CN218321068U - 一种多级垂直流复合型人工湿地系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多级垂直流复合型人工湿地系统，沿污水水流方向依次设置有折流沉淀池、生态拦截池、垂直流复合型人工湿地处理池、集水池和紫外消毒池。污水先经过折流沉淀池去除大的悬浮颗粒物和部分氮磷污染物，再经过生态拦截池进行吸附降解，然后经过多级垂直流人工湿地进行多次降解净化，最后经过紫外消毒池进行除菌消毒。本实用新型保障人工湿地系统稳定且高效运行，使生态拦截滤池内的填料得到充分和可持续利用，同时通过多级的上行和下行流向提高人工湿地系统的处理效果，减少处理负荷。

Description

一种多级垂直流复合型人工湿地系统

技术领域

本实用新型属于污水生态处理领域，具体涉及一种多级垂直流复合型人工湿地系统。

背景技术

人工湿地系统是一种利用土壤、填料、动植物和微生物等介质通过物理、化学和生物三重协同作用，对污水进行净化处理的自然生态处理技术。具有投资和运行成本低、污水处理效果好、抗冲击力强、可美化生态环境等优点，具有极其广阔的应用前景。

人工湿地系统根据污水在其内部流动的方式，可分为表流湿地和潜流湿地，其中表流人工湿地系统的水面暴露于大气，污水在人工湿地系统表面漫流；潜流湿地又可根据水流的流向细分为水平潜流人工湿地系统和垂直流人工湿地系统。水平潜流人工湿地系统是指污水沿水平方向依次通过填料介质到达植物根系，最后流出达到净化目的。垂直流人工湿地系统是指污水沿纵向依次经过填料层中不同的介质，水流从上向下的垂直流动净化水质。

表流湿地系统水力负荷较低、占地面积大，处理能力较低且不美观；水平潜流人工湿地系统占地面积大且复氧能力较差，水质净化能力有限；垂直潜流人工湿地系统较水平潜流人工湿地系统，硝化效果好，但是反硝化作用不足，不能在单个人工湿地系统内部形成交替好氧、缺氧、厌氧条件。单一类型的人工湿地系统的污水处理结构较为简单，除污率不高。

此外，污水中的颗粒物易造成人工湿地系统阻塞现象，从而影响人工湿地系统的稳定性。由于一般人工湿地系统中的填料铺设面积大且处于水面下，故不易更换。另外仅利用物理沉淀、化学吸附以及生物降解的处理手段不能处理污水中的细菌、病毒等污染物。

实用新型内容

本实用新型的目的为解决现有技术存在的上述问题，提供一种多级垂直流复合型人工湿地系统。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种多级垂直流复合型人工湿地系统，包括折流沉淀池，还包括生态拦截池、垂直流复合型人工湿地处理池、集水池和紫外消毒池；折流沉淀池包括折流池和倒锥形集泥池，倒锥形集泥池设置在折流池底部，折流池的底部与生态拦截池的底部通过排水管连通；生态拦截池的顶部与垂直流复合型人工湿地处理池的溢流侧顶部通过溢流连通；垂直流复合型人工湿地处理池的出水侧顶部通过出水管与集水池连通；集水池与紫外消毒池溢流连通。

如上所述折流沉淀池的折流池侧面底部设有排水管，排水管与折流沉淀池连通的一端安装有过滤网，倒锥形集泥池底部设有排泥管，排泥管上设置放空阀。

如上所述生态拦截池内自下至上依次设置布水层、生物质炭层和沸石填料层；布水层内设置有布水管，布水管均匀分布于布水层内，布水管的管壁设置有布水孔，布水管与所述排水管连通。

如上所述布水层与生物质炭层之间设置有第一网格填料架、生物质炭层与沸石填料层之间设置第二网格填料架。

如上所述生物质炭层包括铺设在第一网格填料架上的生物质炭填料笼以及填充在生物质炭填料笼中的生物质炭填料，所述沸石填料层包括铺设在第二网格填料架上的沸石填料笼以及填充在沸石填料笼内的沸石填料。

如上所述垂直流复合型人工湿地处理池内由上而下依次设置有植物层、土壤层、沙砾层、以及生物沸石层；土壤层铺设厚度为20-30cm，沙砾层铺设厚度为60-80cm，生物沸石层铺设厚度为20-30cm。

如上所述植物层与土壤层之间设置具有镂空孔的盖板，植物层的植物的根部种植于由镂空孔所划分的土壤层中。

如上所述垂直流复合型人工湿地处理池内由多个中隔板依次分隔为多级上下行垂直人工湿地单元，中隔板与垂直流复合型人工湿地处理池底部连接，中隔板与所述盖板之间留有溢流间距；

每一级上下行垂直人工湿地单元由折流挡板分隔为湿地垂直下行通道和湿地垂直上行通道，折流挡板的底部与垂直流复合型人工湿地处理池底部保持设定的处理池底部间距，处理池底部间距作为湿地垂直下行通道和湿地垂直上行通道的过水通道；折流挡板顶端与土壤层顶面平齐，上一级上下行垂直人工湿地单元的湿地垂直上行通道和下一级上下行垂直人工湿地单元的湿地垂直下行通道通过中隔板的顶部的溢流间距溢流连通。

如上所述折流挡板的底端延伸至生物沸石层中部，同时中隔板顶部延伸至土壤层中部。

如上所述最后一级上下行垂直人工湿地单元的湿地垂直上行通道与集水池通过出水管连通。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、 将传统的单一流向的湿地耦合成多级垂直流复合型人工湿地系统，充分利用垂直流人工湿地系统优势，多重作用复合叠加，使得污水沿垂直方向在多级上下行垂直人工湿地单元内部呈多级上下流动，使得污水在多级上下行垂直人工湿地单元内部形成交替好氧、缺氧、厌氧条件，同时保障硝化效果和反硝化效果，此外延长污水停留时间，使污水与人工湿地系统中的微生物、植物根系和填料得到充分接触从而增强人工湿地系统的除污效率；

2、本实用新型在人工湿地前端设置了折流沉淀池和生态拦截池，折流沉淀池截留部分悬浮颗粒物，生态拦截池中填料和微生物吸附降解部分氮磷污染物，在物理沉淀、吸附降解等多重作用下，去除污水中的大部分污染物，缓解了颗粒物造成湿地系统阻塞现象，确保人工湿地系统稳定高效运行，同时降低进入湿地系统的污染负荷；

3、生态拦截池使用可拆卸的第一网格填料架、第二网格填料架、生物质炭填料笼、以及沸石填料笼，提高了人工湿地系统处理污水的灵活与方便性，也增强填料的充分利用和可持续利用性；

4、污水经过多级上下行垂直人工湿地单元的深度降解净化后经过紫外消毒，能进一步提高出水水质。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

图1是本实用新型具体实施例的总体结构示意图；

图2是垂直流复合型人工湿地处理池的结构示意图；

图3是生态拦截池的结构示意图；

图4是折流沉淀池的排水管的过滤网结构示意图；

图5是生态拦截池的布水管示意图。

图中：1-折流沉淀池、2-生态拦截池、201-布水层、202-生物质炭层、203-沸石填料层、3-垂直流复合型人工湿地处理池、301-植物层、302-土壤层、303-沙砾层、304-生物沸石层、4-集水池、5-紫外消毒池、6-折流挡板、7-排水管、8-过滤网、9-布水管、10-出水管、11-中隔板。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合实例对本实用新型作进一步的详细描述，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本实用新型，并非是对本实用新型的限制。

实施例1：

一种多级垂直流复合型人工湿地系统，如图1所示，包括依次设置的折流沉淀池1、生态拦截池2、垂直流复合型人工湿地处理池3、集水池4和紫外消毒池5：

折流沉淀池1包括折流池和倒锥形集泥池，倒锥形集泥池设置在折流池底部，倒锥形集泥池有利于沉淀后的泥沙收集排放，折流池的底部与生态拦截池2的底部通过排水管7连通；生态拦截池2的顶部与垂直流复合型人工湿地处理池3的溢流侧顶部通过溢流连通；垂直流复合型人工湿地处理池3的出水侧顶部通过出水管10与集水池4连通；集水池4与紫外消毒池5溢流连通；

污水从折流沉淀池1的顶部流入，再依次经过生态拦截池2、垂直流复合型人工湿地处理池3、集水池4和紫外消毒池5，紫外消毒池5设置有出水口，污水最终通过紫外消毒池5的出水口排出。

本实施例中，需保障折流沉淀池1的水位高于生态拦截池2的水位，生态拦截池2的水位高于垂直流复合型人工湿地处理池3的水位，使得污水顺利从折流沉淀池1流入生态拦截池2然后溢出至垂直流复合型人工湿地处理池3。

如图1所示，污水进入折流沉淀池1，去除大部分大颗粒悬浮固体颗粒，在折流沉淀池1的折流池侧面底部向上50mm处设有排水管7，排水管7与折流沉淀池1连通的一端安装有过滤网8，排水管7另一端与生态拦截池2的布水管9连通，如图4所示，过滤网8孔隙为4-8目。倒锥形集泥池底部中心向上40mm处设有排泥管，排泥管上设置放空阀，当倒锥形集泥池内沉淀堆积一定量的泥沙后，可以通过控制放空阀打开，泥沙通过排泥管对外排放。

在生态拦截池2内自下至上依次设置布水层201、生物质炭层202和沸石填料层203，布水层201内设置有布水管9，布水管9均匀分布于布水层201内，本实施例中布水管9呈井字形排布。布水管9的管壁设置有布水孔，使得污水在水压作用下从布水管9内向上流出，排水管7与布水管9连通，污水沿排水管7从折流沉淀池1进入生态拦截池2的布水层201，通过布水管9在生态拦截池2中均匀布水，之后水流沿垂直向上方向依次经过生物质炭层202和沸石填料层203，通过生物质炭和沸石填料的吸附降解，去除水体内的生化需氧量、氮、磷和固体悬浮颗粒物等污染物。布水层201中布水管9的设计使污水均匀向上流出从而与生物质炭和沸石填料得到更加充分接触，提升净化效果。

布水层201与生物质炭层202之间设置有第一网格填料架、生物质炭层202与沸石填料层203之间设置第二网格填料架，第一网格填料架和第二网格填料架与生态拦截池2的内壁可拆卸连接，将生物质炭和沸石填料分别放置于第一网格填料架和第二网格填料架上避免上层生物质炭和沸石填料直接与布水管9接触，避免堵塞布水孔，布水层201与生物质炭层202之间为面渗透，更有利于污水渗透。进一步，为便于对填料的更换，生物质炭层202包括铺设在第一网格填料架上的生物质炭填料笼以及填充在生物质炭填料笼中的生物质炭填料，所述沸石填料层203包括铺设在第二网格填料架上的沸石填料笼以及填充在沸石填料笼内的沸石填料，生物质炭填料笼和沸石填料笼上连接有提拉绳索，第一网格填料架、第二网格填料架、生物质炭填料笼和沸石填料笼的设置，有利于生物质炭和沸石的更换，当需要更换沸石填料时，通过提拉绳索提出各个沸石填料笼，更换沸石填料笼中的沸石填料，进一步的，当需要更换生物质炭填料时，拆除第二网格填料架，通过提拉绳索提出各个生物质炭填料笼，更换生物质炭填料笼中的生物质炭填料。

垂直流复合型人工湿地处理池3内由上而下依次设置有植物层301、土壤层302、沙砾层303、以及生物沸石层304。其中，土壤层302铺设厚度为20-30cm，沙砾层303铺设厚度为60-80cm，生物沸石层304铺设厚度为20-30cm。植物层301与土壤层302之间设置具有镂空孔的盖板，植物层301的植物的根部种植于由镂空孔所划分的土壤层302中。

垂直流复合型人工湿地处理池3内由多个中隔板11依次分隔为多级上下行垂直人工湿地单元，中隔板11与垂直流复合型人工湿地处理池3底部连接，中隔板11与盖板之间留有溢流间距，使得上一级上下行垂直人工湿地单元和下一级上下行垂直人工湿地单元仅通过中隔板11的顶部的溢流间距溢流连通。

进一步，每一级上下行垂直人工湿地单元由折流挡板6分隔为湿地垂直下行通道和湿地垂直上行通道，折流挡板6的底部与垂直流复合型人工湿地处理池3底部保持设定的处理池底部间距，处理池底部间距作为湿地垂直下行通道和湿地垂直上行通道的过水通道；折流挡板6顶端与土壤层302顶面平齐，优选的，折流挡板6的顶部与盖板连接，使得每一级的上下行垂直人工湿地单元内的湿地垂直下行通道和湿地垂直上行通道仅通过过水通道进行连通；上一级上下行垂直人工湿地单元的湿地垂直上行通道和下一级上下行垂直人工湿地单元的湿地垂直下行通道，通过中隔板11的顶部溢流连通。

折流挡板6的底端延伸至生物沸石层304中部，同时中隔板11顶部延伸至土壤层302中部从而保障污水同微生物、植物根系、沙砾和生物沸石得到充分接触，增强人工湿地系统的净化能力。

生态拦截池2中的污水通过顶部溢流至垂直流复合型人工湿地处理池3的第一级上下行垂直人工湿地单元的湿地垂直下行通道，经过多级上下行垂直人工湿地单元后，污水由最后一级上下行垂直人工湿地单元的湿地垂直上行通道连通的出水管10进入集水池4，然后经过集水池4溢流至紫外消毒池5进行紫外消毒，在紫外消毒池5的出水口处设置止水阀以控制出水的关停，保障污水在紫外消毒池5内经过设定时长的紫外照射后再排出。

综上所述，本实用新型通过折流沉淀池1与生态拦截池2，在物理沉淀（折流沉淀池1）、吸附降解（生态拦截池2）、生物降解（垂直流复合型人工湿地处理池3）以及紫外消毒（紫外消毒池5）等多重作用下，去除污水中的大部分污染物，降低人工湿地系统负荷。生态拦截池2使用可拆卸的第一网格填料架、第二网格填料架、生物质炭填料笼、以及沸石填料笼，提高人工湿地系统处理污水的灵活与方便性，也增强填料的充分利用和可持续利用性。将传统的单一流向的湿地系统耦合成多级上下行流向的人工湿地系统，污水沿垂直方向在人工湿地系统内部呈多级上下流动，使得污水在人工湿地系统内部形成交替好氧、缺氧、厌氧条件，同时保障硝化效果和反硝化效果，此外延长了污水停留时间，使污水与人工湿地系统中的微生物、植物根系、沙砾和生物沸石得到充分接触从而增强人工湿地系统的净化能力。

需要指出的是，本实用新型中所描述的具体实施例仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种多级垂直流复合型人工湿地系统，包括折流沉淀池（1），其特征在于，还包括生态拦截池（2）、垂直流复合型人工湿地处理池（3）、集水池（4）和紫外消毒池（5）；折流沉淀池（1）包括折流池和倒锥形集泥池，倒锥形集泥池设置在折流池底部，折流池的底部与生态拦截池（2）的底部通过排水管（7）连通；生态拦截池（2）的顶部与垂直流复合型人工湿地处理池（3）的溢流侧顶部通过溢流连通；垂直流复合型人工湿地处理池（3）的出水侧顶部通过出水管（10）与集水池（4）连通；集水池（4）与紫外消毒池（5）溢流连通。

2.根据权利要求1所述一种多级垂直流复合型人工湿地系统，其特征在于，所述折流沉淀池（1）的折流池侧面底部设有排水管（7），排水管（7）与折流沉淀池（1）连通的一端安装有过滤网（8），倒锥形集泥池底部设有排泥管，排泥管上设置放空阀。

3.根据权利要求1所述一种多级垂直流复合型人工湿地系统，其特征在于，所述生态拦截池（2）内自下至上依次设置布水层（201）、生物质炭层（202）和沸石填料层（203）；布水层（201）内设置有布水管（9），布水管（9）均匀分布于布水层（201）内，布水管（9）的管壁设置有布水孔，布水管（9）与所述排水管（7）连通。

4.根据权利要求3所述一种多级垂直流复合型人工湿地系统，其特征在于，所述布水层（201）与生物质炭层（202）之间设置有第一网格填料架、生物质炭层（202）与沸石填料层（203）之间设置第二网格填料架。

5.根据权利要求4所述一种多级垂直流复合型人工湿地系统，其特征在于，所述生物质炭层（202）包括铺设在第一网格填料架上的生物质炭填料笼以及填充在生物质炭填料笼中的生物质炭填料，所述沸石填料层（203）包括铺设在第二网格填料架上的沸石填料笼以及填充在沸石填料笼内的沸石填料。

6.根据权利要求1所述一种多级垂直流复合型人工湿地系统，其特征在于，所述垂直流复合型人工湿地处理池（3）内由上而下依次设置有植物层（301）、土壤层（302）、沙砾层（303）、以及生物沸石层（304）；土壤层（302）铺设厚度为20-30cm，沙砾层（303）铺设厚度为60-80cm，生物沸石层（304）铺设厚度为20-30cm。

7.根据权利要求6所述一种多级垂直流复合型人工湿地系统，其特征在于，所述植物层（301）与土壤层（302）之间设置具有镂空孔的盖板，植物层（301）的植物的根部种植于由镂空孔划分的土壤层（302）中。

8.根据权利要求7所述一种多级垂直流复合型人工湿地系统，其特征在于，所述垂直流复合型人工湿地处理池（3）内由多个中隔板（11）依次分隔为多级上下行垂直人工湿地单元，中隔板（11）与垂直流复合型人工湿地处理池（3）底部连接，中隔板（11）与所述盖板之间留有溢流间距；

每一级上下行垂直人工湿地单元由折流挡板（6）分隔为湿地垂直下行通道和湿地垂直上行通道，折流挡板（6）的底部与垂直流复合型人工湿地处理池（3）底部保持设定的处理池底部间距，处理池底部间距作为湿地垂直下行通道和湿地垂直上行通道的过水通道；折流挡板（6）顶端与土壤层（302）顶面平齐，上一级上下行垂直人工湿地单元的湿地垂直上行通道和下一级上下行垂直人工湿地单元的湿地垂直下行通道通过中隔板（11）的顶部的溢流间距溢流连通。

9.根据权利要求8所述一种多级垂直流复合型人工湿地系统，其特征在于，所述折流挡板（6）的底端延伸至生物沸石层（304）中部，同时中隔板（11）顶部延伸至土壤层（302）中部。

10.根据权利要求9所述一种多级垂直流复合型人工湿地系统，其特征在于，所述最后一级上下行垂直人工湿地单元的湿地垂直上行通道与集水池（4）通过出水管（10）连通。

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