CN214611752U - 一种脱氮除磷潜流人工湿地系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种脱氮除磷潜流人工湿地系统，蠕动泵用于将污水泵向潜流人工湿地主体上方；所述潜流人工湿地主体自上而下依次设置有植物层、覆盖层、镁改性生物炭层、砾石承托层和透水栅板；所述间歇微曝气强化系统包括时间开关、曝气泵和间歇微曝气强化管网，曝气泵在时间开关控制下给间歇微曝气强化管网泵气；所述透水栅板下方设置间歇微曝气强化管网，所述透水栅板与间歇微曝气强化管网区间段的潜流人工湿地主体侧壁上设置第一出水口，潜流人工湿地主体的出水经所述出水口进入集水结构。该人工湿地系统脱氮除磷效率高，运行稳定，镁改性生物炭层吸附饱和的湿地填料富含氮磷等营养物质，可作为土壤的缓释肥，实现资源的循环利用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种脱氮除磷潜流人工湿地系统，属于人工湿地领域。
背景技术
水体富营养化已经成为全球关注的环境问题。人工湿地以其投资低、易于管理维护、生态环境效益好等优势被广泛应用于污水处理领域。在人工湿地系统中，污水中的各类污染物质在物理、化学、生物三重协同作用下，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解转化等作用实现水质净化。但是传统人工湿地运行存在溶解氧较低、处理效果有限，占地面积大，容易堵塞等缺点限制了其应用与推广。曝气可有效提高湿地内部溶解氧水平，促进有机物的降解和微生物的硝化过程，但过高的溶解氧含量也不利于反硝化过程的进行。
传统人工湿地普遍存在脱氮除磷效果较低。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述问题提供了一种脱氮除磷潜流人工湿地系统，目的在于：该人工湿地系统脱氮除磷效率高，运行稳定，镁改性生物炭层吸附饱和的湿地填料富含氮磷等营养物质，可作为土壤的缓释肥，实现资源的循环利用。
本实用新型为实现上述目的提供了一种脱氮除磷潜流人工湿地系统，该系统包括蠕动泵、潜流人工湿地主体、间歇微曝气强化系统和集水结构；
蠕动泵用于将污水泵向潜流人工湿地主体上方；
所述潜流人工湿地主体自上而下依次设置有植物层、覆盖层、镁改性生物炭层、砾石承托层和透水栅板；
所述间歇微曝气强化系统包括时间开关、曝气泵和间歇微曝气强化管网，时间开关用于控制曝气泵按设定时间开启和关闭，曝气泵在时间开关控制下给间歇微曝气强化管网泵气；
所述透水栅板下方设置间歇微曝气强化管网，所述透水栅板与间歇微曝气强化管网区间段的潜流人工湿地主体侧壁上设置第一出水口，潜流人工湿地主体的出水经所述出水口进入集水结构。
进一步的是，为了有效利用农业废弃资源，以玉米芯制备镁改性生物炭，作为潜流人工湿地主体的填料，所述镁改性生物炭层为镁化合物负载玉米芯生物炭，填料厚度为30-35cm。
进一步的是，为了使所述间歇微曝气强化系统曝气更加均匀，所述间歇微曝气强化管网包括曝气主管、曝气支管和微孔曝气头，曝气主管分出多条曝气支管，曝气支管出气口处连接微孔曝气头。
进一步的是，为了使所述透水栅板下方保留一定储水空间，避免砾石承托层的砾石穿过，所述透水栅板网格尺寸小于砾石承托层的砾石尺寸。
进一步的是，为了过滤掉污水中颗粒物，所述覆盖层和砾石承托层使用填料均为砾石，且填料厚度均为4-6cm。
进一步的是，为了使污水在该人工湿地系统内能够停留一段时间，处理一批污水后再处理下一批污水，使污水处理彻底，该人工湿地系统还包括定时启动和关闭所述蠕动泵的定时器。
进一步的是，为了防止污水渗漏，并使污水依次经过所有过滤层，所述潜流人工湿地主体及集水结构内侧壁上均设置有防渗层。
进一步的是，为了能够自由控制排水量，所述第一出水口和第二出水口均设置有阀门。
进一步的是，为了监控曝气泵泵气量，根据需要调整曝气泵泵气量，所述曝气泵与间歇微曝气强化管网之间设置流量计。
进一步的是，为了集水结构达到一定水位自动进行排水，也可进行人工控制排水，所述集水结构上部设置溢流口，下部设置第二出水口。
本实用新型的有益效果是：
1.采用间歇微曝气强化系统，创造交替好氧－缺氧环境，有利于污水中有机污染物及氮的去除；以镁改性生物炭作为潜流人工湿地主体的填料，显著提升磷的去除效果，并改善湿地内部环境，同时为反硝化提供缓释碳源，吸附饱和的湿地填料富含氮磷等营养物质，可作为土壤的缓释肥，实现资源的循环利用，本实用新型的人工湿地系统脱氮除磷效率高，运行稳定，环境友好，具有广阔的应用前景。
2.所述镁改性生物炭层为镁化合物负载玉米芯生物炭，有效利用农业废弃资源，以玉米芯制备镁改性生物炭，作为潜流人工湿地主体的填料，填料厚度为30-35cm。
3.所述间歇微曝气强化管网包括曝气主管、曝气支管和微孔曝气头，曝气主管分出多条曝气支管，曝气支管出气口处连接微孔曝气头，使所述间歇微曝气强化系统曝气更加均匀。
4.所述透水栅板网格尺寸小于砾石承托层的砾石尺寸，使所述透水栅板下方保留一定储水空间，避免砾石承托层的砾石穿过。
5.所述覆盖层和砾石承托层使用填料均为砾石，且填料厚度均为4-6cm，过滤掉污水中颗粒物。
6.该人工湿地系统还包括定时启动和关闭所述蠕动泵的定时器，使污水在该人工湿地系统内能够停留一段时间，处理一批污水后再处理下一批污水，使污水处理彻底。
7.所述潜流人工湿地主体及集水结构内侧壁上均设置有防渗层，防止污水渗漏，并使污水依次经过所有过滤层。
8.所述第一出水口和第二出水口均设置有阀门，能够自由控制排水量。
9.曝气泵与间歇微曝气强化管网之间设置流量计，监控曝气泵泵气量，根据需要调整曝气泵泵气量。
10.所述集水结构上部设置溢流口，下部设置第二出水口，集水结构达到一定水位自动进行排水，也可进行人工控制排水。
附图说明
图1是本实用新型运作示意图。
图2是本实用新型间歇微曝气强化管网示意图。
图中：1、蠕动泵；2、潜流人工湿地主体；2-1、植物层；2-2、覆盖层； 2-3、镁改性生物炭层；2-4、砾石承托层；2-5、透水栅板；2-6、第一出水口； 3、集水结构；3-1、溢流口；3-2、第二出水口；4、时间开关；5、曝气泵；6、流量计；7、间歇微曝气强化管网；7-1、曝气主管；7-2、曝气支管；7-3、微孔曝气头。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。
如图1-2所示的一种脱氮除磷潜流人工湿地系统，该系统包括蠕动泵1、潜流人工湿地主体2、间歇微曝气强化系统和集水结构3；
蠕动泵1用于将污水泵向潜流人工湿地主体2上方；
所述潜流人工湿地主体2自上而下依次设置有植物层2-1、覆盖层2-2、镁改性生物炭层2-3、砾石承托层2-4和透水栅板2-5；
所述间歇微曝气强化系统包括时间开关4、曝气泵5和间歇微曝气强化管网 7，时间开关4用于控制曝气泵5按设定时间开启和关闭，曝气泵5在时间开关 4控制下给间歇微曝气强化管网7泵气；
所述透水栅板2-5下方设置间歇微曝气强化管网7，所述透水栅板2-5与间歇微曝气强化管网7区间段的潜流人工湿地主体2侧壁上设置第一出水口2-6，潜流人工湿地主体的出水经所述出水口进入集水结构3。
采用间歇微曝气强化系统，创造交替好氧－缺氧环境，有利于污水中有机污染物及氮的去除；以镁改性生物炭作为潜流人工湿地主体的填料，显著提升磷的去除效果，并改善湿地内部环境，同时为反硝化提供缓释碳源，吸附饱和的湿地填料富含氮磷等营养物质，可作为土壤的缓释肥，实现资源的循环利用，本实用新型的人工湿地系统脱氮除磷效率高，运行稳定，环境友好，具有广阔的应用前景。
基于以上实施方式，所述镁改性生物炭层2-3为镁化合物负载玉米芯生物炭，填料厚度为30-35cm，使该系统能够有效除磷，有效利用农业废弃资源，以玉米芯制备镁改性生物炭，作为潜流人工湿地主体的填料。
基于以上实施方式，所述间歇微曝气强化管网7包括曝气主管7-1、曝气支管7-2和微孔曝气头7-3，曝气主管7-1分出多条曝气支管7-2，曝气支管7-2 出气口处连接微孔曝气头7-3，使所述间歇微曝气强化系统曝气更加均匀。
基于以上实施方式，所述透水栅板网格尺寸小于砾石承托层2-4的砾石尺寸，所述透水栅板由不锈钢材料制成，使所述透水栅板下方保留一定储水空间，避免砾石承托层的砾石穿过。
基于以上实施方式，所述覆盖层2-2和砾石承托层2-4使用填料均为砾石，且填料厚度均为4-6cm，过滤掉污水中颗粒物。
基于以上实施方式，该人工湿地系统还包括定时启动和关闭所述蠕动泵1 的定时器。
基于以上实施方式，所述潜流人工湿地主体2及集水结构3内侧壁上均设置有防渗层，防止污水渗漏，并使污水依次经过所有过滤层。
基于以上实施方式，所述第一出水口2-6和第二出水口3-2均设置有阀门，能够自由控制排水量。
基于以上实施方式，所述曝气泵5与间歇微曝气强化管网7之间设置流量计6，监控曝气泵泵气量，根据需要调整曝气泵泵气量。
基于以上实施方式，所述集水结构3上部设置溢流口3-1，下部设置第二出水口3-2，集水结构达到一定水位自动进行排水，也可进行人工控制排水。
基于以上实施方式，所述植物层2-1栽种植物为菖蒲、香蒲或鸢尾，栽种密度为30株/m2，菖蒲、香蒲或鸢尾对污水中氮和磷具有较好的去除效果。
基于以上实施方式，所述覆盖层2-2和砾石承托层2-4均由粒径为2-3cm 的砾石填料组成。
本实用新型的操作方法，包括如下步骤：
蠕动泵定时将定量污水投配到潜流人工湿地主体，根据水质特征控制水力停留时间、间歇曝气时间和曝气量；如污水中有机物和氨氮含量较高，则提高曝气量或增加曝气时间；反之，则降低曝气量或减少曝气时间；通过控制第一出水口阀门控制污水在人工湿地系统中的水力停留时间；污水在湿地系统停留一定时间后经第一出水口排入集水结构。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种脱氮除磷潜流人工湿地系统，其特征在于：该系统包括蠕动泵(1)、潜流人工湿地主体(2)、间歇微曝气强化系统和集水结构(3)；
蠕动泵(1)用于将污水泵向潜流人工湿地主体(2)上方；
所述潜流人工湿地主体(2)自上而下依次设置有植物层(2-1)、覆盖层(2-2)、镁改性生物炭层(2-3)、砾石承托层(2-4)和透水栅板(2-5)；
所述间歇微曝气强化系统包括时间开关(4)、曝气泵(5)和间歇微曝气强化管网(7)，时间开关(4)用于控制曝气泵(5)按设定时间开启和关闭，曝气泵(5)在时间开关(4)控制下给间歇微曝气强化管网(7)泵气；
所述透水栅板(2-5)下方设置间歇微曝气强化管网(7)，所述透水栅板(2-5)与间歇微曝气强化管网(7)区间段的潜流人工湿地主体(2)侧壁上设置第一出水口(2-6)，潜流人工湿地主体的出水经所述出水口进入集水结构(3)。
2.根据权利要求1所述的脱氮除磷潜流人工湿地系统，其特征在于：所述间歇微曝气强化管网(7)包括曝气主管(7-1)、曝气支管(7-2)和微孔曝气头(7-3)，曝气主管(7-1)分出多条曝气支管(7-2)，曝气支管(7-2)出气口处连接微孔曝气头(7-3)。
3.根据权利要求1所述的脱氮除磷潜流人工湿地系统，其特征在于：所述透水栅板网格尺寸小于砾石承托层(2-4)的砾石尺寸。
4.根据权利要求1所述的脱氮除磷潜流人工湿地系统，其特征在于：所述覆盖层(2-2)和砾石承托层(2-4)使用填料均为砾石，且填料厚度均为4-6cm。
5.根据权利要求1所述的脱氮除磷潜流人工湿地系统，其特征在于：该人工湿地系统还包括定时启动和关闭所述蠕动泵(1)的定时器。
6.根据权利要求1所述的脱氮除磷潜流人工湿地系统，其特征在于：所述潜流人工湿地主体(2)及集水结构(3)内侧壁上均设置有防渗层。
7.根据权利要求1所述的脱氮除磷潜流人工湿地系统，其特征在于：所述第一出水口(2-6)和第二出水口(3-2)均设置有阀门。
8.根据权利要求1所述的脱氮除磷潜流人工湿地系统，其特征在于：所述曝气泵(5)与间歇微曝气强化管网(7)之间设置流量计(6)。
9.根据权利要求1所述的脱氮除磷潜流人工湿地系统，其特征在于：所述集水结构(3)上部设置溢流口(3-1)，下部设置第二出水口(3-2)。
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