CN205151906U - 人工湿地污水处理系统以及箱体 - Google Patents

人工湿地污水处理系统以及箱体 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种生态技术处理污水的装置,尤其涉及人工湿地污水处理系统以及箱体。整个污水处理系统由四类不同功能的箱体组合而成,箱体由塑料制作,箱体由底面和四个侧面构成,四个侧面中有相对的两个有孔的侧面和无孔的两个侧面,箱体有孔侧与相邻箱体的有孔侧面连接,与污水流动的方向一致。箱体内承载不同层的填料,包括营养层、过滤层、排水层,达到污水处理目的。这种污水处理装置易于检测、维修和局部更换,并具有建设周期短、节省面积、造价较低、可稳定运行的优点。

Description

人工湿地污水处理系统以及箱体
技术领域
本实用新型涉及一种生态技术处理污水的装置,尤其涉及人工湿地污水处理系统以及箱体。
背景技术
人工湿地是通过模拟自然湿地而人为设计和建造的具有可控性和工程化特点,以基质、植物及微生物协同通过物理、化学和生物作用进行污水处理的自然生态系统(汪宝贞,王琳.水污染治理新技术[M].北京:科学出版社,2004.)。人工湿地利用基质、植物和微生物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用,通过过滤、吸附、共沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对废水的高效净化,同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环,促进绿色植物生长并使其增产,实现废水的资源化与无害化(籍国东,孙铁珩,李顺.人工湿地及其在工业废水处理中的应用[J].应用生态学报,2002,3(2):224-228)。人工湿地污水处理系统具有出水水质较为稳定、对营养物质去除能力强、基建和运行费用低、技术含量低、维护管理方便、耐冲击负荷强、适于处理间歇排放的污水和具有美学价值等优点(张清.人工湿地的构建与应用[J].湿地科学,2011,9(4):373-379)。无论是发达国家还是发展中国家,人工湿地在城市生活废水中已经得到广泛的应用,最近发达国家已将重点转移到应用人工湿地处理特殊工业废水。1999年以来,美国石油局建立了一系列项目,全面开展人工湿地处理石油废水的研究与应用.加拿大和澳大利亚的研究人员对人工湿地处理炼油废水的可行性进行了深入的研究,并在20世纪90年代的10年间,将人工湿地成功应用于石油化学工业各个环节的废水处理,取得很好环境效益的同时,也为类似废水的处理提供了一条新途径;在欧洲、澳大利亚较多采用的是潜流人工湿地工艺,丹麦、德国、英国每个国家都至少有200个系统在运行(吴树彪,董仁杰.人工湿地污水处理应用与研究进展[J].水处理技术.2008,(8):5-10)。近20多年来,中国利用人工湿地技术处理污水净化方面做出很多尝试,并取得良好的效果,1990年7月深圳市白泥坑建立第一座人工湿地污水处理系统,至今仍在运行,其后的20多年中,这项技术在全国各地逐渐推广,并在实践中探索多种样式和类型的尝试,取得了不少成功的案例和实验数据。
人工湿地的一般工艺流程包括预处理、水生植物池和集水排水3大部分(李寒娥.人工湿地系统在我国污水处理中的应用[J].环境污染治理技术与设备,2004,5(7):9-12.)。根据污水在湿地床中流动的方式,可将人工湿地分为3种类型:垂直流人工湿地、潜流式人工湿地和表面流人工湿地(蔡佩英,马祥庆.人工湿地污水处理技术研究进展[J].亚热带水土保持,2008,20(1):8-11.)。
垂直流人工湿地主要用于处理氨氮含量高的污水,污水从湿地表面纵向流向填料床的底部,且体积负荷较小,对介质要求严格,建造费用高,水流容易堵塞(詹德吴,吴振斌,张晟,等.堵塞对复合垂直流湿地水力特征的影响[J].中国给水排水,2003,19(2):1-4.)不利于推广使用。潜流式人工湿地由一个或多个填料床组成,污水从一端水平流过填料床到另一端。是应用最为广泛的一种类型,但潜流式人工湿地运行不稳定、检测困难、不易更换、容易发生堵塞现象,影响系统的可持续利用(RyszardB,SedzideMB.SoilcloggingPhenomenainConstructedWetlandswithSubsurfaceFlow[J].Wat.Sci.Tech.,1997,35:183-188.)。表面流人工湿地。这种类型的人工湿地和自然湿地类似,废水从湿地表面流过。但占地面积较大,水力负荷率较小,去污能力有限。这种类型的湿地系统的运行受气候影响较大,夏季有孳生蚊蝇的现象(籍国东,孙铁珩,李顺.人工湿地及其在工业废水处理中的应用[J].应用生态学报,2002,3(2):224-228)。
发明内容
发明的目的:为了提供一种效果更好的人工湿地污水处理系统以及箱体,具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。
为了达到如上目的,本发明采取如下技术方案:
方案一:
人工湿地污水处理箱体,其特征在于,包含箱体,箱体为立方体,箱体由底面和四个侧面构成,四个侧面中有相对的两个有孔的侧面和无孔的两个侧面,箱体有孔侧与相邻箱体的有孔侧的面能够连接。
本实用新型进一步技术方案在于,所述箱体为塑料。
方案二:
人工湿地污水处理系统,其特征在于,用箱体为单元,用箱体组合的方法建造人工湿地污水处理系统,箱体为立方体,箱体由底面和四个侧面构成,四个侧面中有相对的两个有孔的侧面和无孔的两个侧面,箱体有孔侧与相邻箱体的有孔侧的面能够连接;箱体组合分为三个部分:污水预处理箱体组合区、污水处理组合区和处理后排水箱体组合区,污水预处理箱体组合区设有栅格,格栅能够过滤污水;污水处理组合区为污水净化部分,污水净化部分为处理后排水箱体组合区,其为净化后的水临时存放的区域,该区安装有污水出水管。
本实用新型进一步技术方案在于,所述污水处理组合区包含细砂过滤箱体组合区,其的箱体内部有细砂。
本实用新型进一步技术方案在于,所述细砂过滤箱体组合区边侧包含污水处理箱体组合区,污水处理箱体组合区的箱体从上到下包含细砂组合层、粗砂组合层、细石层;细砂组合层为细砂、粘土以及泥炭土的混合层;粗砂组合层为粗砂和矿渣或者炉灰渣的混合层。
采用如上技术方案的本实用新型,相对于现有技术有如下有益效果:根据污水质和流量的需求,将人工湿地以箱体为单元组合成不同几何形状的人工湿地易于检测、易于局部更换、运行稳定;具体来说分为以下几个方面,(1)工厂化生产降低成本,积木式模块化安装缩短施工周期,见效快。(2)通过箱体编号,对各个箱体的水质监测,可有目标的维修与更换,保证系统稳定运行。(3)根据污水量和污水主要污染物成分,通过箱体的水平、重叠和高程的不同组合,可实现各种人工湿地形式的复合排污功能,应用于各种小规模的污水处理。(4)节省施工面积,降低施工造价。
附图说明
为了进一步说明本发明,下面结合附图进一步进行说明:
图1为本实用新型组合的平面图;
图2为本实用新型组合的半剖面图;
图3为箱体俯视平面图;
图4为箱体横向立面图;
图5为箱体纵向立面图;
图6为A-A向的剖面图;
图7为B-B向的剖面图;
图8为箱体底背面平面图;
图9为箱体内部种植植物的结构示意图;
图10为箱体内部分层的结构示意图;
其中:1.污水进水管;2.污水出水管;3.污水处理组合区;4.箱体;5.污水预处理箱体组合区;6.格栅;7.处理后净水箱体组合;8.细砂过滤箱体组合区;9.污水处理箱体组合区;10.箱体;11.吊装孔;12.透水孔;13.箱体;14.加强筋;15.细砂组合层;16.粗砂组合层;17.细石层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行说明,实施例不构成对本发明的限制:
人工湿地污水处理系统,其特征在于,用箱体为单元,用箱体组合的方法建造人工湿地污水处理系统,箱体为立方体,箱体由底面和四个侧面构成,四个侧面中有相对的两个有孔的侧面和无孔的两个侧面,箱体有孔侧与相邻箱体的有孔侧的面能够连接;箱体组合分为三个部分:污水预处理箱体组合区、污水处理组合区和处理后排水箱体组合区,污水预处理箱体组合区设有栅格,格栅能够过滤污水;污水处理组合区为污水净化部分,污水净化部分为处理后排水箱体组合区,其为净化后的水临时存放的区域,该区安装有污水出水管。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下:水流直接经过污水预处理箱体组合区进行过滤,过滤后进入污水净化部分进行处理,污水净化部分包含多种方式,净化后直接进入处理后排水箱体组合区进行排出,箱体作为单体,能灵活组合,适应各种地形和环境。(1)直接采用箱体规模化生产,工厂化生产降低成本,积木式模块化安装缩短施工周期,见效快。(2)能够通过对箱体编号,对各个箱体的水质监测,可有目标的维修与更换,保证系统稳定运行。(3)根据污水量和污水主要污染物成分,通过箱体的水平、重叠和高程的不同组合,可实现各种人工湿地形式的复合排污功能,应用于各种小规模的污水处理。(4)节省施工面积,降低施工造价。
用以人工湿地箱体为单元,用箱体组合的方法建造人工湿地污水处理系统。箱体组合分为三个部分:污水预处理箱体组合区、污水处理箱体组合区和处理后排水箱体组合区(图1-2)。污水预处理箱体组合区设有栅格,清理无水肿的大型垃圾和杂物解决污水;污水处理箱体组合区是污水处理的主体部分,污水通过该区,通过物理、化学和微生物的处理得到净化;处理后排水箱体组合区是净化后的水临时存放的区域,该区安装出水口流出系统。人工湿地箱体由塑料制作,规格为1m×1m×1m的立方体,箱体由底面和四个侧面构成,四个侧面中有相对的两个有孔的侧面和无孔的两个侧面,箱体有孔侧与相邻箱体的有孔侧面连接,与污水流动的方向一致(图3-8)。在箱体内承载不同层的填料,包括营养层、过滤层、排水层,达到污水处理目的(图9-10)。细砂组合层为细砂、粘土以及泥炭土的混合层;粗砂组合层即为营养层、过滤层、排水层。
图1是潜流型箱体组合人工湿地污水处理系统平面图,污水首先进入预处理箱体,经过过滤篦子,过滤篦子即格栅,将较大的杂物过滤并人工清除;接着进入粗砂过滤箱体组合区进行简单的物理净化,过滤掉污水中较大的颗粒;然后进入潜流箱体组合人工湿地区,通过这个区域的污水经过物理、化学、生物的作用使污水得到净化;净化后的水进入处理后箱体,通过排水管最后排出处理系统。
图2是潜流型箱体组合人工湿地污水处理系统立面图。图1和图2中,在污水前期处理过程中,使用一定时期后会出现堵塞而影响过水速度和去污能力。在这种情况下,通过对箱体单元检测后,有真随性的局部更换箱体加以解决,这是本新型实用技术的核心内容。
图3-8是潜流型箱体组合人工湿地中箱体构造图。箱体采用耐腐蚀的塑料制作,箱体厚度为6mm,箱体4个立面中由2个相对立面有间距50mm、直径16mm的孔,使污水在箱体间通过,箱体各个面和底部设有3道宽100mm厚30mm的加固筋,并在箱体上部中间的筋设有直径30mm吊装孔,便于箱体安装和更换。
图9-10是人工湿地箱体填料结构图,图中植物根据气候情况选择适合当地生长的水生和湿生植物如芦苇、菖蒲等,填料的上层300mm为植物生长的营养层,以细砂、粘土和泥炭土1:1:1合成;中层300mm为轻质的矿渣或灰渣与粗砂构成,用于植物根系生长吸收和微生物吸收转化;下层320mm为细石层,主要作用是过滤和让水通过。
粗砂是砂土中砾粒含量不大于25%,而粒径大于0.5毫米的含量超过总质量50%的砂。
细砂是指细小颗粒组成的砂,【finesand】由直径0.1―0.25毫米之间的颗粒组成的砂。
开创性地,以上各个效果独立存在,还能用一套结构完成上述结果的结合。图中未示出部分细节。
需要说明的是,本专利提供的多个方案包含本身的基本方案,相互独立,并不相互制约,但是其也可以在不冲突的情况下相互组合,达到多个效果共同实现。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的范围内。

Claims (4)

1.人工湿地污水处理箱体,其特征在于,包含箱体,箱体为立方体,箱体由底面和四个侧面构成,四个侧面中有相对的两个有孔的侧面和无孔的两个侧面,箱体有孔侧与相邻箱体的有孔侧的面能够连接。
2.如权利要求1所述的人工湿地污水处理箱体,其特征在于,所述箱体为塑料。
3.人工湿地污水处理系统,其特征在于,用箱体为单元,用箱体组合的方法建造人工湿地污水处理系统,箱体为立方体,箱体由底面和四个侧面构成,四个侧面中有相对的两个有孔的侧面和无孔的两个侧面,箱体有孔侧与相邻箱体的有孔侧的面能够连接;箱体组合分为三个部分:污水预处理箱体组合区、污水处理组合区和处理后排水箱体组合区,污水预处理箱体组合区设有栅格,格栅能够过滤污水;污水处理组合区为污水净化部分,污水净化部分为处理后排水箱体组合区,其为净化后的水临时存放的区域,该区安装有污水出水管。
4.如权利要求3所述的人工湿地污水处理系统,其特征在于,所述污水处理组合区包含细砂过滤箱体组合区,其的箱体内部有细砂。
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