CN216764456U - 一种脱氮除磷的双层人工湿地 - Google Patents

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本实用新型公开了一种脱氮除磷的双层人工湿地,包括进水管道、溶气装置、喷洒装置、上层湿地池和下层湿地池;其中,上层湿地池从上至下依次包括第一植物层、第一碎石层和第二碎石层,第一碎石层中和第二碎石层之间设有除磷填料和内部固化有硝化细菌的硝化填料;下层湿地池从上至下依次包括第二植物层、第三碎石层和第四碎石层,第三碎石层和第四碎石层之间设有内部固化有反硝化细菌的固体碳源填料。本实用新型具有成本低、负荷高、占地面积小、能对污水进行多层过滤和净化、除磷除氮效果好的优点。

Description

一种脱氮除磷的双层人工湿地
技术领域
本实用新型涉及污水处理设备技术领域,尤其涉及一种脱氮除磷的双层人工湿地。
背景技术
人工湿地是指污水土地处理人工湿地技术,是一种世界关注的水污染控制技术。近年来,人工湿地应用于处理村镇生活污水、控制农业面源污染和河流湖泊富营养化的研究屡见报道。然而,传统的人工湿地污染物负荷低、占地面积大、易堵塞、供氧不足、脱氮除磷效果不理想等不足制约了人工湿地的发展速度和应用规模。
本实用新型就是基于这种情况作出的。
实用新型内容
本实用新型目的是克服了现有技术的不足,提供一种成本低、负荷高、占地面积小、能对污水进行多层过滤和净化、除磷除氮效果好的双层人工湿地。
本实用新型是通过以下技术方案实现的:
一种脱氮除磷的双层人工湿地,包括进水管道,所述进水管道依次连接有溶气装置和喷洒装置,所述喷洒装置下方设有上层湿地池,所述上层湿地池下方设有下层湿地池,且所述上层湿地池和下层湿地池之间设有连通二者的排水管,所述下层湿地池的下部设有出水口;其中,所述上层湿地池从上至下依次包括第一植物层、用于种植植物的第一碎石层和用于滤水的第二碎石层,所述第一碎石层中和第二碎石层之间设有除磷填料和内部固化有硝化细菌的硝化填料;所述下层湿地池从上至下依次包括第二植物层、用于种植植物的第三碎石层和用于滤水的第四碎石层,所述第三碎石层和第四碎石层之间设有内部固化有反硝化细菌的固体碳源填料。
如上所述的一种脱氮除磷的双层人工湿地,所述固体碳源填料和第四碎石层之间设有第五碎石层。
如上所述的一种脱氮除磷的双层人工湿地,所述第一碎石层、第三碎石层和第五碎石层为细碎石层,所述第二碎石层和第四碎石层为粗碎石层。
如上所述的一种脱氮除磷的双层人工湿地,所述第二碎石层中设有第一集水管,所述第一集水管的出水端连接在排水管的进水端。
如上所述的一种脱氮除磷的双层人工湿地,所述第三碎石层中设有布水管,所述布水管的进水端和排水管的出水端之间连通。
如上所述的一种脱氮除磷的双层人工湿地,所述第四碎石层中设有第二集水管,所述第二集水管和出水口之间连通。
如上所述的一种脱氮除磷的双层人工湿地,所述出水口处设有围住出水口的溢流堰,所述第二集水管出水端连接在溢流堰的底部。
如上所述的一种脱氮除磷的双层人工湿地,所述溶气装置包括溶气罐和溶气泵。
如上所述的一种脱氮除磷的双层人工湿地,所述喷洒装置包括若干个充氧喷头。
如上所述的一种脱氮除磷的双层人工湿地,所述充氧喷头上设有锥形收缩喷洒口。
与现有技术相比,本实用新型有如下优点:
1.本实用新型中,在进水管道处设有溶气装置,所述溶气装置用于氧气溶入污水之中,即将空气压缩吹入污水中并搅拌,以使得足够的氧气溶入到污水中,为后面的生化反应以及植物生长提供足够的溶解氧。喷洒装置用于将污水喷洒而出,增大污水与空气接触面积和接触时间,有利于污水溶氧。
2.本实用新型的上层湿地池和下层湿地池相互配合,层层净化,能对污水进行多层过滤和净化,确保污水脱氮除磷的积极效果。污水通过进水管道进入之后,在溶气装置之内溶解一些氧,然后通过喷洒装置将污水均匀喷洒到上层湿地池表面,气水混合液从上往下依次通过上层湿地池的各层,并在此过程去除大部分总磷、氨氮、溶解氧及部分有机物等污染物。上层湿地池出水在底部收集并流至下层湿地池,并均匀布水至下层湿地池的第三碎石层内。然后,污水从上往下依次流过下层湿地池的各层,在此过程中去除剩余的总磷、氨氮、溶解氧、硝态氮等污染物。即第二植物层吸收剩余的总磷、氨氮、COD、溶解氧,在固体碳源填料层内经反硝化反应去除剩余硝态氮。最后污水从出水口排出。本实用新型上层湿地池的除磷填料、硝化填料分别通过物化法以及生化法去除来自水中的总磷、氨氮,然后再通过固体碳源填料经反硝化细菌生化法去除硝态氨,而且还设有多层植物层以及碎石层分别进行污染物吸收和净化,这样,可以保证尽可能的去除掉水中的氮磷等污染物,净化效果好。
3.此外,本实用新型采用双层人工湿地设计,即上层湿地池和下层湿地池上下方向布置,占地面积有效减少,单位面积的污水处理负荷较传统单层人工湿地高很多。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明,其中:
图1是本实用新型结构示意图;
图2是本实用新型设备示意图;
图3是充氧喷头剖视图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1至图3所示的一种脱氮除磷的双层人工湿地,包括进水管道1,所述进水管道1依次连接有溶气装置2和喷洒装置3,所述喷洒装置3下方设有上层湿地池4,所述上层湿地池4下方设有下层湿地池5,且所述上层湿地池4和下层湿地池5之间设有连通二者的排水管6,所述下层湿地池5的下部设有出水口7;其中,所述上层湿地池4从上至下依次包括第一植物层41、用于种植植物的第一碎石层42和用于滤水的第二碎石层45,所述第一碎石层42中和第二碎石层45之间设有除磷填料43和内部固化有硝化细菌的硝化填料44;所述下层湿地池5从上至下依次包括第二植物层51、用于种植植物的第三碎石层52和用于滤水的第四碎石层55,所述第三碎石层52和第四碎石层55之间设有内部固化有反硝化细菌的固体碳源填料53。所述第一碎石层42、第三碎石层52细碎石层(即粒径为5-15mm的碎石堆成的碎石层)。第二碎石层45和第四碎石层55为粗碎石层(即粒径为20-30mm的碎石堆成的碎石层)。
本实用新型中,在进水管道1处设有溶气装置2,所述溶气装置2用于氧气溶入污水之中,即将空气压缩吹入污水中并搅拌,以使得足够的氧气溶入到污水中,为后面的生化反应以及植物生长提供足够的溶解氧。喷洒装置3用于将污水喷洒而出,增大污水与空气接触面积和接触时间,有利于污水溶氧。
所述上层湿地池4上的第一植物层41为能净化水质的植物,可以吸附净化部分污染物,如含氮污染物、含磷污染物。所述第一碎石层42用于种植第一植物层41的植物;所述第一碎石层42用细碎石供植物扎根,同时起到过滤部分渣滓的作用。所述除磷填料43用于吸附污水中的大部分总磷。硝化填料44上固化有硝化细菌(硝酸菌、硝酸菌等),硝化填料44是通过硝化反应(即在有氧条件下,氨氮被亚硝化细菌所氧化成为亚硝酸盐和硝酸盐)去除绝大部分氨氮并生成硝态氮,及消耗大部分溶解氧。此外,除磷填料43粒径较细,硝化填料44的粒径和细碎石接近,硝化填料44这一层还能起到防止除磷填料43往下漏走的作用。第二碎石层45为粗碎石层,主要用于过滤较大的残渣并将水汇集,也有利于布置水管。
所述下层湿地池5中的第二植物层51,同第一植物层41相似,也可以吸附净化部分污染物。所述第三碎石层52用于过滤部分残渣及供植物扎根生长。所述固体碳源填料53内部固化有反硝化细菌(一类能将硝态氮(NO- 3N)还原为气态氮(N2)的细菌群,需要厌氧环境),固体碳源填料53优选为一种能长时间缓慢释放反硝化所需的碳源的填料,避免传统工艺中碳源投加容易过量而影响出水水质的风险,而且对进水的pH、溶解氧等具有较强的适应性。固体碳源填料53不但能有效去除硝酸盐,还能同时去除水中微量有机污染物(如农药等)。优选的,所述固体碳源填料53和第四碎石层55之间设有第五碎石层54。第五碎石层54为细碎石层,这样可以避免固体碳源填料53往下漏走。第四碎石层55为粗碎石层,用于过滤较大的残渣并将水汇集,也有利于布置水管。
本实用新型的上层湿地池4和下层湿地池5相互配合,层层净化,能对污水进行多层过滤和净化,确保污水脱氮除磷的积极效果。污水通过进水管道1进入之后,在溶气装置2之内溶解一些氧,然后通过喷洒装置3将污水均匀喷洒到上层湿地池4表面,气水混合液从上往下依次通过上层湿地池4的各层,并在此过程去除大部分总磷、氨氮、溶解氧及部分有机物等污染物。上层湿地池4出水在底部收集并流至下层湿地池5,并均匀布水至下层湿地池5的第三碎石层52内。然后,污水从上往下依次流过下层湿地池5的各层,在此过程中去除剩余的总磷、氨氮、溶解氧、硝态氮等污染物。即第二植物层51吸收剩余的总磷、氨氮、COD、溶解氧,在固体碳源填料53层内经反硝化反应去除剩余硝态氮。最后污水从出水口7排出。本实用新型上层湿地池4的除磷填料43、硝化填料44分别通过物化法以及生化法去除来自水中的总磷、氨氮,然后再通过固体碳源填料53经反硝化细菌生化法去除硝态氨,而且还设有多层植物层以及碎石层分别进行污染物吸收和净化,这样,可以保证尽可能的去除掉水中的氮磷等污染物,净化效果好。
上层湿地池4和下层湿地池5相互独立,仅通过排水管6连接。
此外,本实用新型采用双层人工湿地设计,即上层湿地池4和下层湿地池5上下方向布置,占地面积有效减少,单位面积的污水处理负荷较传统单层人工湿地高很多。
在本实用新型更具体的实施例中,所述第二碎石层45中设有第一集水管451,所述第一集水管451的出水端连接在排水管6的进水端。第一集水管451优选包括主管以及主管上的若干支管,支管上设有若干进水孔。第二碎石层45中水通过第一集水管451收集,汇集到排水管6中,从而进入到下层湿地池5。
在本实用新型更具体的实施例中,所述第三碎石层52中设有布水管521,所述布水管521的进水端和排水管6的出水端之间连通。布水管521主要是将排水管6出来的水均匀的分布到第三碎石层52中。布水管521包括连接在排水管6的出水端的干管以及连接在干管上的若干分支管,分支管上设有若干喷洒口。
在本实用新型更具体的实施例中,所述第四碎石层55中设有第二集水管551,所述第二集水管551和出水口7之间连通。第二集水管551用于将第四碎石层55中的水引出到出水口7。第二集水管551也包括主管和以及主管上的若干支管,支管上也设有若干进水孔。
在本实用新型更具体的实施例中,所述出水口7处设有围住出水口7的溢流堰71,所述第二集水管551出水端连接在溢流堰71的底部。净化之后的水现在溢流堰71中汇集,水位上升到一定程度之后会从出水口7流出。溢流堰71可以沉降、拦截部分残渣。
在本实用新型更具体的实施例中,所述溶气装置2包括溶气罐21和溶气泵22。压缩空气进入溶气罐21,在溶气罐21于压缩空气充分混合,然后由溶气泵22泵出,由于泵内的加压混合,气体与液体充分溶解,使得污水中含有足够溶解氧,以供后续硝化反应及植物生长。优选的,所述溶气装置2还包括压力表。
在本实用新型更具体的实施例中,所述喷洒装置3包括若干个充氧喷头31,喷洒出的水雾充分与空气接触,有利于氧气溶入。
在本实用新型更具体的实施例中,所述充氧喷头31上设有锥形收缩喷洒口。这样有利于污水更细、更大面积地喷洒而出,形成较细的雾滴,便于与空气接触。
显然,本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例,而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种脱氮除磷的双层人工湿地,其特征在于:包括进水管道(1),所述进水管道(1)依次连接有溶气装置(2)和喷洒装置(3),所述喷洒装置(3)下方设有上层湿地池(4),所述上层湿地池(4)下方设有下层湿地池(5),且所述上层湿地池(4)和下层湿地池(5)之间设有连通二者的排水管(6),所述下层湿地池(5)的下部设有出水口(7);其中,所述上层湿地池(4)从上至下依次包括第一植物层(41)、用于种植植物的第一碎石层(42)和用于滤水的第二碎石层(45),所述第一碎石层(42)中和第二碎石层(45)之间设有除磷填料(43)和内部固化有硝化细菌的硝化填料(44);所述下层湿地池(5)从上至下依次包括第二植物层(51)、用于种植植物的第三碎石层(52)和用于滤水的第四碎石层(55),所述第三碎石层(52)和第四碎石层(55)之间设有内部固化有反硝化细菌的固体碳源填料(53)。
2.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷的双层人工湿地,其特征在于:所述固体碳源填料(53)和第四碎石层(55)之间设有第五碎石层(54)。
3.根据权利要求2所述的一种脱氮除磷的双层人工湿地,其特征在于:所述第一碎石层(42)、第三碎石层(52)和第五碎石层(54)为细碎石层,所述第二碎石层(45)和第四碎石层(55)为粗碎石层。
4.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷的双层人工湿地,其特征在于:所述第二碎石层(45)中设有第一集水管(451),所述第一集水管(451)的出水端连接在排水管(6)的进水端。
5.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷的双层人工湿地,其特征在于:所述第三碎石层(52)中设有布水管(521),所述布水管(521)的进水端和排水管(6)的出水端之间连通。
6.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷的双层人工湿地,其特征在于:所述第四碎石层(55)中设有第二集水管(551),所述第二集水管(551)和出水口(7)之间连通。
7.根据权利要求6所述的一种脱氮除磷的双层人工湿地,其特征在于:所述出水口(7)处设有围住出水口(7)的溢流堰(71),所述第二集水管(551)出水端连接在溢流堰(71)的底部。
8.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷的双层人工湿地,其特征在于:所述溶气装置(2)包括溶气罐(21)和溶气泵(22)。
9.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷的双层人工湿地,其特征在于:所述喷洒装置(3)包括若干个充氧喷头(31)。
10.根据权利要求9所述的一种脱氮除磷的双层人工湿地,其特征在于:所述充氧喷头(31)上设有锥形收缩喷洒口。
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