CN206607080U - 一种基于聚氨酯泡沫的人工湿地 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于聚氨酯泡沫的人工湿地，包括上部开口的过滤系统，所述过滤系统上部设置有一水平的盖板；所述过滤系统内盖板下填充有聚氨酯泡沫，所述过滤系统的上游设置有进水口，过滤系统的下游设置有出水口；所述盖板在过滤系统内可实现上下浮动。本实用新型的人工湿地，通过控制盖板位置，使填料上浮保证水位处于冰线以下，聚氨酯泡沫处于冰线以上，在污水与盖板间形成保温层，避免外部低温环境影响系统中植物与微生物生长，防止热量散失，解决湿地“受寒冷气候约束”的问题。

Description

一种基于聚氨酯泡沫的人工湿地

技术领域

本实用新型属于污水处理技术领域，涉及人工湿地，具体涉及一种基于聚氨酯泡沫的人工湿地。

背景技术

人工湿地作为一种最经济合理、环保高效的污水处理技术，在国内外均被采纳引用。目前我国在人工湿地技术方面取得了一些成就，其中应用最广泛的途径是湿地公园，其中在工业废水的处理上也有应用，但是效果略差。现有的人工湿地主要是主要以沸石、岩石等为填料。使用的这些填料最大的缺点就是质量太重，不方便装卸，填料一经放进湿地系统中，变成了永久性的放置。湿地一旦堵塞，无法修复，无法清理污泥，整个湿地并完全报废。在运行管理方面，湿地一旦设计试运行后，便无人管理，植物方面也无人收割打理。所以造成对污水中的有机物去除率极低，甚至带来了二次污染。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于聚氨酯泡沫的人工湿地，采用废弃物聚氨酯泡沫为填料，变废为宝，更重要的是达到了对有机物的有效去除，解决现有技术中存在的填料吸附性低、质量重、孔隙率小、“污泥易淤积、易饱和”及“受寒冷气候约束”等问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种基于聚氨酯泡沫的人工湿地，包括上部开口的过滤系统，所述过滤 系统上部设置有一水平的盖板；所述过滤系统内盖板下填充有聚氨酯泡沫，所述过滤系统的上游设置有进水口，过滤系统的下游设置有出水口；所述盖板在过滤系统内可实现上下浮动。

所述过滤系统的底部设置有多个楔形机构，所述楔形机构的水平截面呈等边梯形，每个楔形机构上安装有一竖杆，盖板上加工有通孔使得盖板可穿过竖杆。

所述进水口处和出水口处均连接有弯管。

所述过滤系统的下游底部设置有污泥排出口。

本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

1、本实用新型以聚氨酯泡沫作为人工湿地的填料，在整个湿地的工艺中，从基质的填埋方式来看，泡沫的填充极其简单，成本低，不会对植物根系有破坏。从水质的危害来看，聚氨酯泡沫具有较强的化学稳定性、难降解、不溶解的特性，人工湿地对污水中污染物(主要有COD、P、N等)的去除有一大部分是通过填料的吸附作用完成的。

2、本实用新型的人工湿地，通过控制盖板位置，使填料上浮保证水位处于冰线以下，聚氨酯泡沫处于冰线以上，在污水与盖板间形成保温层，避免外部低温环境影响系统中植物与微生物生长，防止热量散失，解决湿地“受寒冷气候约束”的问题。

附图说明

图1是本实用新型人工湿地主视透视图(为了直观看到内部聚氨酯泡沫及楔形机构)。

图2是采用本实用新型对总磷的去除曲线图。

图3是采用本实用新型对总氮的去除曲线图。

图4是采用本实用新型对TOC的去除曲线图。

图中各标号的含义为：

1—过滤系统，2—盖板，3—聚氨酯泡沫，4—进水口，5—出水口，6—楔形机构，7—竖杆，8—污泥排出口。

以下结合附图对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

人工湿地利用生态系统中的物理、化学和生物的三重作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等手段来实现对污水的高效净化处理系统。但是根据发明人目前调研的人工湿地的实际运行现状来看，并没有达到对污水的深度净化，反而适得其反。人工湿地主要存在的问题有：从地域上看，在我国，南北跨越比较大，人工湿地的运行状况跟地域关系非常大。北方到冬天，人工湿地过冬非常困难，人工湿地一旦过不了冬，大量植物有机物在湿地腐败，很容易造成二次污染。而且二次污染的程度非常严重，基本上是不可恢复的，除非将人工湿地重新拿翻填。人工湿地不是低成本的处理工艺，在人力成本日益增长和土地资源日益紧张的今天，人工湿地已失去其优势了。之所以天然的湿地能够净化水体是在非常庞大的生态体系及生物链中完成的，天然湿地庞大完整的生态体系及生物链不是可以简简单单一个纯人工湿地就能模仿建成的，只有依附于原有保留的天然湿地，人工 进行保护与扩大形成的半人工半天然湿地才真正具有污染处理优势。

本实用新型人工湿地依据单元池中植物、微生物、填料的生物、化学、物理三重协同作用，处理污水和污泥。

实施例1：

遵从上述技术方案，如图1所示，本实施例给出一种基于聚氨酯泡沫的人工湿地，包括上部开口的过滤系统1，过滤系统1上部设置有一水平的盖板2；盖板2下填充有聚氨酯泡沫3，过滤系统1的上游设置有进水口4，下游设置有出水口5。

所述盖板2在过滤系统1内可实现上下浮动。盖板2的上下浮动控制有多种实现方式，例如，在过滤系统1的两侧壁上设置杠杆，杠杆与盖板2相连，通过人工移动杠杆来控制盖板2上下移动；或者可以在过滤系统1的两侧壁上各加工一竖向槽，竖向槽内壁上加工成锯齿状，盖板2上两端设置有横杆，横杆可架在锯齿上，通过横杆在锯齿上架设位置的不同来控制盖板2的上下移动。在寒冷的条件下，本系统的保温是通过控制盖板2位置，使填料上浮保证水位处于冰线以下，聚氨酯泡沫3处于冰线以上，在污水与盖板2间形成保温层(约为单元池中泡沫体积的1/3)，避免外部低温环境影响系统盖板2上植物与微生物生长，防止热量散失，从而达到保温的目的。

过滤系统1的底部设置有多个楔形机构6，楔形机构6的水平截面呈等边梯形，每个楔形机构6上安装有一竖杆7，盖板2上加工有通孔使得盖板2可穿过竖杆7。所述过滤系统1的下游底部设置有污泥排出口8用于排出污泥。本系统采用盖板2的上下浮动式清淤方式：盖板2位置上移，聚氨酯泡沫3发生运动，与楔形机构6的挤压、碰撞、摩擦使其表面与内部污染物传递到 外部，楔形机构6利于污泥滑落，污泥重力沉降下来，通过过滤系统下设置的污泥管进行污泥收集，再通过污泥排出口排出。

所述进水口4处和出水口5处均连接有弯管，根据连通器原理，弯管的高度决定水位高度，通过改变盖板2位置和摆动弯管角度来控制液位高度。

本系统的使用步骤为：

本系统在试运行前，填入聚氨酯泡沫与活性污泥，通入一段时间原水倒膜，聚氨酯泡沫成功挂膜，进入正常运行阶段。控制进出水水量，原水经过聚氨酯泡沫，其中颗粒物经过滤留在聚氨酯泡沫表面与间隙，COD等有机物经泡沫截留，过滤，以及微生物的吸收得到脱除，而含氮无机物通过微生物硝化，反硝化作用得到清除，含磷无机物主要通过多方面协调作用得到去除，包括泡沫沉淀，植物吸收，以及微生物的积累。经过植物，填料，微生物的共同作用，该水平潜流人工湿地装可保证一定出水水质。

实施例2：

本实施例基于实施例1的方法，如图2-4，取西安兴庆公园里的景观水，没有配加任何污染物来增强数据效果。在使用本装置后，有了一定的处理效果，其对污水的处理效果用出水浓度来表示，如图,2所示，本系统对总磷的去除效果较好，进水浓度0.325mg/L-0.35mg/L。而在10天生态反应平衡后，出水口的总磷浓度仅为0.20mg/L-0.22mg/L，去除率为55.3％。如图3，水体中的有机碳可能更多来自于内源，如植物的凋落组织，总氮移出湿地系统的途径主要有反硝化作用和植物收割。在7天前，去除率变化不大，主要是因为微生物的同化作用还未达到最强，植物的内源污染较低。在7天后，由于湿地系统的挂膜较多，微生物同化作用增强，所以出水浓度连续下降，表现为 较强的去除率。原水浓度在4.87mg/L-5.14mg/L，出水浓度在2.41mg/L-2.44mg/L，去除率为51.2％。在装置在运行了大概15天左右，出水浓度维持在2.40mg/L不变，此时是因为湿地系统处于平衡状态，整个湿地的微生物处于饱和状态，故出水浓度维持不变。如图,4，TOC的进水浓度在第2-7天内几乎保持稳定，其中进水浓度在第4天中相对较高为22.65mg/L；随后曲线出现急剧下降，大概在第16天左右降到最低并且以后保持平衡不变为7.31mg/L，TOC去除率为69.8％。一般认为，人工湿地对对TOC的进水浓度影响较大。此湿地系统在7天进水浓度保持稳定，所以去除率也保持基本稳定，主要是因为系统中的微生物还未发挥作用或同化作用很弱。微生物正处于成长阶段，同时植物根系不够发达，光合作用太弱，所释放氧气量浓度太低，导致微生物繁殖很慢。

并且微生物附着场所太小也是影响生物反应的一个主要原因。在第7天以后，微生物发挥主要作用，致使出水浓度急剧下降，去除率明显提高。

Claims (4)

1.一种基于聚氨酯泡沫的人工湿地，其特征在于，所述人工湿地包括上部开口的过滤系统(1)，所述过滤系统(1)上部设置有一水平的盖板(2)；

所述过滤系统(1)内盖板(2)下填充有聚氨酯泡沫(3)，所述过滤系统(1)的上游设置有进水口(4)，过滤系统(1)的下游设置有出水口(5)；

所述盖板(2)在过滤系统(1)内可实现上下浮动。

2.如权利要求1所述人工湿地，其特征在于，所述过滤系统(1)的底部设置有多个楔形机构(6)，所述楔形机构(6)的水平截面呈等边梯形，每个楔形机构(6)上安装有一竖杆(7)，盖板(2)上加工有通孔使得竖杆(7)可穿过盖板(2)。

3.如权利要求1所述人工湿地，其特征在于，所述进水口(4)处和出水口(5)处均连接成弯管。

4.如权利要求1所述人工湿地，其特征在于，所述过滤系统(1)的下游底部设置有污泥排出口(8)。