设置有湿地植物层9、多介质填料过滤层8，厚度600mm，粒径为5～10mm，材质为卵石、煤渣、石灰石和土壤其比例为各占四分之一；反应层7，厚度为200mm，粒径为8～16mm；过渡层6，厚度为100mm，粒径为16～32mm，承托层5，厚度为120mm，粒径为32～64mm；[承托层5、过渡层6、反应层7的材质均为卵石或砾石]。再往下设置有钢槽4c，钢槽4c两边分别焊接有N根收水支管4d，收水支管4d两边沿水平方向交错开有𝟇10mm孔口，其间距为300mm。钢槽4c焊接于收水总管4b上部，并且连通。收水总管4b设置在底部的管沟4a内。最底部设置有防渗膜4e。
所述的下行流湿地4的底部设置有出水管11。上行流湿地3和下行流湿地4中间用中间隔墙10分开，中间隔墙上部开有过水孔10a。处理达标后的水经出水管11排放。
应用：
利用本实用新型处理某小城镇居民生活污水
人工湿地近期工程构筑物按5000立方米/天规模设计，预留远期处理用地。原污水经生物膜池进行预处理，处理BOD5含量去除率为60～90%（取80%），经计算后流入本实用新型的BOD5含量为原来的20%，污水中BOD5含量：
污水厂污水中BOD5含量：160mg/L
经生物膜池预处理后BOD5含量：32mg/L
流入本实用新型的BOD5含量：32mg/L
流出本实用新型的BOD5含量：20mg/L
人工湿地面积：5414㎡
总停留时间20.9h
污水处理厂进、出水水质如下：
Claims (9)
1.多介质生物接触垂直复合潜流人工湿地，包括预处理单元（1），其特征是，在预处理单元（1）之后依次连通有湿地配水间（2）、上行流湿地（3）和下行流湿地（4），所述上行流湿地（3）底部设有配水系统，所述下行流湿地（4）底部设有收水系统；所述湿地配水间（2）与上行流湿地（3）底部的配水系统连通，所述上行流湿地（3）顶部与下行流湿地（4）顶部连通，且上行流湿地（3）顶部高于下行流湿地（4）顶部；所述配水系统和收水系统上方由下至上均依次设有承托层（5）、过渡层（6）、反应层（7）、多介质填料过滤层（8）以及湿地植物层（9），且由上至下各层物料粒径逐渐减小，所述下行流湿地（4）的过滤层厚度是上行流湿地（3）过滤层厚度的1.5-2倍。
2.根据权利要求1所述多介质生物接触垂直复合潜流人工湿地，其特征是，所述承托层（5）的厚度为30-120mm，所述过滤层（6）的厚度为50-100mm，所述反应层（7）的厚度为150-250mm，所述多介质填料过滤层（8）的厚度为600-800mm。
3.根据权利要求1所述多介质生物接触垂直复合潜流人工湿地，其特征是，所述配水系统包括配水总管（3b）、钢槽（3c）和配水支管（3d）；所述上行流湿地（3）和下行流湿地（4）底部设有管沟（3a），所述配水总管（3b）设置在所述管沟（3a）内，所述钢槽（3c）设置与配水总管（3b）上方并与配水总管（3b）连通；所述钢槽（3c）两边分别设置有多根配水支管（3d）。
4.根据权利要求2所述多介质生物接触垂直复合潜流人工湿地，其特征是，所述配水支管（3d）侧壁上设有出水孔，孔径为5-10mm，孔间距为200-300mm。
5.根据权利要求1-4之一所述多介质生物接触垂直复合潜流人工湿地，其特征是，所述湿地配水间（2）底部设有湿地配水泵（2a），通过湿地配水泵（2a）与上行流湿地（3）底部配水系统的配水总管（3b）连通。
6.根据权利要求1-4之一所述多介质生物接触垂直复合潜流人工湿地，其特征是，所述承托层（5）的粒径为30-70mm。
7.根据权利要求1-4之一所述多介质生物接触垂直复合潜流人工湿地，其特征是，所述多介质填料过滤层（8）的粒径为4-10mm。
8.根据权利要求1-4之一所述多介质生物接触垂直复合潜流人工湿地，其特征是，所述上行流湿地（3）和下行流湿地（4）底部设有防渗膜（3e），且所述防渗膜（3e），位于承托层（5）以下。
9.根据权利要求1-4之一所述多介质生物接触垂直复合潜流人工湿地，其特征是，所述收水系统的结构与所述配水系统的结构相同。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 410000 Hunan province Changsha hi tech Development Zone, Lu Tin Road No. 8 Building 2030 unit 5 Oaks Patentee after: HUNAN AIRBLUER ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 410015 Hunan province Changsha labor Road No. 208 Metro landmark Valin 4A layer Patentee before: HUNAN AIRBLUER ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140924 |
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| CX01 | Expiry of patent term |