CN104556564B - 一种多介质人工湿地污水净化床 - Google Patents

一种多介质人工湿地污水净化床 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多介质人工湿地污水净化床，属于水处理技术领域。本发明包括进水管、布水渠、砾石过滤层、过水花墙、煤渣腐木铁屑复合净化层、隔墙一、改性累托石陶粒复合净化层、隔墙二、多孔混凝土沸石复合净化层、碎石灰石层、隔墙三、粘土与种植土复合层、混凝土防渗层、集水渠、集水管道、高度可调节出水口、出水管。粘土与种植土复合层位于装置最上层，粘土与种植土复合层下面是碎石灰石层，碎石灰石层下面从过水花墙后依次是煤渣腐木铁屑复合净化层、改性累托石陶粒复合净化层、多孔混凝土沸石复合净化层，最下面是防渗层。本发明利用多种介质的优化组合实现对污水中污染物质的高效净化，装置设计灵活，适应性强、处理效率高。

Description

一种多介质人工湿地污水净化床
技术领域
本发明属于水处理装置技术领域，具体涉及人工湿地处理净化污水技术。
背景技术
人工湿地作为一种生态处理技术，自上个世纪五六十年代被生态学家发现其具有净化水质功能后得到迅速发展，到八十年代已经成为一种污水处理的新技术。目前许多国家用人工湿地处理各类污水，包括城市生活污水、工业污水、暴雨径流、农业面源污染污水、垃圾渗滤液、受污染河流湖泊等地表水、养殖污水、污泥脱出水等。人工湿地是一个由动植物、微生物、介质等构成的水生生态***，通过各组成部分间相互协同作用，使湿地***稳定运转，并具有较优的净化能力。目前人工湿地已经作为一种低投入，高效率，易维护的生态工程设施在世界各地广泛地应用。对氮、磷元素的去除是人工湿地***最主要的功能之一。近年来，关于氮、磷元素在人工湿地***中去除的相关研究在国内外得到了蓬勃的开展。如专利号为：201410217395.O，专利说明书中介绍了低污染水脱氮的人工湿地装置及其处理方法。
目前常见的人工湿地处理装置及其缺点如下：
（1）表面流人工湿地。装置由土壤、水生植物等组成。污水从介质上流过，经过植物吸收、附着微生物降解得到净化。缺点是处理效率低、卫生条件差、易受外界运行条件干扰。
（2）潜流人工湿地。潜流人工湿地包括水平流人工湿地和垂直流人工湿地，污水由介质内部流过，改善了卫生条件、加强了运行稳定性能、提高了处理效率。缺点是污水停留时间、水位不好控制，应对污水水质变化变化能力差。
（3）传统复合流人工湿地。复合流人工湿地一般指表面流人工湿地和潜流人工湿地进行组合，还有潜流人工湿地间的平流人工湿地和垂直流人工湿地进行组合。污水经过复合流人工湿地，其污染物质的处理效率比单一湿地有了提高，但是复合流人工湿地基建投资较高、对外界运行条件要求较高、运行管理麻烦。
发明内容
本发明的目的在于提高人工湿地处理污染物的效率，增强人工湿地灵活应对污水水质变化的能力。本净化床中按一定顺序排列的介质复合净化层，能增加去除污染物的种类并且提高对污染物的处理效率。装置中高度可调节的出水口可通过调节出水高度，控制污水在整个净化床内的水位，也就是调节在碎石灰石层中的淹没深度，从而控制总磷的净化效果。本净化床可针对污水进水水质进行灵活调节，处理效率高、适应性强。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种多介质人工湿地污水净化床，其特征在于：包括进水管、布水渠、砾石过滤层、过水花墙、煤渣腐木铁屑复合净化层、隔墙一、改性累托石陶粒复合净化层、隔墙二、多孔混凝土沸石复合净化层、碎石灰石层、隔墙三、粘土与种植土复合层、混凝土防渗层、集水渠、集水管道、高度可调节出水口、出水管。所述砾石过滤层位于布水渠底部；过水花墙位于布水渠后；粘土与种植土复合层在装置最上面的位置，下面紧接着是碎石灰石层；碎石灰石层下面从过水花墙后依次是煤渣腐木铁屑复合净化层、隔墙一、改性累托石陶粒复合净化层、隔墙二、多孔混凝土沸石复合净化层；隔墙三位于改性累托石陶粒复合净化层中间位置，向上穿过碎石灰石层和粘土与种植土复合层；装置最下面是防渗层；集水管道接高度可调节出水口，高度可调节出水口位于集水渠的中间位置。
其中所述的砾石过滤层，砾石层厚度50-70cm，砾石粒径10-20mm，可去除污水中大部分的颗粒污染物。
其中所述的煤渣腐木铁屑复合净化层，此层中煤渣粒径为5-15mm、腐木粒径为10-20mm、铁屑粒径为2-4mm，三者按照体积比70：29.5：0.5均匀混合，在此复合净化层，重点去除污水中的有机污染物，同时铁屑可以还原降解污水中的一些难降解的污染物物质，降低后续净化负荷。
其中所述的改性累托石陶粒复合净化层，此层中改性累托石粒径为4-8mm，陶粒粒径6-8mm；二者按照体积比2：1均匀混合。在此层中重点去除污水中的氨氮、总氮等污染物质，同时对有机污染物也有较好的去除能力。
其中所述的多孔混凝土沸石复合净化层，此层中多孔混凝土粒径为5-15mm，多孔混凝土内部孔隙率不小于40%，沸石粒径5-8mm；二者按照体积比1：1均匀混合。在此层中利用多孔混凝土的吸附性能和沸石的对氨氮净化能力进一步去除污水中的悬浮固体、氨氮等污染物质，确保出水达到相应的水质要求。
其中所述的高度可调节的出水口可通过调节出水高度，控制污水在整个净化床内的水位，也就是调节在碎石灰石层中的淹没深度，从而控制总磷的净化效果，即当污水中总磷含量高时，淹没深度高，污水和石灰石接触时间长，则总磷去除量大；相应的，若污水中总磷含量低时，则调节出水口高度，降低淹没深度，缩短污水与石灰石接触时间，减少石灰石的消耗，提升本净化床的使用寿命。
其中所述的粘土与种植土的复合层，种植具有一定净化能力和景观效果的植物，在植物生长期可利用植物根系的净化作用，提升本净化床的总体净化效果。
本污水净化床在进行工作时，污水由进水管进入布水渠，通过砾石过滤层，然后经过过水花墙均匀进入煤渣腐木铁屑复合净化层，在此复合净化层内污水由下向上流动，经过碎石灰石层，翻过隔墙顶部进入改性累托石陶粒复合净化层。之后，污水在此翻过隔墙顶部进入多孔混凝土沸石复合净化层，经过此复合净化层的处理，净化后的污水由给水管道收集后通过高度可调节的出水口进入集水渠，最终通过出水管排放。
本发明的有益效果是，污水中的有机污染物通过多介质复合净化层可以得到有效地去除；净化床可以灵活的适应污水水质的变化。本发明利用多种介质的优化组合实现对污水中污染物质的高效净化，装置设计灵活，适应性强、处理效率高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中，1-进水管，2-布水渠，3-砾石过滤层，4-过水花墙，5-煤渣腐木铁屑复合净化层，6-隔墙一，7-改性累托石陶粒复合净化层，8-隔墙二，9-多孔混凝土沸石复合净化层，10-碎石灰石层，11-隔墙三，12-粘土与种植土复合层，13-混凝土防渗层，14-集水渠，15-集水管道，16-高度可调节出水口，17-出水管。
具体实施方式
如图1所示，本装置包括进水管1、布水渠2、砾石过滤层3、过水花墙4、煤渣腐木铁屑复合净化层5、隔墙一（6）、改性累托石陶粒复合净化层7、隔墙二（8）、多孔混凝土沸石复合净化层9、碎石灰石层10、隔墙三（11）、粘土与种植土复合层12、混凝土防渗层13、集水渠14、集水管道15、高度可调节出水口16、出水管17；所述砾石过滤层3位于布水渠2底部；过水花墙4位于布水渠2后；粘土与种植土复合层12在装置最上面的位置，下面紧接着是碎石灰石层10；碎石灰石层10下面从过水花墙4后依次是煤渣腐木铁屑复合净化层5、隔墙16、改性累托石陶粒复合净化层7、隔墙二（8）、多孔混凝土沸石复合净化层9；隔墙三（11）位于改性累托石陶粒复合净化层7中间位置，向上穿过碎石灰石层10和粘土与种植土复合层12；装置最下面是混凝土防渗层13；集水管道15接高度可调节出水口16，高度可调节出水口16位于集水渠14的中间位置。
本污水净化床在进行工作时，生活污水由进水管进入布水渠，通过砾石过滤层，然后经过过水花墙均匀进入煤渣腐木铁屑复合净化层，在此复合净化层内污水由下向上流动，经过碎石灰石层，翻过隔墙顶部进入改性累托石陶粒复合净化层。之后，污水在此翻过隔墙顶部进入多孔混凝土沸石复合净化层，经过此复合净化层的处理，净化后的污水由给水管道收集后通过高度可调节的出水口进入集水渠，最终通过出水管排放。本人工湿地净化床设计负荷大于0.08m3/m2?d；生活污水经过此多介质净化床，污水COD、氨氮和总磷的去除效率分别大于90%，80%和75%。

Claims (6)

1.一种多介质人工湿地污水净化床，其特征在于，包括进水管、布水渠、砾石过滤层、过水花墙、煤渣腐木铁屑复合净化层、隔墙一、改性累托石陶粒复合净化层、隔墙二、多孔混凝土沸石复合净化层、碎石灰石层、隔墙三、粘土与种植土复合层、混凝土防渗层、集水渠、集水管道、高度可调节出水口、出水管；所述砾石过滤层位于布水渠底部；过水花墙位于布水渠后；粘土与种植土复合层在所述一种多介质人工湿地污水净化床最上面的位置，下面紧接着是碎石灰石层；碎石灰石层下面从过水花墙后依次是煤渣腐木铁屑复合净化层、隔墙一、改性累托石陶粒复合净化层、隔墙二、多孔混凝土沸石复合净化层；隔墙三位于改性累托石陶粒复合净化层中间位置，向上穿过碎石灰石层和粘土与种植土复合层；所述一种多介质人工湿地污水净化床最下面是混凝土防渗层；集水管道接高度可调节出水口，高度可调节出水口位于集水渠的中间位置。
2.根据权利要求1所述的一种多介质人工湿地污水净化床，其特征在于所述的砾石过滤层，砾石层厚度50-70cm，砾石粒径10-20mm。
3.根据权利要求1所述的一种多介质人工湿地污水净化床，其特征在于所述的煤渣腐木铁屑复合净化层，此层中煤渣粒径为5-15mm、腐木粒径为10-20mm、铁屑粒径为2-4mm，三者按照体积比70：29.5：0.5均匀混合。
4.根据权利要求1所述的一种多介质人工湿地污水净化床，其特征在于所述的改性累托石陶粒复合净化层，此层中改性累托石粒径为4-8mm，陶粒粒径6-8mm；二者按照体积比2：1均匀混合。
5.根据权利要求1所述的一种多介质人工湿地污水净化床，其特征在于所述的多孔混凝土沸石复合净化层，此层中多孔混凝土粒径为5-15mm，多孔混凝土内部孔隙率不小于40%，沸石粒径5-8mm；二者按照体积比1：1均匀混合。
6.根据权利要求1所述的一种多介质人工湿地污水净化床，其特征在于所述的高度可调节出水口可通过调节出水高度，控制污水在整个净化床内的水位，也就是调节在碎石灰石层中的淹没深度，从而控制总磷的净化效果。
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