CN215627077U - 复合型塘滤床生态水质净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及复合型塘滤床生态水质净化系统，包含用于泵入待处理污水的进水泵、生态塘、生态滤床、出水泵；生态塘为上端开放的水池；生态塘的侧壁靠近生态塘的上端处开设有1个生态塘进水口；生态塘的侧壁靠近生态塘的下端处开设有1个生态塘出水口；生态滤床为上端开放的水池；生态滤床的侧壁靠近生态滤床的上端处开设有1个生态滤床进水口；生态滤床的侧壁靠近生态滤床的下端处开设有1个生态滤床出水口；进水泵的出水端与生态塘进水口联通；出水泵的进水端与生态塘出水口联通；生态塘进水口与生态滤床出水口联通；生态滤床进水口与生态塘出水口联通。本实用新型简化建造工艺，加快施工速度；大幅降低工程造价；大幅降低后期运营成本。

Description

复合型塘滤床生态水质净化系统

技术领域

本实用新型涉及生态水质处理技术领域，具体地涉及复合型塘滤床生态水质净化系统。

背景技术

污水处理厂尾水需要再深度处理后排放，污水处理厂尾水的水质特点为典型的低碳高氮污水，而氮、磷元素的存在易引起水体藻类爆发生长，藻类的生长和死亡会使水体水质进一步恶化。

污水处理净化的现有技术大多采用多种设备之间进行连接过滤。例如目前最典型，也是应用范围最广的垂直潜流人工湿地方案即使如此。

垂直潜流人工湿地方案简单来说采用多个并联单元处理，进水系统位于填料上层，底部排水，中间设置填料层，表层配置植物。垂直潜流人工湿地方案的主要原理是内部通过空气复氧和植物根系传氧，由上层有氧状态逐渐过渡到至下层厌氧状态，为硝化反硝化反应提供有氧-无氧的交替环境，以达到去氮效果。此外，垂直潜流人工湿地方案的填料为碎砂及大量的级配砾石等多孔介质材料，通过植物及孔隙之间形成的生物膜对磷起到吸附作用。

现有技术的优点是去氮和去磷的效果不错。

现有技术的缺点如下：

1.由于并联单位的结构很复杂，还需要在挖掘塘床的基础上按技术要求逐层铺设填料层、养殖植物，从而使得建造工艺复杂、施工速度普遍很慢；

2.由于并联单位的建造工艺复杂且施工速度普遍很慢，从而进一步造成现有技术的工程造价居高不下；

3.由于为了保证填料层的可用性，还需要定期对填料层进行翻动处理，从而造成后期运营成本也居高不下。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，提供复合型塘滤床生态水质净化系统，其目的在于简化建造工艺，加快施工速度；大幅降低工程造价；大幅降低后期运营成本。

为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为：

一种复合型塘滤床生态水质净化系统，包含用于泵入待处理污水的进水泵、多个用于净化水质的生态净化单元，和用于泵出已处理的水的出水泵；

所述生态净化单元包含1个用于营造好氧环境的生态塘，和1个用于营造厌氧环境的生态滤床；

所述生态塘为上端开放的水池；所述生态塘的侧壁靠近生态塘的上端处开设有1个生态塘进水口；所述生态塘的侧壁靠近生态塘的下端处开设有1个生态塘出水口；

所述生态滤床为上端开放的水池；所述生态滤床的侧壁靠近生态滤床的上端处开设有1个生态滤床进水口；所述生态滤床的侧壁靠近生态滤床的下端处开设有1个生态滤床出水口；

在每个所述生态净化单元中，所述生态塘出水口与所述生态滤床进水口联通；所述生态塘进水口被用作所述生态净化单元的进水口；所述生态滤床出水口被用作所述生态净化单元的出水口；

多个所述生态净化单元以出水口联通进水口的方式串联；

所述进水泵的出水端与沿水流方向的第一个生态净化单元的进水口联通；沿水流方向的最后一个生态净化单元的出水口与1个独立的生态塘的生态塘进水口联通；所述独立的生态塘的生态塘出水口与所述出水泵的进水端联通。

优选地，所述生态塘的下端的高程不低于与这个生态塘的生态塘出水口联通的所述生态滤床的上端的高程；

所述生态滤床的下端的高程不低于与这个生态滤床的生态滤床出水口联通的所述生态塘的上端的高程。

优选地，所述生态塘进水口通过连接管与所述生态滤床出水口联通；所述生态滤床进水口通过连接管与所述生态塘出水口联通。

优选地，所述生态滤床内的底部铺设有砾石；所述生态滤床中的水面种植有水生植物。

优选地，所述出水泵的进水端与所述生态塘出水口通过1个用于脱氮除磷的生态滤坝联通；

所述生态滤坝为上端开放的水池；所述生态滤坝的侧壁靠近生态滤坝的上端处开设有1个生态滤坝进水口；所述生态滤坝的侧壁靠近生态滤坝的下端处开设有1个生态滤坝出水口。

优选地，所述生态滤坝进水口通过连接管与所述生态塘出水口联通，所述生态滤坝出水口通过连接管与所述出水泵的进水端联通。

优选地，每根连接管上都各安装有1个用于控制这个连接管中水流通断的单向抽压泵；所述单向抽压泵控制的水流方向为从所述生态滤床出水口流向所述生态塘进水口，或从所述生态塘出水口流向所述生态滤床进水口，或从所述生态塘出水口流向所述生态滤坝进水口，或从所述生态滤坝出水口流向所述出水泵的进水端。

本实用新型与现有技术对比，具有以下优点：

1.由于本实用新型对塘床系统要求很低，主要以挖掘为主，也没有设置填料层，从而使得建造工艺十分简单、施工速度非常快；

2.由于本实用新型建造工艺十分简单且施工速度非常快，从而相比现有技术的工程造价大幅降低；

3.由于本实用新型没有填料层，因此无需定期对填料层进行翻动处理，从而相比现有技术后期运营成本也大幅降低。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例的净化系统的俯视示意图；

图2为图1的A-A环线纵深剖面的展开示意图；

图3为现有技术垂直潜流人工湿地方案的工艺流程图。

其中：100.进水泵，110.出水泵，120.连接管，130.单向抽压泵，200.第一生态塘，201.生态塘进水口，202.生态塘出水口，210.第二生态塘，220.第三生态塘，230.第四生态塘，240.第五生态塘，300.第一生态滤床，301.生态滤床进水口，302.生态滤床出水口，310.第二生态滤床，320.第三生态滤床， 330.第四生态滤床，400.生态滤坝，401.生态滤坝进水口，402.生态滤坝出水口。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

需要事先说明的是，本具体实施例是基于实际在建工程的，按照待处理技术与工艺设计要求，其尾水水质为国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》

(GB18918-2002)中一级A标准；如果需要在其他不同的地方使用本实用新型，应根据具体的地形、需求、成本限制，合理规划生态塘、生态滤床以及生态滤坝400的数量、形状、规格、排布方式，以图用最小的投资获得最大的污水净化效率。

本工程的近期水质改善目标是进一步削减工业园污水处理厂尾水污染负荷，利用现有水塘、河滩资源，新建湿地系统、生态滤坝400等工程，处理水量规模为10000m3/d，在一级A类标准的进水水质下，要求出水水质达到地表水Ⅴ类标准，具体各进出水水质主要控制指标见表1：

表1.设计进出水水质主要控制指标(日均值)

项目	总体控制	COD<sub>Cr</sub>	BOD<sub>5</sub>	NH<sub>3</sub>-N	TP
						湿地进水指标	一级A	≤50	≤10	≤5	≤0.5
湿地出水指标	Ⅴ类水	≤40	≤10	≤2	≤0.4

(单位：mg/L)

工业园污水处理厂尾水水质提升工程为对水厂尾水进行深度净化，通过一些列的生物、化学及物理过程，进一步去除污水中的有机物、氮、磷等污染物，增加下游水体的溶解氧，从而提高下游水体的自净能力，确保入河湖主要水质达标。

根据现场踏勘情况，污水处理厂位于港口左岸，上下游方向现状为水塘、滩地。目前厂房在建，上游已建进厂道路，下游水塘、滩地暂未开发利用。下游侧水塘整体长约520m，宽约50～70m，水塘周边无集中居民聚集区，现状水塘塘底高程为21.9～22.6m，临河侧塘梗高程为24.4m左右，水塘目前处于荒废状态，整体地势低洼、且微坡向港口，有利于湿地系统的建设。根据水文分析计算成果，该段河道20年一遇设计洪水位为23.7m，临河侧现状塘埂高程能满足设计洪水位要求，尾水提升工程建设不会侵占河道行洪断面，因此，本工程拟选址于污水处理厂下游水塘位置，总占地面积约为27500m2。

如图1所示，为一种复合型塘滤床生态水质净化系统。

一种复合型塘滤床生态水质净化系统，包含1个用于泵入待处理污水的进水泵(100)、4个用于净化水质的生态净化单元，和1个用于泵出已处理的水的出水泵(110)，以及1个用于营造好氧环境的生态塘；

每个生态净化单元包含1个用于营造好氧环境的生态塘，和1个用于营造厌氧环境的生态滤床；

生态塘为上端开放的水池；生态塘的侧壁靠近生态塘的上端处开设有1个生态塘进水口；生态塘的侧壁靠近生态塘的下端处开设有1个生态塘出水口；

生态滤床为上端开放的水池；生态滤床的侧壁靠近生态滤床的上端处开设有 1个生态滤床进水口；生态滤床的侧壁靠近生态滤床的下端处开设有1个生态滤床出水口；

在每个生态净化单元中，生态塘出水口与生态滤床进水口联通；生态塘进水口被用作生态净化单元的进水口；生态滤床出水口被用作生态净化单元的出水口；

多个生态净化单元以出水口联通进水口的方式串联；

进水泵的出水端与沿水流方向的第一个生态净化单元的进水口联通；沿水流方向的最后一个生态净化单元的出水口与1个独立的生态塘的生态塘进水口联通；独立的生态塘的生态塘出水口与出水泵的进水端联通。

本具体实施例中，生态塘为上端开放的圆形水池；生态塘的侧壁靠近生态塘的上端处开设有1个生态塘进水口201；生态塘的侧壁靠近生态塘的下端处开设有1个生态塘出水口202。

本具体实施例中，为方便说明技术方案，表达信息清晰无误，以下对文中涉及的生态塘沿箭头所示的水流方向依次命名为第一生态塘200、第二生态塘210、第三生态塘220、第四生态塘230和第五生态塘240。

本具体实施例中，为方便说明技术方案，表达信息清晰无误，以下对文中涉及的生态滤床沿箭头所示的水流方向依次命名为第一生态滤床300、第二生态滤床310、第三生态滤床320和第四生态滤床330。

本具体实施例中，生态塘开设在污水源附近的土地上中。

本具体实施例中，沿箭头所示的水流方向起，对生态塘中的有效水深设置如下：第一生态塘200的有效水深为1.2m，第二生态塘210的有效水深为1.5m，第三生态塘220的有效水深为1.8m，第四生态塘230的有效水深为2.1m，第五生态塘240的有效水深为2.4m。

本具体实施例中，生态滤床为上端开放的圆形水池；生态滤床的侧壁靠近生态滤床的上端处开设有1个生态滤床进水口301；生态滤床的侧壁靠近生态滤床的下端处开设有1个生态滤床出水口302。

本具体实施例中，生态滤床开设在污水源附近的土地上中。

本具体实施例中，沿箭头所示的水流方向起，对4生态滤床中的有效水深设置如下：第一生态滤床300的有效水深为1.3m，第二生态滤床310的有效水深为1.6m，第三生态滤床320的有效水深为1.9m，第四生态滤床330的有效水深为2.2m。

生态塘和生态滤床交替分布，这样就可以营造出好氧与厌氧不断交替的环境，提高去氮效果。

本具体实施例中，生态塘和生态滤床的直径相同。

具体来说：5生态塘和4生态滤床按“生态塘-生态滤床生态塘-生态滤床-生态塘”的顺序排列，依次分布在一个圆的圆周上。

如图2所示，生态塘的下端的高程不低于与这生态塘的生态塘出水口202联通的生态滤床的上端的高程。

生态滤床的下端的高程不低于与这生态滤床的生态滤床出水口302联通的生态塘的上端的高程。

这样做的目的在于：通过连接管120以及阶梯型重力的推送，可以使生态塘或生态滤床中的水流向下一级生态滤床或生态塘，减少了对连接管120中单向抽压泵130的功率需求，从而减少了单向抽压泵130的使用功耗和采购成本，也延长了单向抽压泵130的使用寿命。

进水泵100的出水端与生态塘进水口201联通；出水泵110的进水端与生态塘出水口202联通；生态塘进水口201与生态滤床出水口302联通；生态滤床进水口301与生态塘出水口202联通。

具体来说，进水泵100的进水端通过管道与污水源连接，从污水源中抽取污水进入本系统；进水泵100的出水端与底部高程最高的生态塘的生态塘进水口 201联通。

具体来说，出水泵110的出水端通过管道与排水场所连接，例如与河湖连接，将处理过的达标的水排入自然环境；出水泵110的出水端与底部高程最低的生态塘的生态塘出水口202联通。

本具体实施例中，生态塘进水口201通过连接管120与生态滤床出水口302 联通；生态滤床进水口301通过连接管120与生态塘出水口202联通。

本具体实施例中，生态塘内种植有水生植物，饲养鱼类和底栖动物，其目的在于构建健康的生态系统，增加生态塘的生物相，缩短尾水在塘类的水力停留时间，提高生态塘净化功能及运营的稳定性。

本具体实施例中，生态滤床内的底部铺设有砾石；沿箭头所示的水流方向起，第一生态滤床300中的砾石直径为15～25mm；第二生态滤床310、第三生态滤床320、第四生态滤床330中的砾石直径以5mm为阶梯均匀减小。

本具体实施例中，生态滤床中的水体中种植有水生植物。通过生态滤床中种植的水生植物对磷进行吸附，可以防止连接在这生态滤床的下一级生态塘内部的藻类泛滥，使生态水系统相对独立又串联为完整的生态系统。

本具体实施例中，水生植物分为挺水植物和深水植物，其中：挺水植物选用芦苇、美人蕉、水葱、香蒲和再力花；深水植物选用耐寒矮生苦草、黑藻、菹草、金鱼藻和狐尾藻。

本具体实施例中，出水泵110的进水端与生态塘出水口202通过1个用于脱氮除磷的生态滤坝400联通；生态滤坝400的作用在于进一步净化水质，确保入河湖水质达标，高效节能，节约成本，便于管理。

生态滤坝400为上端开放的圆形水池；生态滤坝400的侧壁靠近生态滤坝400 的上端处开设有1生态滤坝进水口401；生态滤坝400的侧壁靠近生态滤坝400 的下端处开设有1生态滤坝出水口402。

本具体实施例中，生态滤坝400开设在污水源附近的土地上中。

本具体实施例中，设置生态滤坝400中的有效水深为2.5m。

生态滤坝进水口401通过连接管120与生态塘出水口202联通，生态滤坝出水口402通过连接管120与出水泵110的进水端联通。

本具体实施例中，每根连接管120上都各安装有1个用于控制这个连接管120 中水流通断的单向抽压泵；单向抽压泵控制的水流方向为从生态滤床出水口302 流向生态塘进水口201，或从生态塘出水口202流向生态滤床进水口301，或从生态塘出水口202流向生态滤坝进水口401，或从生态滤坝出水口402流向出水泵110的进水端。

本具体实施例中，每个连接管120中的单向抽压泵均独立控制，从而可以精确控制每生态塘、生态滤床以及生态滤坝400中的水的存留时间；具体来说：

沿箭头所示的水流方向起，进水泵100将来自污水源的中的待处理污水泵入第一生态塘200，污水在第一生态塘200中停留2.0d，然后打开第一生态塘200 和第一生态滤床300间的单向抽压泵，将第一生态塘200中的污水排入第一生态滤床300中，污水在第一生态滤床300中停留0.34d。后续操作依次类推；以下为本具体实施例中，污水在各生态塘、生态滤床以及生态滤坝400中的存留时间：

污水在第二生态塘210中停留2.0d，在第三生态塘220中停留2.0d，在第四生态塘230中停留2.0d，在第五生态塘240中停留2.0d。

污水在第二生态滤床310中停留0.34d，在第三生态滤床320中停留0.34d，在第四生态滤床330中停留0.34d。

污水在生态滤坝400中停留52min。

为对比说明本实用新型的效果，以下将就本工程在实际方案选择过程中，对于本实用新型和另一种方案进行对比，并得到采用本实用新型作为最终工程方案的原因进行解释。

本工程在技术选型过程中，除本实用新型外，还考虑过传统的垂直潜流人工湿地方案。垂直潜流人工湿地方案的简要说明如下：

如图3所示，垂直潜流人工湿地方案采用多个并联单元处理，进水系统位于填料上层，底部排水，中间设置填料层，表层配置植物。主要原理是内部通过空气复氧和植物根系传氧，由上层有氧状态逐渐过渡到至下层厌氧状态，为硝化反硝化反应提供良好的有氧-无氧的交替环境，达到良好的去氮效果。填料为碎砂及大量的级配砾石等多孔介质材料，通过植物及孔隙之间形成的生物膜对磷起到良好的吸附作用。

本实用新型与垂直潜流人工湿地方案的对比如表2所示：

表2.尾水水质提升工程工程方案综合比较表

结果很明显，采用本实用新型方案，在满足水质改善效果达标的基本要求下，工程造价一项即是传统技术方案的40.0％，经济效益相当可观。

在运行管理方面，本实用新型采用多级塘床系统，能够保证系统较长时间稳定运行且管理方便费用低，是一种节能高效的生态治污技术；而垂直流湿地后期运行管理费用高，需定期翻动表层填料，相比较而言，本实用新型也比传统方案简单得多，从而带来的是巨大的运维成本的下降。

在施工工艺方面，本实用新型还具有塘床系统要求简单，以填挖为主，施工速度较快的好处，而垂直流湿地进出水系统布置较复杂，对填料的施工要求较高，施工较慢。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本实用新型处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本实用新型单独的优选实施方案。

为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本实用新型，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或”是要表示“非排它性的或者”。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种复合型塘滤床生态水质净化系统，其特征在于：包含用于泵入待处理污水的进水泵(100)、多个用于净化水质的生态净化单元，和用于泵出已处理的水的出水泵(110)；

所述生态净化单元包含1个用于营造好氧环境的生态塘，和1个用于营造厌氧环境的生态滤床；

所述生态塘为上端开放的水池；所述生态塘的侧壁靠近生态塘的上端处开设有1个生态塘进水口(201)；所述生态塘的侧壁靠近生态塘的下端处开设有1个生态塘出水口(202)；

所述生态滤床为上端开放的水池；所述生态滤床的侧壁靠近生态滤床的上端处开设有1个生态滤床进水口(301)；所述生态滤床的侧壁靠近生态滤床的下端处开设有1个生态滤床出水口(302)；

在每个所述生态净化单元中，所述生态塘出水口(202)与所述生态滤床进水口(301)联通；所述生态塘进水口(201)被用作所述生态净化单元的进水口；所述生态滤床出水口(302)被用作所述生态净化单元的出水口；

多个所述生态净化单元以出水口联通进水口的方式串联；

所述进水泵(100)的出水端与沿水流方向的第一个生态净化单元的进水口联通；沿水流方向的最后一个生态净化单元的出水口与1个独立的生态塘的生态塘进水口(201)联通；所述独立的生态塘的生态塘出水口(202)与所述出水泵(110)的进水端联通。

2.根据权利要求1所述的复合型塘滤床生态水质净化系统，其特征在于：所述生态塘的下端的高程不低于与这个生态塘的生态塘出水口(202)联通的所述生态滤床的上端的高程；

所述生态滤床的下端的高程不低于与这个生态滤床的生态滤床出水口(302) 联通的所述生态塘的上端的高程。

3.根据权利要求1所述的复合型塘滤床生态水质净化系统，其特征在于：所述生态塘进水口(201)通过连接管(120)与所述生态滤床出水口(302)联通；所述生态滤床进水口(301)通过连接管(120)与所述生态塘出水口(202)联通。

4.根据权利要求3所述的复合型塘滤床生态水质净化系统，其特征在于：所述生态滤床内的底部铺设有砾石；所述生态滤床中的水面种植有水生植物。

5.根据权利要求4所述的复合型塘滤床生态水质净化系统，其特征在于：所述出水泵(110)的进水端与所述生态塘出水口(202)通过1个用于脱氮除磷的生态滤坝(400)联通；

所述生态滤坝(400)为上端开放的水池；所述生态滤坝(400)的侧壁靠近生态滤坝(400)的上端处开设有1个生态滤坝进水口(401)；所述生态滤坝(400)的侧壁靠近生态滤坝(400)的下端处开设有1个生态滤坝出水口(402)。

6.根据权利要求5所述的复合型塘滤床生态水质净化系统，其特征在于：所述生态滤坝进水口(401)通过连接管(120)与所述生态塘出水口(202)联通，所述生态滤坝出水口(402)通过连接管(120)与所述出水泵(110)的进水端联通。

7.根据权利要求6所述的复合型塘滤床生态水质净化系统，其特征在于：每根连接管(120)上都各安装有1个用于控制这个连接管(120)中水流通断的单向抽压泵(130)；所述单向抽压泵(130)控制的水流方向为从所述生态滤床出水口(302)流向所述生态塘进水口(201)，或从所述生态塘出水口(202)流向所述生态滤床进水口(301)，或从所述生态塘出水口(202)流向所述生态滤坝进水口(401)，或从所述生态滤坝出水口(402)流向所述出水泵(110) 的进水端。

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