CN208747865U - 利用多重湿地植被群落的污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种利用多重湿地植被群落的污水处理系统，包括依次相连的前置湿地池、格栅井、调节池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、第一水质监测井、进水池、螺旋式湿地池、出水池、第二水质监测井；所述螺旋式湿地池包括观光塔，观光塔的外围设置螺旋式的池体，每层池体内种植不同的湿地植物，池体的底部根据植物的不同设置相应的生物基质，观光塔内设置电梯，观光塔的侧壁上设置透明的视窗；所述前置湿地池、格栅井、调节池从高到低排布；厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池从高到低排布。本实用新型具有结构简单、巧妙利用重力节省能源、占地面积小、效率高、适用范围广泛、景观价值等诸多优点，且使用寿命长。

Description

利用多重湿地植被群落的污水处理系统

技术领域

本实用新型涉及水处理技术领域，具体涉及一种利用多重湿地植被群落的污水处理系统。

背景技术

在人类活动和气候变化双重影响下，我国沿海、河流和湖泊的水质近年来逐渐恶化，伴随着频繁发生的赤潮、酸化、底部缺氧等生态灾害，已经为我国海岸带经济发展和人民生活水平带来不可估量的损失，并且威胁着人民的身体健康。特别的，携带大量污染物质(如氮、磷、重金属等)的城镇生活污水、工业废水和农田用水等是导致水质恶化和水体富营养化的重要污染源，其危害已引起沿海人民的普遍关注。目前诸多政府部门和科研工作者也正在为控制水体富营养化问题而付出多种尝试和努力，在建设污水处理厂的同时，也开发了诸多污水处理技术和方法。其中利用人工湿地或自然湿地进行污水处理便是其中极为热门的一种。

湿地具有极强的自净能力和净化污水的能力，被称为“地球之肾”。近年来，湿地开始被尝试用于污水处理，因其具有廉价、绿色环保等优点，而且可避免常规污水处理厂费用高、能源消耗高、运行管理复杂等缺陷，正逐渐成为一种高效的生物修复途径，受到科研人员和政府部门越来越多的重视。湿地污水处理技术利用人工或自然的湿地中陆上植被、土壤中微生物、水体中浮游生物等多圈层生态系统中的物理、化学、生物等多重过程协同作用，对污水中的杂质和有害元素进行处理，其作用机理包含滞留、过滤、吸附、氧化还原、沉淀、微生物分解、降解转化、植物吸收、残留物积累等一系列生物和化学作用，过程极为复杂；该技术如与其他污水处理技术相结合则更能增强净化能力和去污效果。因此，湿地污水处理技术往往是综合的、多元的系统性技术。同时，也需要根据污水的来源、具体性质和污染特征而采用具体的、有针对性的设计方法和处理方式。

目前的湿地污水处理技术主要存在以下问题：(1)植被和生物群落比较单一，湿地中不同的植被和生物群落具备不同的生物特性，因此在净化污水时的生物化学过程也有所不同，净化能力也是多元化的，然而以往设计常利用一种类型的湿地作为湿地池，生物群落较为单一，其净化效果有待提高。(2)占地空间较大，污水处理系统中的湿地池一般根据污水特性和污染物性质而设计，但以往设计一个共同缺陷就是平放在地表、占地空间较大，这在土地极为宝贵的城市就显得成本过高。(3)运营成本高，以往设计在湿地处理系统中较多采用机械设备，需要人员长期在线运营，即增加了能源消耗，也增加了人力成本。(4)污水处理效果不甚理想，在污水处理中，“厌氧池—缺氧池—好氧池”系统是脱氮除磷时的关键工艺，然而很多设计缺乏针对好氧池流出液体进行回流的设计，限制了“厌氧池—缺氧池—好氧池”工艺的效能发挥。

发明内容

本专利设计针对现有的湿地污水处理技术中植被较为单一、运营成本较高、污水处理效果不理想的缺点，提供一种将多重湿地生物群落相结合并利用立体螺旋式设计的新型污水处理系统，在提供节能高效的污水处理服务的同时，具有一定的观赏价值。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：

一种利用多重湿地植被群落的污水处理系统，包括依次相连的前置湿地池、格栅井、调节池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、第一水质监测井、进水池、螺旋式湿地池、出水池、第二水质监测井；

所述前置湿地池的底部设置生物基质，生物基质上生长芦苇，入水口设置在生物基质的上方，出水口设置在生物基质的下方，出水口与格栅井的入水口相连，格栅井的出水口设置在格栅井的底部与调节池相连，调节池通过水管与厌氧池的前端相连，水管上设置污水提升泵；厌氧池的出水口与缺氧池的入水口相连，缺氧池的出水口与好氧池的入水口相连，好氧池的末端与缺氧池的前端之间设置混合回流管，混合回流管上设置污水提升泵；好氧池的出水口与沉淀池相连，沉淀池与进水池相连，沉淀池与进水池之间设置第一质监测井，进水池通过水管与螺旋式湿地池的入水口相连，水管上设置污水提升泵，螺旋式湿地池的出水口与出水池相连，出水池的出水口处设置第二水质监测井，第二水质监测井连接出水管，出水管上设置阀门；

所述螺旋式湿地池包括观光塔，观光塔的外围设置螺旋式的池体，每层池体内种植不同的湿地植物，池体的底部根据植物的不同设置相应的生物基质，观光塔内设置电梯，观光塔的侧壁上设置透明的视窗；

所述前置湿地池、格栅井、调节池从高到低排布；厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池从高到低排布。

进一步的，所述螺旋式湿地池设置三层池体，上层池体内种植为菖蒲，中层池体内种植再力花，下层池体内种植莲藕。

本实用新型提供的污水处理系统具有以下有益效果：

(1)植被多样化，组合使用，对污水的净化效果更好；还具有观赏性，能够作为景观；

(2)立体螺旋式设计和阶梯式设计，利用自然重力推动水流，减少了机械设备的运用，减少了现场操作人员，起到节能降耗、降低运营成本的效果；

(3)在以往格栅井前面，增加芦苇湿地池，有效减缓水流速度，同时利用芦苇自身的过滤作用和机械阻挡作用，将较大的污水杂质阻挡在格栅井外，降低格栅井的压力。

(5)采用“好氧池末端→缺氧池前端”的混合液回流设计，能达到更好的脱氮除磷效果。

(6)在螺旋式湿地池的前端和后端，分别增加了水质监测井，利用自动水质检测仪在线检测污水处理后的效果，确保污水处理结果符合排放标准。

本实用新型充分利用多重人工/自然湿地中的多重陆上植被、土壤多重微生物、水体浮游生物等多圈层生态系统中的物理、化学、生物等多重过程协同作用，对污水中的杂质和有害元素进行处理。具有结构简单、巧妙利用重力节省能源、占地面积小、效率高、适用范围广泛、景观价值等诸多优点，且使用寿命长，具有安全可靠的性能和服务作用。

附图说明

图1为实施例污水处理系统的结构示意图。

图中：1、第一湿地池；2、格栅井；3、调节池；4、厌氧池；5、缺氧池；6、好氧池；7、沉淀池；8、第一水质监测井；9、进水池；10、螺旋式湿地池；11、出水池；12、第二水质监测井；13、混合回流管；14、观光塔；15、池体；16、阀门；17、生物基质；18、芦苇。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例

本实施例提供一种利用多重湿地植被群落的污水处理系统，如图1所示，包括依次相连的前置湿地池1、格栅井2、调节池3、厌氧池4、缺氧池5、好氧池6、沉淀池7、第一水质监测井8、进水池9、螺旋式湿地池10、出水池11、第二水质监测井12。图中的箭头表示水流方向。

前置湿地池1、格栅井2、调节池3从高到低排布；厌氧池4、缺氧池5、好氧池6、沉淀池7也是从高到低排布。这种阶梯式设计，使得各单元具有一定的高度落差，可以利用重力来促使水流自动流动，从而减少了污水提升泵的使用频率，降低了能源消耗。

前置湿地池1的底部设置生物基质17，生物基质17可满足芦苇基本生长，但氮磷含量并不丰富，生物基质上生长芦苇18，入水口设置在生物基质17的上方，出水口设置在生物基质17的下方，出水口与格栅井2的入水口相连。在格栅井2前面设置芦苇湿地池1，可有效减缓水流速度，同时利用芦苇自身的过滤作用和机械阻挡作用，将较大的污水杂质，比如泡沫塑料袋、较大的悬浮物等，阻挡在格栅井外，从而减轻格栅井的压力。

格栅井2的出水口设置在格栅井2的底部并与调节池3相连，调节池3通过水管与厌氧池4的前端相连，水管上设置污水提升泵，将污水提升至厌氧池4。厌氧池4的出水口与缺氧池5的入水口相连，缺氧池5的出水口与好氧池6的入水口相连，好氧池6的末端与缺氧池5的前端之间设置混合回流管13，混合回流管13上设置污水提升泵。采用“好氧池末端→缺氧池前端”的混合液回流设计，能达到更好的脱氮除磷效果。

好氧池6的出水口与沉淀池7相连，沉淀池7与出水池9相连，沉淀池7和出水池9之间设置第一水质监测井8，水质检测井内设置检测仪，经过检测的水通过污水提升泵调流进入出水9池。出水池9通过水管与螺旋式湿地池10的入水口相连，螺旋式湿地池8的出水口处设置第二水质监测井11，第二水质监测井11的连接出水管，出水管上设置阀门16。在螺旋式湿地池的前端和后端分别增加了水质监测井，利用自动水质监测仪在线监测污水处理情况，从而根据水质状况对水流速率、植被种类作出调整，使得污水处理效果得以保障。

螺旋式湿地池10包括观光塔14，观光塔14的外围设置螺旋式的池体15，上层池体内种植菖蒲，中层池体内种植再力花，下层池体种植莲藕，每层池体的底部根据植物的不同设置相应的生物基质。观光塔14内设置观光电梯，观光塔的侧壁上设置透明的视窗。

立体螺旋式的设计，水体自然流动，降低了能源消耗；多层结构，占地面积小；多种植被，不仅净化效果更好，还极具观赏价值，可设置成地标性建筑或观赏景点。

利用上层池体植被发育良好的根系及其根际大量增殖的微生物，快速降解污水中的有机质，使污水得以净化；中层池体中植被产生的氧气向水中扩散，使水体底部形成许多缺氧区和好氧区。在好氧区，通过附着在根系上的好氧微生物的作用，分解污水中的有机物，矿化后的一部分无机物(如氮和磷)，可被植物利用；在缺氧区，可通过反硝化作用而脱氮，使污水得以净化；下层池体进一步使污水得以净化，通过以上三次净化后，污水处理效果更加理想。

污水经湿地植被和基质微生物群落的双重过滤和生化反应，去除污水中过量氮磷硅和重金属等污染物质；从中出来的污水将汇集在出水池之中，然后经过水质监测井并通过水质检测仪实时在线进行水质取样和监测，查验污水处理效果，最后留出至出水阀。

螺旋式湿地池的层级与水体的污染情况相关，可以灵活调整，并不限于上述所述的三层。如果在经过前期“厌氧池--缺氧池--好氧池”处理后，氮、磷、有机质、重金属等有害污染元素含量仍较高，可以增加池体的层数。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种利用多重湿地植被群落的污水处理系统，其特征在于，包括依次相连的前置湿地池、格栅井、调节池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池、第一水质监测井、进水池、螺旋式湿地池、出水池、第二水质监测井；

所述前置湿地池的底部设置生物基质，生物基质上生长芦苇，入水口设置在生物基质的上方，出水口设置在生物基质的下方，出水口与格栅井的入水口相连，格栅井的出水口设置在格栅井的底部与调节池相连，调节池通过水管与厌氧池的前端相连，水管上设置污水提升泵；厌氧池的出水口与缺氧池的入水口相连，缺氧池的出水口与好氧池的入水口相连，好氧池的末端与缺氧池的前端之间设置混合回流管，混合回流管上设置污水提升泵；好氧池的出水口与沉淀池相连，沉淀池与进水池相连，沉淀池与进水池之间设置第一质监测井，进水池通过水管与螺旋式湿地池的入水口相连，水管上设置污水提升泵，螺旋式湿地池的出水口与出水池相连，出水池的出水口处设置第二水质监测井，第二水质监测井连接出水管，出水管上设置阀门；

所述螺旋式湿地池包括观光塔，观光塔的外围设置螺旋式的池体，每层池体内种植不同的湿地植物，池体的底部根据植物的不同设置相应的生物基质，观光塔内设置电梯，观光塔的侧壁上设置透明的视窗；

所述前置湿地池、格栅井、调节池从高到低排布；厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池从高到低排布。

2.根据权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述螺旋式湿地池设置三层池体，由上到下依次种植的植被为菖蒲、再力花、莲藕。