CN216141414U - 一种高效生态湿地净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效生态湿地净化系统，其特征在于，该系统包括依次连接的进水渠、沉淀过滤箱、污水调节井、生态滤池、紫外线消毒箱以及储水池，生态滤池内部从上至下依次设置有种植层和生物净化层，所述种植层种植有净化功能的湿地植物，所述生物净化层包括沿着进水方向依次设置的第一粗砂层、生物活性污泥层、介质沙质层以及第二粗砂层、排水层；所述介质沙质层中含有生物质复合固体碳源包埋小球，所述第一、第二粗砂层中含有吸附性功能材料；所述生物净化层底部排水层还设有渗透管，所述渗透管与排水管相连接。本实用新型将传统的垂直流人工湿地结构设置替代为带淹没层的生态滤池结构，有效地提高了污水脱氮除磷净化处理功效。

Description

一种高效生态湿地净化系统

技术领域

本实用新型属于水处理技术领域，尤其是涉及一种高效生态湿地净化系统。

背景技术

人工湿地( Constructed Wetland )是通过模拟自然湿地而人为设计和建造的具有可控性和工程化特点，以基质、植物及微生物协同通过物理、化学和生物作用进行水质净化处理的自然生态系统。近20多年来，中国利用人工湿地技术进行水质净化方面做出很多尝试，并取得良好的效果，近年来，国家提出生态城市、海绵城市和污水治理多项发展策略和政策法规，人工湿地净水技术将得到更为广泛的推广。

传统人工湿地的净化系统，根据净化类型可大致划分为水平流式湿地以及垂直流式湿地。所谓水平流式湿地系统，是指污水由进水口一端沿水平方向流动的过程中依次通过砂石、介质、植物根系，流向出水口一端，以达到净化目的。这种水平流式湿地，其既可以与地表流湿地系统结合，也可以与潜流式湿地系统结合。平流式地表流湿地系统，其优点是投资低，缺点是处理能力低，卫生条件差，在我国北方一些地区由于冬季气候寒冷而不能正常运行。同时，水流没有明显的交替循环，只是上部好氧，下部缺氧厌氧，所以效果会比垂直流的差。所谓垂直流式湿地系统，是指污水由表面纵向流至床底，在纵向流的过程中污水依次经过不同的介质层，达到净化的目的。然而，这种垂直流式湿地系统，其最大的问题在污水量过大时，水压过大从而无法充分净化便强行排出，从而无法获得良好的氮、磷的去除效果。或者，通过动力装置，控制污水流量从而确保充分净化，然而人工湿地面积过大，这种动力装置的运行，需要非常大的电力投入，及后续维护成本。同时，无论是否添加动力装置，垂直流式湿地系统，都存在另一高风险缺点，即管路堵塞导致回流。这种故障一旦发生，由于其设置于湿地床下方，其维修成本非常高。由此可见，垂直流式湿地系统无论是基建成本还是后期运行成本（动力控制），还是维修成本，都是非常大的消耗。

例如，申请号为CN202010971416.3的中国实用新型专利公开了一种无动能间歇性垂直流式湿地净化系统，是包括用于存蓄净化对象的第一调水池以及用于将净化对象进行一段净化的第一石滤池的湿地净化系统，其特征在于，所述第一调水池间歇性向所述第一石滤池供水；所述第一调水池水平高度高于所述第一石滤池；所述第一调水池与所述第一石滤池之间设置有可向第一石滤池均匀分洒净化对象的第一分水池。

又如，申请号为CN201710283504.2的中国实用新型专利公开了一种适用于污水厂外排尾水的复合垂直流人工湿地净化系统，技术方案是，基质床体内自上而下沿竖向分别铺设有米石层、硫磺层和石灰石层，构成净化基质，净化基质上均布有伸入石灰石层的通气管，通气管上均布有内外贯通的通气孔，基质床体内设置有分隔墙，分隔墙将基质床体的内腔隔置成互不导通的上行流床体腔和下行流床体腔，上行流床体腔的底部铺设有进水管，下行流床体腔的底部铺设有收水管，分隔墙上部装有两端密封且两端分别水平伸入上行流床体腔和下行流床体腔的米石层内的收水-布水管。

以上现有技术均是以垂直流式为基础的净化系统，在水处理效果上仍需要提高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种高效生态湿地净化系统。本实用新型将传统的垂直流湿地结构设置替代为带淹没层的生态滤池结构，有效地提高了水处理功效。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

本实用新型的一个实施方式提供了一种高效生态湿地净化系统，其特征在于，该系统包括依次连接的进水渠、沉淀过滤箱、污水调节井、生态滤池、紫外线消毒箱以及储水池，所述生态滤池为高效脱氮除磷的主要结构，生态滤池池体四周铺设防渗土工布，生态滤池内部从上至下依次设置有种植层和生物净化层，所述种植层种植有净化功能的湿地植物，所述生物净化层包括沿着进水方向依次设置的第一粗砂层、生物活性污泥层、介质沙质层以及第二粗砂层、排水层；所述介质沙质层中含有生物质复合固体碳源包埋小球，所述第一、第二粗砂层中含有吸附性功能材料；所述介质沙质层以及第二粗砂层设置为常淹没状态形成淹没层，所述生物净化层底部排水层还设有渗透管，所述渗透管与排水管相连接。

根据本实用新型的上述一个实施方式提供的一种高效生态湿地净化系统，其特征在于，所述生态滤池侧壁上设有溢流口，所述溢流口通过管路连接至污水调节井，所述污水调节井通过管路连接至沉淀过滤箱，进水渠通过管路连接至沉淀过滤箱，所述紫外线消毒箱通过管路连接至储水池。

根据本实用新型的上述一个实施方式提供的一种高效生态湿地净化系统，其特征在于，所述第一粗砂层粒径分布为0.5mm~1.5mm。

根据本实用新型的上述一个实施方式提供的一种高效生态湿地净化系统，其特征在于，所述生物质复合固体碳源包埋小球是由零价铁、经热碱法处理的天然生物碳源和活性炭按比例填充到直径为80mm的聚乙烯悬浮球中制成。

根据本实用新型的上述一个实施方式提供的一种高效生态湿地净化系统，其特征在于，所述第二粗砂层粒径分布为1mm~2mm。

根据本实用新型的上述一个实施方式提供的一种高效生态湿地净化系统，其特征在于，所述吸附性功能材料粒径分布为1mm~10mm，选自活性炭和零价铁混合物，或者沸石和零价铁混合物；二者质量比为5:1，混合物质量为过滤层填料质量的3%~5%。

根据本实用新型的上述一个实施方式提供的一种高效生态湿地净化系统，其特征在于，所述种植层中含有供植物生长的肥料；其中，每100m²表面积的填料中添加0~82kg供植物生长的肥料；所述的供植物生长的肥料中含有如下成分：动物有机粪肥61%，过磷酸钙2.4%，硫酸镁3.7%，硫酸钾2.4%，微量元素1.2%，氮磷钾肥4.9%，生石灰24.4%。

根据本实用新型的上述一个实施方式提供的一种高效生态湿地净化系统，其特征在于，所述渗透管的外周包裹有透水土工布；所述污水调节井内设有排水泵。

根据本实用新型的上述一个实施方式提供的一种高效生态湿地净化系统，其特征在于，所述污水调节井内设有进水控制系统，所述储水箱中设有水位监测仪，所述水位监测仪与所述进水控制系统连接。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

本实用新型将传统的垂直流式人工湿地系统替代为带淹没层的生态滤池结构，有效地提高了对污水的处理功效。本实用新型的高效生态湿地净化系统，包括依次连接的进水渠、沉淀过滤箱、污水调节井、生态滤池、紫外线消毒箱、以及储水池。该系统增加了预处理和后处理过程；沉淀过滤箱对污水发挥初级沉淀过滤作用，污水调节井用来储存经过初步处理后的污水。紫外线消毒箱设置在后处理过程中，能够将污水中的微生物杀死去除，最后得到的洁净水储存在储水箱中，用于灌溉、或者景观供水等。

本实用新型的生态滤池结构，内部从上至下依次设置有种植层和生物净化层，所述生物净化层包括沿着进水方向依次设置的第一粗砂层、生物活性污泥层、介质沙质层以及第二粗砂层；所述第一粗砂层和第二粗砂层中均含有吸附性功能材料。在处理过程中，由污水调节井流出的污水依次经过第一粗砂层、生物活性污泥层、介质沙质层以及第二粗砂层。介质沙质层中含有生物质复合固体碳源包埋小球，用于为生化反应提供足够的碳源，第一、第二粗砂层中含有吸附性功能材料，主要用于吸附污水中的污染物，使整个系统的净化效果更进一步得到加强。

在生物净化层底部还设有渗透管，将净化后的水排出。渗透管的外周包裹有透水土工布，这样可以防止生物净化层中的颗粒物堵塞渗透管，并保证水源顺利流出。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例及附图详细说明如后。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明，其中：

图1是本实用新型的高效生态湿地净化系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。需要说明的是，附图仅为示例性说明，并未按照严格比例绘制，而且其中可能有为描述便利而进行局部放大、缩小，对于公知部分亦可能有一定缺省。

如图1所示，本实用新型的较佳实施例提供了一种高效生态湿地净化系统，该系统包括依次连接的进水渠1、沉淀过滤箱2、污水调节井3、生态滤池4、紫外线消毒箱5以及储水池6。生态滤池4为高效脱氮除磷的主要结构，生态滤池池体四周铺设防渗土工布。生态滤池内部从上至下依次设置有种植层41和生物净化层42。种植层41种植有净化功能的湿地植物。生物净化层42包括沿着进水方向依次设置的第一粗砂层421、生物活性污泥层422、介质沙质层423以及第二粗砂层424、排水层。介质沙质层423中含有生物质复合固体碳源包埋小球。第一粗砂层421、第二粗砂层424中含有吸附性功能材料。介质沙质层423以及第二粗砂层424设置为常淹没状态形成淹没层。生物净化层43底部的排水层还设有渗透管7。渗透管7与排水管相连。

在本实用新型的优选实施例中，生态滤池41侧壁上设有溢流口。溢流口通过管路连接至污水调节井3。污水调节井3通过管路连接至沉淀过滤箱2。进水渠1通过管路连接至沉淀过滤箱2。紫外线消毒箱5通过管路连接至储水池6。

在本实用新型的优选实施例中，第一粗砂层421粒径分布为0.5mm~1.5mm。

在本实用新型的优选实施例中，生物质复合固体碳源包埋小球是由零价铁、经热碱法处理的天然生物碳源和活性炭按比例填充到直径为80mm的聚乙烯悬浮球中制成。

在本实用新型的优选实施例中，第二粗砂层424粒径分布为1mm~2mm。

在本实用新型的优选实施例中，吸附性功能材料粒径分布为1mm~10mm，选自活性炭和零价铁混合物，或者沸石和零价铁混合物；二者质量比为5:1，混合物质量为过滤层填料质量的3%~5%。

在本实用新型的优选实施例中，种植层42中含有供植物生长的肥料；其中，每100m²表面积的填料中添加0~82kg供植物生长的肥料。该供植物生长的肥料中含有如下成分：动物有机粪肥61%，过磷酸钙2.4%，硫酸镁3.7%，硫酸钾2.4%，微量元素1.2%，氮磷钾肥4.9%，生石灰24.4%。

在本实用新型的优选实施例中，渗透管7的外周包裹有透水土工布。污水调节井3内设有排水泵31。

在本实用新型的优选实施例中，生态湿地系统水力停留时间设置为24h~48h之间。

在本实用新型的优选实施例中，污水调节井3内设有进水控制系统8，储水箱6中设有水位监测仪9，水位监测仪9与进水控制系统8连接。水位监测仪9用于监测储水箱中的水位情况，当监测到储水箱中的水位过高或者过低时，将水位信息传输到进水控制系统，进而控制储水箱降低或者提高放水量。

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，以上所述仅为实用新型的具体实施方式而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种高效生态湿地净化系统，其特征在于，该系统包括依次连接的进水渠、沉淀过滤箱、污水调节井、生态滤池、紫外线消毒箱以及储水池，所述生态滤池池体四周铺设防渗土工布，所述生态滤池内部从上至下依次设置有种植层和生物净化层，所述种植层种植有净化功能的湿地植物，所述生物净化层包括沿着进水方向依次设置的第一粗砂层、生物活性污泥层、介质沙质层以及第二粗砂层、排水层；所述介质沙质层中含有生物质复合固体碳源包埋小球，所述第一、第二粗砂层中含有吸附性功能材料；所述介质沙质层以及第二粗砂层设置为常淹没状态形成淹没层，所述生物净化层底部排水层还设有渗透管，所述渗透管与排水管相连接。

2.根据权利要求1所述的高效生态湿地净化系统，其特征在于，所述生态滤池侧壁上设有溢流口，所述溢流口通过管路连接至污水调节井，所述污水调节井通过管路连接至沉淀过滤箱，进水渠通过管路连接至沉淀过滤箱，所述紫外线消毒箱通过管路连接至储水池。

3.根据权利要求1所述的高效生态湿地净化系统，其特征在于，所述第一粗砂层粒径分布为0.5mm~1.5mm。

4.根据权利要求1所述的高效生态湿地净化系统，其特征在于，所述第二粗砂层粒径分布为1mm~2mm。

5.根据权利要求1所述的高效生态湿地净化系统，其特征在于，所述吸附性功能材料粒径分布为1mm~10mm。

6.根据权利要求1所述的高效生态湿地净化系统，其特征在于，所述种植层中含有供植物生长的肥料；其中，每100m²表面积的填料中添加0~82kg供植物生长的肥料。

7.根据权利要求1所述的高效生态湿地净化系统，其特征在于，所述渗透管的外周包裹有透水土工布；所述污水调节井内设有排水泵。

8.根据权利要求1所述的高效生态湿地净化系统，其特征在于，所述污水调节井内设有进水控制系统，所述储水池中设有水位监测仪，所述水位监测仪与所述进水控制系统连接。

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