CN209890443U - 一种带曝气系统和水位控制的好氧厌氧交替式脱氮除磷人工湿地 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带曝气系统和水位控制的好氧厌氧交替式脱氮除磷人工湿地，包括高分子模块骨架，所述高分子模块骨架的内部设置有污水布水管、曝气层、土工布包裹层和挺水植物层，所述污水布水管、曝气层、土工布包裹层和挺水植物层依次从底部至顶部设置，所述高分子模块骨架的一侧通过管道连接有水流出口，所述高分子模块骨架与水流出口对应的另一侧设置有污水入口；本实用新型通过曝气间歇控制和水位控制实现好氧和厌氧状态的交替，培养硝化菌和反硝化菌，以及噬磷菌，从而达到脱氮除磷的作用；本实用新型人工湿地兼做生物滤池廊道，与河道隔离，污水与清水分离，降低处理量和处理难度。

Description

一种带曝气系统和水位控制的好氧厌氧交替式脱氮除磷人工 湿地

技术领域

本实用新型属于河道治理技术领域，具体涉及一种带曝气系统和水位控制的好氧厌氧交替式脱氮除磷人工湿地。

背景技术

人工湿地是20世纪70年代发展起来的一种新型污水处理工艺，它利用自然系统中物理、化学和生物三重协同作用来实现污水的净化。人工湿地污水处理技术具有处理效率好、氮磷去除率高、运转维护方便、工程基建和运转费用低等优势，因而被广泛应用到生活污水处理、工业污水处理、矿山及石油开采、农业点源和面源污染以及水体富营养化问题处理。

人工湿地在污水处理工艺相较于其他传统的污水处理工艺水力停留时间较长，人工湿地处理河道最主要的氮、磷等有害物质主要通过滤料的吸附作用去除，微生物可通过自身作用去除污水中的氮磷，但滤料中的微生物含量较少，而且过量的游离态微生物容易导致滤料堵塞，本新型的人工湿地主要通过曝气间歇控制和水位控制实现好氧和厌氧状态的交替环境，增加微生物作用效果，同时由于本新型的人工湿地容易在河道进行安装，节省资金投入。

实用新型内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本实用新型提供了一种带曝气系统和水位控制的好氧厌氧交替式脱氮除磷人工湿地，具有通过曝气间歇控制和水位控制实现好氧和厌氧状态的交替环境，增加微生物作用效果的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种带曝气系统和水位控制的好氧厌氧交替式脱氮除磷人工湿地，包括高分子模块骨架，所述高分子模块骨架的内部设置有污水布水管、曝气层、土工布包裹层和挺水植物层，所述污水布水管、曝气层、土工布包裹层和挺水植物层依次从底部至顶部设置，所述高分子模块骨架的一侧通过管道连接有水流出口，所述高分子模块骨架与水流出口对应的另一侧设置有污水入口，所述污水入口的入口处设置有防堵塞组件。

优选的，所述防堵塞组件包括限位槽、防护网、密封圈、容纳槽、限位部、限位螺栓、第一限位孔、通槽和第二限位孔，其中，所述限位槽的一侧设置有通槽，所述通槽的左右两侧对称设置有第二限位孔，所述通槽远离限位槽的一侧设置有限位部，所述限位部的上下两侧对称设置有容纳槽，且限位部的左右两侧对称设置有第一限位孔，两个所述容纳槽的内部设置有密封圈，所述第一限位孔与第二限位孔之间通过限位螺栓连接，所述限位部的中间位置设置有防护网。

优选的，所述高分子模块骨架为梯形或长方形或圆柱形或其他不规则形状的拼接，材质为不锈钢或有机玻璃，壁厚为3-10mm。

优选的，所述曝气层采用曝气管外套穿孔管的曝气排泥系统，穿孔管只布置在曝气管的上部，曝气间歇控制，同时可以进行水位控制，所述曝气层的穿孔管直径为100-200mm，曝气管的直径为10-20mm。

优选的，所述土工布包裹层的高度为200-800mm，土工布包裹层中装填的为300g/m的填料，填料为磁性填料。

优选的，所述水流出口、污水布水管和污水入口的直径均为100-200mm。

优选的，所述污水布水管露出土工布包裹层的长度为20-50mm，所述污水入口露出高分子模块骨架的长度为4-10mm，所述污水布水管和污水入口材质均为PVC或PE，壁厚均为1-2mm，所述污水布水管和污水入口均设有根据水量可自动调节的阀门。

优选的，所述挺水植物层可选用芦苇或水竹或菖蒲或香蒲。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过曝气间歇控制和水位控制实现好氧和厌氧状态的交替，培养硝化菌和反硝化菌，以及噬磷菌，从而达到脱氮除磷的作用。

2、本实用新型人工湿地兼做生物滤池廊道，与河道隔离，污水与清水分离，降低处理量和处理难度。

3、本实用新型通过在人工湿地中设置曝气层，提升处理负荷，使滤池处于好氧环境的运行中，处理负荷100gCOD/m2·d，处理能力大幅提升。

4、本实用新型通过增加污水布水管，将排口的污水直接引入湿地内部，隔绝恶臭气体直接扩散到周边空气中。

5、本实用新型创造性地采用高分子模块骨架作为人工湿地的填料，为微生物生长提供巨大的比表面积和生长场所，所有微生物脱氮除磷功能均可在填料表面完成的，填料将微生物有效的固定在人工湿地中，防止微生物的流失，增强微生物新陈代谢过程中的生物功能，与湿地其他结构协同作用大大增强了湿地整体的脱氮除磷效果。

6、本实用新型污水入口设有防堵塞组件，防堵塞组件包括限位槽、通槽、限位孔、防护网、限位部和限位螺栓，安装时将限位部从通槽处插入，直至防护网一端抵至限位槽的侧壁停止，然后利用限位螺栓连接限位部和通槽即可，这样的结构设计可有效防止污水入口堵塞的情况发生，保证污水进口的进水速率，而且防护网可拆装，方便及时清理防护网。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型防堵塞组件的结构示意图。

图中：1、水流出口；2、高分子模块骨架；3、污水布水管；4、曝气层；5、土工布包裹层；6、防堵塞组件；61、限位槽；62、防护网；63、密封圈；64、容纳槽；65、限位部；66、限位螺栓；67、第一限位孔；68、通槽；69、第二限位孔；7、污水入口；8、挺水植物层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供以下技术方案：一种带曝气系统和水位控制的好氧厌氧交替式脱氮除磷人工湿地，包括高分子模块骨架2，高分子模块骨架2的内部设置有污水布水管3、曝气层4、土工布包裹层5和挺水植物层8，污水布水管3、曝气层4、土工布包裹层5和挺水植物层8依次从底部至顶部设置，为了给微生物生长提供场所，高分子模块骨架2为梯形或长方形或圆柱形或其他不规则形状的拼接，材质为不锈钢或有机玻璃，壁厚为10mm，为了通过曝气间歇控制和水位控制实现好氧和厌氧状态的交替，培养硝化菌和反硝化菌，以及噬磷菌，从而达到脱氮除磷的作用，曝气层4采用曝气管外套穿孔管的曝气排泥系统，穿孔管只布置在曝气管的上部，曝气间歇控制，同时可以进行水位控制，曝气层4的穿孔管直径为200mm，曝气管的直径为20mm，为了防止微生物的流失，增强微生物新陈代谢过程中的生物功能，土工布包裹层5的高度为800mm，土工布包裹层5中装填的为300g/m2的填料，填料为磁性填料，为了更好的吸收污水水体中的氮磷等物质，挺水植物层8可选用芦苇或水竹或菖蒲或香蒲，高分子模块骨架2的一侧通过管道连接有水流出口1，高分子模块骨架2与水流出口1对应的另一侧设置有污水入口7，为了更好的进行工作，水流出口1、污水布水管3和污水入口7的直径均为200mm，为了隔绝恶臭气体直接扩散到周边空气中以及方便控制污水布水管3和污水入口7的工作流量，污水布水管3露出土工布包裹层5的长度为50mm，污水入口7露出高分子模块骨架2的长度为10mm，污水布水管3和污水入口7材质均为PVC或PE，壁厚均为2mm，污水布水管3和污水入口7均设有根据水量可自动调节的阀门，污水入口7的入口处设置有防堵塞组件6。

为了避免污水中的杂质堵塞污水入口7，防堵塞组件6包括限位槽61、防护网62、密封圈63、容纳槽64、限位部65、限位螺栓66、第一限位孔67、通槽68和第二限位孔69，其中，限位槽61的一侧设置有通槽68，通槽68的左右两侧对称设置有第二限位孔69，通槽68远离限位槽61的一侧设置有限位部65，限位部65的上下两侧对称设置有容纳槽64，且限位部65的左右两侧对称设置有第一限位孔67，两个容纳槽64的内部设置有密封圈63，第一限位孔67与第二限位孔69之间通过限位螺栓66连接，限位部65的中间位置设置有防护网62。

本实用新型的工作原理及使用流程：本实用新型组装步骤：先将污水布水管3、曝气层4、土工布包裹层5和挺水植物层8分别组装于高分子模块骨架2的合适位置，然后再将防堵塞组件6组装于污水入口7的合适位置(安装如下：先将限位部65从通槽68处插入，直至防护网62一端抵至限位槽61的侧壁停止，此时第一限位孔67和第二限位孔69处于对应位置，密封圈63密封限位部65和通槽68的空隙处，最后利用限位螺栓66连接第一限位孔67和第二限位孔69即可，这样的结构设计可有效防止污水入口7堵塞的情况发生，保证污水入口7的进水速率，而且防护网62可拆装，方便及时清理防护网62)，最后将污水入口7和水流出口1组装于高分子模块骨架2上，即整体组装完成，完成后即开始运行，带曝气系统和水位控制的好氧厌氧交替式脱氮除磷人工湿地采用三种不同的运行模式：低水位(污水浇灌)，中水位(处理)，高水位(溢流)进行水位控制，通过曝气间歇控制和水位控制实现好氧和厌氧状态的交替，培养硝化菌和反硝化菌，以及噬磷菌，从而达到脱氮除磷的作用；而高分子模块骨架2作为人工湿地的填料，为微生物生长提供巨大的比表面积和生长场所，所有微生物脱氮除磷功能都是在土工布包裹层5的填料表面完成的，填料将微生物有效的固定在人工湿地中，防止微生物的流失，增强微生物新陈代谢过程中的生物功能，与湿地其他结构协同作用大大增强了湿地整体的脱氮除磷效果。

处理雨季排入河道的城市生活污水，曝气量0.2m3/h，进水pH＝7.1，温度22℃，水力停留时间24h，挂膜并稳定运行15天后，所制人工湿地中总磷的去除率能达到89.3％，NH4+-N的去除率能达到91.4％，处理效果良好，挂膜速度快，经检测，微生物存活量是其他湿地的3倍。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种带曝气系统和水位控制的好氧厌氧交替式脱氮除磷人工湿地，包括高分子模块骨架（2），其特征在于：所述高分子模块骨架（2）的内部设置有污水布水管（3）、曝气层（4）、土工布包裹层（5）和挺水植物层（8），所述污水布水管（3）、曝气层（4）、土工布包裹层（5）和挺水植物层（8）依次从底部至顶部设置，所述高分子模块骨架（2）的一侧通过管道连接有水流出口（1），所述高分子模块骨架（2）与水流出口（1）对应的另一侧设置有污水入口（7），所述污水入口（7）的入口处设置有防堵塞组件（6）。

2.根据权利要求1所述的一种带曝气系统和水位控制的好氧厌氧交替式脱氮除磷人工湿地，其特征在于：所述防堵塞组件（6）包括限位槽（61）、防护网（62）、密封圈（63）、容纳槽（64）、限位部（65）、限位螺栓（66）、第一限位孔（67）、通槽（68）和第二限位孔（69），其中，所述限位槽（61）的一侧设置有通槽（68），所述通槽（68）的左右两侧对称设置有第二限位孔（69），所述通槽（68）远离限位槽（61）的一侧设置有限位部（65），所述限位部（65）的上下两侧对称设置有容纳槽（64），且限位部（65）的左右两侧对称设置有第一限位孔（67），两个所述容纳槽（64）的内部设置有密封圈（63），所述第一限位孔（67）与第二限位孔（69）之间通过限位螺栓（66）连接，所述限位部（65）的中间位置设置有防护网（62）。

3.根据权利要求1所述的一种带曝气系统和水位控制的好氧厌氧交替式脱氮除磷人工湿地，其特征在于：所述高分子模块骨架（2）为梯形或长方形或圆柱形，材质为不锈钢或有机玻璃，壁厚为3-10mm。

4.根据权利要求1所述的一种带曝气系统和水位控制的好氧厌氧交替式脱氮除磷人工湿地，其特征在于：所述曝气层（4）采用曝气管外套穿孔管的曝气排泥系统，穿孔管只布置在曝气管的上部，曝气间歇控制，同时可以进行水位控制，所述曝气层（4）的穿孔管直径为100-200mm，曝气管的直径为10-20mm。

5.根据权利要求1所述的一种带曝气系统和水位控制的好氧厌氧交替式脱氮除磷人工湿地，其特征在于：所述土工布包裹层（5）的高度为200-800mm，土工布包裹层（5）中装填的为300g/m2的填料，填料为磁性填料。

6.根据权利要求1所述的一种带曝气系统和水位控制的好氧厌氧交替式脱氮除磷人工湿地，其特征在于：所述水流出口（1）、污水布水管（3）和污水入口（7）的直径均为100-200mm。

7.根据权利要求1所述的一种带曝气系统和水位控制的好氧厌氧交替式脱氮除磷人工湿地，其特征在于：所述污水布水管（3）露出土工布包裹层（5）的长度为20-50mm，所述污水入口（7）露出高分子模块骨架（2）的长度为4-10mm，所述污水布水管（3）和污水入口（7）材质均为PVC或PE，壁厚均为1-2mm，所述污水布水管（3）和污水入口（7）均设有根据水量可自动调节的阀门。

8.根据权利要求1所述的一种带曝气系统和水位控制的好氧厌氧交替式脱氮除磷人工湿地，其特征在于：所述挺水植物层（8）可选用芦苇或水竹或菖蒲或香蒲。

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