CN219885815U - 潜流人工湿地与曝汽生物滤池结合一体化预制设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供潜流人工湿地与曝汽生物滤池结合一体化预制设备，涉及污水处理技术领域，包括箱体，所述箱体内从上至下依次设置有垂直潜流人工湿地区以及曝气生物滤池，所述垂直潜流人工湿地区与所述曝气生物滤池之间设置有第一支撑滤板，所述垂直潜流人工湿地区从上之下设置有土壤层、砾石层以及生物活性填料层，所述土壤层上设置有湿地挺水植物，所述砾石层设置有布水管，所述布水管上设置有若干布水孔；所述曝气生物滤池设置有第二支撑滤板，所述第二支撑滤板的上方设置有生物活性滤料层。本实用新型的有益之处是，与传统人工湿地相比，减少对外界环境的依赖，安装便利，结构巧妙，净化效果好，便于维护，降低施工难度。

Description

潜流人工湿地与曝汽生物滤池结合一体化预制设备

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其是一种潜流人工湿地与曝汽生物滤池结合一体化预制设备。

背景技术

人工湿地是一个综合的生态系统，它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。

人工湿地的植物还能够为水体输送氧气，增加水体的活性。湿地植物在控制水质污染，降解有害物质上也起到了重要的作用。

湿地系统中的微生物是降解水体中污染物的主力军。好氧微生物通过呼吸作用，将废水中的大部分有机物分解成为二氧化碳和水，厌氧细菌将有机物质分解成二氧化碳和甲烷，硝化细菌将铵盐硝化，反硝化细菌将硝态氮还原成氮气，等等。通过这一系列的作用，污水中的主要有机污染物都能得到降解同化，成为微生物细胞的一部分，其余的变成对环境无害的无机物质回归到自然界中。

但传统人工湿地存在以下缺陷：

传统人工湿地建造方法需要土石方开挖、土方回填、地基处理、混凝土施工等，往往有较大的工程量和较长施工周期，很难做到一体化安装，且其工程质量也很难得以保证。尤其在一些偏远的山区或者丘陵地带，传统的人工湿地施工更为复杂；此外，传统人工湿地较其他污水处理工艺流程所需的占地面积较大，同时施工要求土方量较大，工程周期较长，在山区和丘陵地带施工难度加大；最后，基质的堵塞对人工湿地的影响非常大，其发生堵塞的原因主要是颗粒小，导水性差、孔隙率低以及悬浮固体的堆积。

传统人工湿地启动时间较长，要等待菌群自然挂膜以及植物自然生长。初期只能依靠基质的吸附和沉淀在发挥去除有机物的作用，并且初期生物挂膜不稳定，导致出水水质不稳定。而且长期运行后基质非常堵塞，导致人工湿地处理能力大大降低。

因此，有必要公开一种新型的潜流人工湿地与曝汽生物滤池结合一体化预制设备以克服上述问题。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术中的缺点，提供一种潜流人工湿地与曝汽生物滤池结合一体化预制设备，与传统人工湿地相比，减少对外界环境的依赖，安装便利，结构巧妙，净化效果好，便于维护。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

潜流人工湿地与曝汽生物滤池结合一体化预制设备，包括箱体，所述箱体内从上至下依次设置有垂直潜流人工湿地区以及曝汽生物滤池，所述垂直潜流人工湿地区与所述曝汽生物滤池之间设置有第一支撑滤板，所述垂直潜流人工湿地区从上之下设置有土壤层、砾石层以及生物活性填料层，所述土壤层上设置有湿地挺水植物，所述砾石层设置有布水管，所述布水管上设置有若干布水孔；所述曝汽生物滤池设置有第二支撑滤板，所述第二支撑滤板的上方设置有生物活性滤料层，所述第二支撑滤板的下方设置有曝气及冲洗气管，所述曝气及冲洗气管的下方设置有集水管，所述集水管上设置有若干集水孔。

更进一步地，所述第一支撑滤板与所述生物活性滤料层之间设置有布水区及冲洗废水收集区，所述布水区及冲洗废水收集区连接有冲洗废水出水管，所述冲洗废水出水管上设置有第一止回阀以及第一闸阀。

更进一步地，所述集水管连接有出水管以及冲洗水管。

更进一步地，所述布水管的数量是两条，对称排布在所述砾石层中同一平面的两侧。

更进一步地，每条所述布水管均连接有入水管，所述入水管上设置有第二止回阀以及第二闸阀。

更进一步地，所述箱体的上边缘设置有暴雨溢流堰。

更进一步地，所述砾石层与所述生物活性填料层之间设置有第三支撑滤板。

更进一步地，所述箱体是高强度耐腐蚀玻璃钢箱，或者所述箱体外设置有防腐涂层碳钢层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本设备的垂直潜流人工湿地区以及曝汽生物滤池均搭建在箱体，与传统人工湿地相比，减少对外界环境的依赖，安装便利，结构巧妙，净化效果好，便于维护，降低施工难度。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，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，在附图中：

图1是本实用新型的总体图；

图2是图1中AA截面的示意图。

图中：1-箱体，2-垂直潜流人工湿地区，201-土壤层，202-砾石层，203-生物活性填料层，204-湿地挺水植物，205-布水管，206-入水管，207-第二止回阀，208-第二闸阀，3-曝汽生物滤池，301-第二支撑滤板，302-生物活性滤料层，303-曝气及冲洗气管，304-集水管，305-布水区及冲洗废水收集区，306-冲洗废水出水管，307-第一止回阀，308-第一闸阀，309-出水管，310-冲洗水管，311-第三支撑滤板，4-第一支撑滤板，5-暴雨溢流堰。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1以及图2所示，潜流人工湿地与曝汽生物滤池结合一体化预制设备，包括箱体1，箱体1是高强度耐腐蚀玻璃钢箱，或者箱体1外喷涂有防腐涂层碳钢材料，从而形成保护层，从而令箱体1结构稳定，防腐防渗透效果好。

箱体1内从上至下依次设置有垂直潜流人工湿地区2以及曝汽生物滤池3，垂直潜流人工湿地区1与曝汽生物滤池2之间设置有第一支撑滤板4，第一支撑滤板4上设置有若干过滤孔，供水留下，第一支撑滤板4是达到过滤支撑的作用，水从垂直潜流人工湿地区2流下并进入至曝汽生物滤池3中。

垂直潜流人工湿地区2从上之下设置有土壤层201、砾石层202以及生物活性填料层203，生物活性填料是一种新型生物活性载体，它采用科学配方，根据污水性质不同，在高分子材料中融合多种有利于微生物快速附着生长的微量元素，经过特殊工艺改性、构造而成，具有比表面积大、亲水性好、生物活性高、挂膜快、处理效果好、使用寿命长等优点，水中的微生物不断在生物活性填料内外表面附着生长，形成生物膜，生物膜与水体中的污染物接触并将其分解，使水质得到净化。

土壤层201上种植有湿地挺水植物204，砾石层202设置有布水管205，布水管205上设置有若干布水孔，外部水从布水管205流入砾石层202，然后留下至生物活性填料层203中达到净化，再进一步留下至曝汽生物滤池3中。

从图2可以看出，在本箱体1中，布水管205的数量是两条，对称排布在砾石层202中同一平面的两侧，采用并联形式布置两个入布水管205接入，根据水量采取同时入水或者间歇入水方式(即两条布水管205轮流进行工作)，间歇入水方式有助于缓解基质堵塞问题；每条布水管205均连接有入水管206，污水从入水管206通入至布水管205中，入水管206上设置有第二止回阀207以及第二闸阀208，第二闸阀208上控制入水管206的通闭，第二止回阀207是防止水逆流。

曝汽生物滤池3设置有第二支撑滤板301，第二支撑滤板301以及后续的第三支撑滤板311的作用均与第一支撑滤板4的作用相同，均是达到过滤支撑的作用；第二支撑滤板301的上方设置有生物活性滤料层302，生物活性滤料属于现有技术，具有孔隙率高、比表面积大、化学性质稳定，机械强度高、内部网状纵横交错不易板结、吸附能力强等优点。它可以用于含重金属的废水处理，有非常好的固定化作用，良好的去除效果；水处理过程中，微生物附着在它表面，可以吸收这些微量元素，进而带动更多微生物存活繁殖，形成一道天然屏障阻挡有害细菌和无机物等进入循环水系统。

第二支撑滤板301的下方设置有曝气及冲洗气管303，曝气的基本作用是产生并促使氧气有效地与水接触，在生物氧化作用不断消耗氧气的情况下提供氧气，保持水中一定的溶解氧浓度。

第一支撑滤板4与生物活性滤料层302之间设置有布水区及冲洗废水收集区305，布水区及冲洗废水收集区305连接有冲洗废水出水管306，冲洗废水出水管306上设置有第一止回阀307以及第一闸阀308，当曝汽生物滤池3进行汽水反冲洗时，水会从曝汽生物滤池3的底部往上涨并最终可以通过冲洗废水出水管306进行排出，第一止回阀307是达到防逆流的作用，第一闸阀308是控制冲洗废水出水管306启闭的作用。

经由垂直潜流人工湿地区2污水处理后，水流入冲洗废水收集区306内均匀混合后，再流入生物活性滤料层302区域，从顶部流向底部集水区，从上层缺氧区流向好氧区，一方面反硝化细菌利用进水中的有机物将进水中的NO3－N转化为N2，实现反硝化脱氮；另一方面，SS通过一系列复杂的物化过程被填料及其上面的生物膜吸附截流在滤床内。经过缺氧区处理的污水进入好氧区，进一步降解有机物和发生硝化作用，同时继续去除SS。以SS形态被截留在滤床内的有机物和被生物膜吸附的有机物实际被降解的时间接近一个运行周期(通常一个运行周期为1d左右)。随着过滤的进行，填料层生物膜增厚，截留的SS不断积累，过滤水头损失增大，达到一定值后进行反冲洗。反冲洗采用气水反冲，即从曝气及冲洗气管303冲入气水。

曝汽生物滤池3曝气过程，气体由下部分曝汽生物滤池3区域进入上部分的垂直潜流人工湿地区2部分，可以增强潜流人工湿地好氧反应。

曝汽生物滤池3汽水反冲洗过程，不但使曝汽生物滤池正常运行，同时可以冲洗垂直潜流人工湿地区2中的基质，以解决基质堵塞的难题；在冲洗时，由于不断地注入水，因此水会从曝汽生物滤池3的底部往上涨并最终可以通过冲洗废水出水管306进行排出。

反冲洗废水回流至工艺前端；放冲洗水源为工艺后端的处理水，亦可为其他清洁水源。

曝气及冲洗气管303的下方设置有集水管304，集水管304上设置有若干集水孔，集水管304连接有出水管309以及冲洗水管310，出水管309以及冲洗水管310是相互独立的，能启闭控制，经过垂直潜流人工湿地区2以及曝汽生物滤池3净化后的水在集水管304完成收集并通过出水管309排出。

砾石层202与生物活性填料层302之间设置有第三支撑滤板311，第三支撑滤板311作为分隔、支撑以及过滤的作用。

箱体1的上边缘设置有暴雨溢流堰5，暴雨溢流堰5是液体溢出的结构，当雨势较大，即污水的进入量大时，暴雨溢流堰5能维持箱体1上液层及使液体均匀溢出的作用。

此设备上部分的垂直潜流人工湿地区2，采用模块化形式。垂直潜流人工湿地区2由一块块模块化的基质、布水管、植物拼接而成。每个模块由网格状耐腐蚀高强度塑料箱体构成，内部由生物填料、碎石层、布水管、植物构成。由于自然挂膜和植物自然生长周期较长，可采用人工挂膜形式，以及植物培植后移植形式，人为干预提前缩短启动周期。垂直潜流人工湿地区2采用并联形式布置，两个布水管205接入，根据水量采取同时入水或者间歇入水方式。间歇入水方式有助于缓解基质堵塞问题。由于模块内布水管采用集成式，在安装过程中只需要对外部管路进行连接，即可完成布水管的安装。此外，由于潜流人工湿地下部分连接曝汽生物滤池3，不需做成传统人工湿地的防渗漏层。垂直潜流人工湿地区2安装在第一支撑滤板4上，采用可拆卸形式，方便后期维修更换的工作。为保持人工湿地其观赏性和营造动植物栖息环境，可采用不同的挺水性植物，同时可在表面投放一些无脊椎或者脊椎动物，以增加整体生态活性。

污水从垂直潜流人工湿地区2的入水口流入，通过埋于碎石层的布水管205流入垂直潜流人工湿地区2。污水从湿地上层碎石层纵向流向填料区于的底部，经过碎石层、填料层流入下部分曝汽生物滤池3。

此设备下部分为曝汽生物滤池3由冲洗废水收集区、冲洗废水管、活性滤料、曝气管/冲洗气管，集水区，出水管、冲洗水管构成。

潜流湿地是较多采用的人工湿地类型。潜流湿地是以亲水植物为表面绿化物，以砂石土壤为填料，让水自然渗透过滤的人造景观。它以无表面水、占地面积小，使用率高维护方便为特点深受人们的喜爱。潜流湿地也可以用于一般性污水处理，底部采用10-12-15-20cm等粒径天然砾石或者吸附型砾石，一侧进水一侧出水，充分的孔隙率保证水的流动，中上层采用次一级粒径的天然砾石或者吸附型砾石，表层采用覆砂或覆土的形式种植亲水性表面绿化植物，在植物根系吸收和砾石的吸附功能的共同作用下起到净化污水的目的。在潜流湿地系统中，污水在湿地床的内部流动，一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的根系及表层土和填料截流等的作用，以提高其处理效果和处理能力；另一方面由于水流在地表以下流动，具有保温性能好、处理效果受气候影响小、卫生条件较好的特点。这种工艺利用了植物根系的输氧作用，对有机物和重金属等去除效果好，但控制相对复杂，传统人工湿地以厌氧和缺氧反应为主，只有少部分在植物根茎处进行好氧反应。

曝汽生物滤池是一种膜法生物处理工艺，微生物附着在载体表面，污水在流经载体表面时，通过有机营养物质的吸附、氧向生物膜内部的扩散以及生物膜中所发生的生物氧化等作用，对污染物质进行氧化分解，使污水得以净化。在滤池中装填一定量粒径较小的颗粒状滤料，滤料表面附着生长生物膜，滤池内部曝气。污水流经时，污染物、溶解氧及其它物质首先经过液相扩散到生物膜表面及内部，利用滤料上高浓度生物膜的强氧化降解能力对污水进行快速净化，此为生物氧化降解过程；同时，因污水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出，此为截留作用；运行一定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物并更新生物膜，此为反冲洗过程。

最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.潜流人工湿地与曝汽生物滤池结合一体化预制设备，其特征在于，包括箱体，所述箱体内从上至下依次设置有垂直潜流人工湿地区以及曝汽生物滤池，所述垂直潜流人工湿地区与所述曝汽生物滤池之间设置有第一支撑滤板，所述垂直潜流人工湿地区从上之下设置有土壤层、砾石层以及生物活性填料层，所述土壤层上设置有湿地挺水植物，所述砾石层设置有布水管，所述布水管上设置有若干布水孔；所述曝汽生物滤池设置有第二支撑滤板，所述第二支撑滤板的上方设置有生物活性滤料层，所述第二支撑滤板的下方设置有曝气及冲洗气管，所述曝气及冲洗气管的下方设置有集水管，所述集水管上设置有若干集水孔。

2.根据权利要求1所述的潜流人工湿地与曝汽生物滤池结合一体化预制设备，其特征在于，所述第一支撑滤板与所述生物活性滤料层之间设置有布水区及冲洗废水收集区，所述布水区及冲洗废水收集区连接有冲洗废水出水管，所述冲洗废水出水管上设置有第一止回阀以及第一闸阀。

3.根据权利要求1所述的潜流人工湿地与曝汽生物滤池结合一体化预制设备，其特征在于，所述集水管连接有出水管以及冲洗水管。

4.根据权利要求1至3任一项所述的潜流人工湿地与曝汽生物滤池结合一体化预制设备，其特征在于，所述布水管的数量是两条，对称排布在所述砾石层中同一平面的两侧。

5.根据权利要求4所述的潜流人工湿地与曝汽生物滤池结合一体化预制设备，其特征在于，每条所述布水管均连接有入水管，所述入水管上设置有第二止回阀以及第二闸阀。

6.根据权利要求1所述的潜流人工湿地与曝汽生物滤池结合一体化预制设备，其特征在于，所述箱体的上边缘设置有暴雨溢流堰。

7.根据权利要求1所述的潜流人工湿地与曝汽生物滤池结合一体化预制设备，其特征在于，所述砾石层与所述生物活性填料层之间设置有第三支撑滤板。

8.根据权利要求1所述的潜流人工湿地与曝汽生物滤池结合一体化预制设备，其特征在于，所述箱体是高强度耐腐蚀玻璃钢箱，或者所述箱体外设置有防腐涂层碳钢层。