CN2844108Y - 高纬度寒冷地区人工湿地污水处理生态系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高纬度寒冷地区人工湿地污水处理生态系统，包括格栅井、初沉池、污水处理分系统、污泥处理分系统，格栅井通过输出泵、管道与初沉池相连，初沉池分别通过输出泵、管道与污水处理分系统和污泥处理分系统相连；潜流池及表流式湿地中的人工介质填料层各层均选用自然材料，并且不用添加剂，无需搅拌、瀑气也更加节省能源，并且整个处理系统结构简单、操作方便，运行费用低，大大降低了成本；由于本实用新型还包括表流式湿地，在净化污水的同时还生长湿地生物，使自然环境中的生物更加多种多样并起到美化环境的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种污水处理系统。
背景技术
目前，在污水处理过程中多通过搅拌、瀑气、并填加化学药剂使水净化，这种处理方法能量消耗大，并且由于设备庞大操作起来也很复杂，需要大量人力，上述种种情况导致污水处理的成本很高。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种自然的、生态和谐、环境安全的、节约能源、操作简单、无需使用添加剂的尤其适用于高纬度寒冷地区的人工湿地污水处理生态系统。
为达到上述目的，本实用新型的技术解决方案为：
一种高纬度寒冷地区人工湿地污水处理生态系统，包括格栅井、初沉池、污水处理分系统、污泥处理分系统，格栅井通过输出泵、管道与初沉池相连，初沉池分别通过输出泵、管道与污水处理分系统和污泥处理分系统相连；
所述格栅井上设置有进水口和出水口，格栅井内从进水口到出水口之间设置有粗格栅及细格栅；
所述初沉池内设有由隔板相互分隔的若干级沉淀池，初沉池的污水输入口位于第一级沉淀池一侧，除最后一级沉淀池外的其它若干级沉淀池底部相通，并且除最后一级沉淀池外的其它任一级沉淀池底部通过污泥泵及管道与污泥处理分系统相连接；
所述污水处理分系统包括至少一个潜流池及至少一个表流式湿地；潜流池底部及四壁均设有防渗层，潜流池内填充有人工生物介质填料层，该人工生物介质填料层由下到上依次为碎石灰石层、碎石层、稻草层及添加有微生物并种有植物的混合层，该混合层包括草炭、堆肥、河砂、壤土及矿物质；所述稻草层上铺设有若干道间隔排列的布水管道，布水管道上开有出水孔，布水管道周围设置有固定布水管道用碎石层，该碎石层与混合层之间设置有稻草层；所述潜流池底部铺设有若干道集水管，集水管道周围设置有固定集水管道用碎石层，每根集水管封闭端及其中部间隔设置有若干个伸出所述人工生物介质填料层的垂直通气管，通气管上端开有通气孔；布水管道、集水管分别与污水处理分系统的进水管、出水管相连；所述表流式湿地底部及四壁设有防渗层，表流式湿地底部防渗层上堆设有人工生物介质填料结构，该人工生物介质填料结构包括碎石层及碎石灰石层，该表流式湿地的四壁种植有植物。
进一步，所述草炭、堆肥、河砂、壤土及矿物质按体积比为1/1/6.8/1/0.2的比例混合。
进一步，所述矿物质中含有铁粉及铝粉。
进一步，所述固定布水管道用碎石层上设有保温介质层。
进一步，所述碎石灰石层的粒径为15-60mm。
进一步，所述碎石层的粒径为15-60mm。
进一步，所述固定布水管道用碎石层截面为正梯形。
进一步，所述固定集水管道用碎石层截面为正梯形。
进一步，所述固定布水管道用碎石层的碎石粒径为10-60mm。
进一步，所述固定集水管道用碎石层的碎石粒径为15-60mm。
由于本实用新型包括格栅井、初沉池、潜流池及表流式湿地，在潜流池中经人工介质填料层的混合层、稻草层、碎石层、碎石灰石层等的过滤作用并经人工介质填料层上的特定微生物的修复作用及芦苇、香蒲、菖蒲、鸢尾等植物的修复作用后，经初步处理的污水经管道进入表流式湿地，在表流式湿地经人工生物介质填料结构进一步净化，并经表流式湿地的四壁种植的芦苇、香蒲、菖蒲、鸢尾等植物的进一步修复作用后，可符合中水标准。人工介质填料层中的多种微生物可分解矿化待处理水中的有机污染物，消减、净化待处理水中的重金属或降低重金属毒性，并对其中的的氮、磷富营养污染进行修复，而芦苇、香蒲、菖蒲、鸢尾等植物可吸收待处理水中的有机物及磷、氮等有害物质，其中芦苇对磷的吸收能力很强，香蒲对氮的吸收能力很强，而菖蒲还能发出香味并可驱赶蚊蝇，另外，上述植物还可以通过改变根际环境来改变污染物的化学形态，从而使根际微生物能够发挥重要作用。所述人工介质填料层空隙率高、渗透能力强，所以在处理污水过程中，更加有利于氧气流通、植物的生长及冬季的保温等，并且强度高，有效防止堵塞，可长期稳定运行；并且，介质独特的空间结构和配置比例，使得人工介质填料层具有较高的微生物附着性能，使根脉人工介质中得以存在种类繁多、数量庞大的各种细菌、真菌、原生动物，从而维持生态系统平衡和完成生态系统的功能。人工介质填料层各层均选用自然材料，并且不用添加剂，无需搅拌、瀑气也更加节省能源，并且整个处理系统结构简单、操作方便，运行费用低，大大降低了成本；由于本发明还包括表流式湿地，在净化污水的同时还生长湿地生物，使自然环境中的生物更加多种多样并起到美化环境的作用。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为潜流池的结构示意图；
图3为隔板的结构示意图；
图4为污泥生物处理矿化系统剖视图；
图5为污泥生物处理矿化系统中泥浆输入管的结构示意图；
图6为污泥生物处理矿化系统中排水管的结构示意图；
图7为潜流池中集水管的结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图具体说明本实用新型：
如图1所示，本实用新型高纬度寒冷地区人工湿地污水处理生态系统包括格栅井1、初沉池2及污水处理分系统、污泥处理分系统，格栅井1通过输出泵、管道与初沉池相连，初沉池分别通过输出泵、管道与污水处理分系统和污泥处理分系统相连；
格栅井1上设置有进水口和出水口，格栅井1内从进水口到出水口之间设置有粗格栅11及细格栅12；
初沉池2内设有由若干个隔板21相互分隔的若干级沉淀池，在本实施例中设有相互分隔的一级沉淀池22、二级沉淀池23、三级沉淀池24及四级沉淀池25，一级沉淀池22一侧设有污泥输入口，四级沉淀池25一侧设有输出口，该一级沉淀池22、二级沉淀池23、三级沉淀池24之间的隔板21底部设有一个供沉淀下来的污泥通过的直径100mm的小孔，上部设有若干个500mm的供水通过的大孔，如图3所示，其中二级沉淀池23底部通过污泥泵及管道与污泥处理分系统相连接；
所述污水处理分系统包括至少一个潜流池3及至少一个表流式湿地4；
如图2所示，潜流池3底部及四壁均设有防渗层31，防渗层31上设有人工生物介质填料层6，该人工生物介质填料层6包括由下到上依次分布的粒径15-60mm的碎石灰石层61、粒径15-60mm的碎石层62、稻草层63及混合层64，该混合层64包括草炭、堆肥、河砂、壤土及含有铁粉及铝粉的矿物质五种成分，该五种成分按体积比为1/1/6.8/1/0.2的比例混合；所述稻草层63上铺设有若干道间隔排列的布水管道7，布水管道7上开有出水孔，布水管道7周围设置有固定管道用碎石层8，该碎石层8与混合层之间设置有稻草层，并且该碎石层截面为正梯形、该碎石层的碎石粒径为10-60mm；所述潜流池3底部铺设有若干道集水管9，集水管9周围设置有固定管道用碎石层，该碎石层截面为正梯形并且该碎石层的碎石粒径为15-60mm；每根集水管9一端封闭，该封闭端及其中部间隔设置有若干个伸出所述填料层6的垂直通气管91，通气管91上端开有通气孔，如图7所示；布水管道7、集水管9分别与污水处理分系统的进水管出水管相连；
另外，为防止布水管道7在天气寒冷时冻裂，在固定管道用碎石层8上设有保温介质10，该保温介质为水稻、玉米等植物的秸杆；所述人工介质填料层6上添加有特定微生物并种植有芦苇、香蒲、菖蒲、鸢尾等植物，以进一步消除水中的污染；
在实际应用中，可根据待处理污水的污染情况，设置若干级潜流池。
表流式湿地4底部及四壁设有防渗层41，并且在底部防渗层上设有人工生物介质填料结构42，该人工生物介质填料层42包括粒径15-60mm的碎石层及粒径15-60mm的碎石灰石层，该表流式湿地4的四壁种植有芦苇、香蒲、菖蒲、鸢尾等植物。
所述污泥处理分系统5为污泥生物处理矿化系统，包括人工湿地床51，该人工湿地床51为带有四壁的池状结构，其四壁及底部设有土工膜防水层52，防水层52上设有填料层53，如图4所示，该填料层53包括由上到下依次分布的粗河砂及草炭混合层531、稻草层532、粒径25-60mm的大粒径碎石层533及粒径13-24mm的小粒径碎石层534，所述粗河砂及草炭混合层的厚度不小于160mm，大粒径碎石层的厚度为150mm，小粒径碎石层的厚度为380mm；在填料层53的粗河砂及草炭混合层上水平铺设有若干道泥浆输入管54，人工湿地床51底部的防水层52上水平铺设有排水管55；所述粗河砂及草炭混合层中，粗河砂与草炭按体积比为2/1混合均匀，所述稻草层中，稻草的长度需大于300mm；所述每道泥浆输入管54分别通过铺设于稻草层上的石块固定结构层56固定，如图5所示，该泥浆输入管54由水平管段及间隔分布于水平管段上的若干个伸出填料层53的垂直管段构成，水平管段末端封闭，垂直管段上端开口为泥浆输出口，并且上端开口处设有管帽；所述石块固定结构层56分别围绕所述泥浆输入管54上的垂直管段设置，该石块固定结构层56的断面为正梯形；如图6所示，所述排水管55由水平管段及间隔分布于水平管段的封闭端及其中部的若干个伸出填料层53的垂直管段构成，水平管段上开设有滤水孔，垂直管段上设有透气通孔；在粗河砂及草炭混合层上种植有湿地植物，这些植物可选择芦苇、香蒲、菖蒲、水葱或鸢尾，或同时种植芦苇、香蒲、菖蒲、水葱、鸢尾，并且芦苇、香蒲、菖蒲、水葱及鸢尾的种植面积比为5/2/1/1/1；另外，在填料层53上还分布有多种微生物。
使用时，待处理污水通过管道进入格栅井1，在格栅井1内经粗格栅11及细格栅12依次过滤后，进入初沉池2的若干级沉淀池，经在一级沉淀池22、二级沉淀池23、三级沉淀池24内依次沉淀后，污水中的部分颗粒状杂质沉在沉池底部，经污泥泵、管道进入污泥处理系统，含颗粒状杂质较少的水进入四级沉淀池25，在四级沉淀池25内通过管道进入潜流池3，在潜流池3内经人工生物介质填料层6的过滤作用、人工介质填料层6上的特定微生物的修复作用及芦苇、香蒲、菖蒲、鸢尾等植物的修复作用后，经初步处理的污水经管道进入表流式湿地4，在表流式湿地4内初步处理后的污水经人工生物介质填料结构42进一步净化，并经表流式湿地4的四壁种植的芦苇、香蒲、菖蒲、鸢尾等植物的进一步修复作用后，可符合中水标准。上述各级连接管道上均设有水泵。
人工介质填料层6中的多种微生物可分解矿化待处理水中的有机污染物，消减、净化待处理水中的重金属或降低重金属毒性，并对其中的的氮、磷富营养污染进行修复，而芦苇、香蒲、菖蒲、鸢尾等植物可吸收待处理水中的有机物及磷、氮等有害物质，其中芦苇对磷的吸收能力很强，香蒲对氮的吸收能力很强，而菖蒲还能发出香味并可驱赶蚊蝇，另外，上述植物还可以通过改变根际环境来改变污染物的化学形态，从而使根际微生物能够发挥重要作用。
Claims (10)
1、一种高纬度寒冷地区人工湿地污水处理生态系统，其特征在于：包括格栅井、初沉池、污水处理分系统、污泥处理分系统，格栅井通过输出泵、管道与初沉池相连，初沉池分别通过输出泵、管道与污水处理分系统和污泥处理分系统相连；
所述格栅井上设置有进水口和出水口，格栅井内从进水口到出水口之间设置有粗格栅及细格栅；
所述初沉池内设有由隔板相互分隔的若干级沉淀池，初沉池的污水输入口位于第一级沉淀池一侧，除最后一级沉淀池外的其它若干级沉淀池底部相通，并且除最后一级沉淀池外的其它任一级沉淀池底部通过污泥泵及管道与污泥处理分系统相连接；
所述污水处理分系统包括至少一个潜流池及至少一个表流式湿地；潜流池底部及四壁均设有防渗层，潜流池内填充有人工生物介质填料层，该人工生物介质填料层由下到上依次为碎石灰石层、碎石层、稻草层及添加有微生物并种有植物的混合层，该混合层包括草炭、堆肥、河砂、壤土及矿物质；所述稻草层上铺设有若干道间隔排列的布水管道，布水管道上开有出水孔，布水管道周围设置有固定布水管道用碎石层，该碎石层与混合层之间设置有稻草层；所述潜流池底部铺设有若干道集水管，集水管道周围设置有固定集水管道用碎石层，每根集水管封闭端及其中部间隔设置有若干个伸出所述填料层的垂直通气管，通气管上端开有通气孔；布水管道、集水管分别与污水处理分系统的进水管、出水管相连；所述表流式湿地底部及四壁设有防渗层，表流式湿地底部防渗层上堆设有人工生物介质填料结构，该人工生物介质填料结构包括碎石层及碎石灰石层，该表流式湿地的四壁种植有植物。
2、如权利要求1所述的高纬度寒冷地区人工湿地污水处理生态系统，其特征在于：所述草炭、堆肥、河砂、壤土及矿物质按体积比为1/1/6.8/1/0.2的比例混合。
3、如权利要求1所述的高纬度寒冷地区人工湿地污水处理生态系统，其特征在于：所述矿物质中含有铁粉及铝粉。
4、如权利要求1所述的高纬度寒冷地区人工湿地污水处理生态系统，其特征在于：所述固定布水管道用碎石层上设有保温介质层。
5、如权利要求1所述的高纬度寒冷地区人工湿地污水处理生态系统，其特征在于：所述碎石灰石层的粒径为15-60mm。
6、如权利要求1所述的高纬度寒冷地区人工湿地污水处理生态系统，其特征在于：所述碎石层的粒径为15-60mm。
7、如权利要求1所述的高纬度寒冷地区人工湿地污水处理生态系统，其特征在于：所述固定布水管道用碎石层截面为正梯形。
8、如权利要求1所述的高纬度寒冷地区人工湿地污水处理生态系统，其特征在于：所述固定集水管道用碎石层截面为正梯形。
9、如权利要求1所述的高纬度寒冷地区人工湿地污水处理生态系统，其特征在于：所述固定布水管道用碎石层的碎石粒径为10-60mm。
10、如权利要求1所述的高纬度寒冷地区人工湿地污水处理生态系统，其特征在于：所述固定集水管道用碎石层的碎石粒径为15-60mm。
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