CN106430600A - 一种基于人工湿地的便于维护的污水处理*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于人工湿地的便于维护的污水处理***，包括湿地植物，其特征在于，还包括内部铺设有多种过滤基质的抽屉式密封湿地箱体，所述湿地箱体上方种植有湿地植物，所述湿地箱体内设置有多个具有放置腔的抽屉层，所述抽屉层内分别放置有用于净化污水的过滤基质，所述多个抽屉层自下而上分别放置有大块青石、小砾石、细沙、改性沸石、纳米复合材料、土层；本发明的基于人工湿地的便于维护的污水处理***，强化了人工湿地污水处理工艺的脱氮除磷效率，解决了传统人工湿地处理工艺难以消除重金属污染的问题，同时，降低了污水处理***后期维护的工作量。

Description

一种基于人工湿地的便于维护的污水处理***

技术领域

本发明涉及人工湿地污水净化处理***技术领域，特别是涉及一种基于人工湿地的便于维护的污水处理***。

背景技术

人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。人工湿地是人们模拟天然湿地***结构和功能而建造的、可控制运行的湿地***，用以对受污染水进行处理的一种工艺，由围护结构、人工介质、水生植物等部分构成。当水进入人工湿地时，其污染物被床体吸附、过滤、分解而达到水质净化作用。人工湿地污水处理***所针对的污染物(环境影响主力因子)主要为氮、磷、悬浮物(SS)、有机物(BOD、COD)、重金属等。

人工湿地污水处理技术是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。

人工湿地通过基质截留、过滤、吸附及生物降解作用共同完成。传统的人工湿地在使用中会存在水力高差大、负荷高、氨氮和总磷去除率差的问题。基质是人工湿地的重要组成部分，它为湿地植物、微生物提供了生长环境，自身也参与人工湿地净化污水的物理化学过程，特别是对引起水体富营养化的磷的吸附发挥着重要作用。因此，选择何种材料作为人工湿地基质，直接决定处理***的除磷效率，具有十分重要的意义。

现有的人工湿地污水处理***中，基质在使用时存在以下问题：一方面，一些基质材料对磷的去除率低，脱氮效率低，如传统的土壤、砾石、细沙等；另一方面，一些基质为石块、砾石、细沙等，铺设面积大，大大增加了后期维护的工作量。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷或不足，本发明创新性地提出了一种基于人工湿地的便于维护的污水处理***，强化了人工湿地污水处理工艺的脱氮除磷效率，解决了传统人工湿地处理工艺难以消除重金属污染的问题，同时，降低了污水处理***后期维护的工作量。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于人工湿地的便于维护的污水处理***，包括湿地植物，还包括内部铺设有多种过滤基质的抽屉式密封湿地箱体，所述湿地箱体上方种植有湿地植物，所述湿地箱体内设置有多个具有放置腔的抽屉层，所述抽屉层内分别放置有用于净化污水的过滤基质，所述多个抽屉层自下而上分别放置有大块青石、小砾石、细沙、改性沸石、纳米复合材料、土层；

所述湿地箱体内设置有滑轨，在抽屉层上设置有与滑轨滑动配合的滑轮，所述抽屉层包括有面板、底板和侧板，所述各抽屉层的面板相邻布置，在相邻抽屉层的面板上均设置有用于抽出或推进抽屉层的导向槽，所述导向槽的内侧壁为与面板背面固定连接的挡板，所述导向槽外侧壁的高度低于挡板，所述底板上设置有若干个便于水体层层渗入的通水孔；

所述湿地箱体的底部设置有用于将污水注入湿地箱体内的进水管，所述进水管的一端固定连接有铺设于湿地箱体底层的用于将污水依次输送至各抽屉层的渗水管；所述湿地箱体的顶部设置有用于将依次经过由底层抽屉层渗透过滤至顶层抽屉层污水处理后的的水体流出湿地箱体的出水管。

优选的，所述进水管的另一端设置有用于将污水中颗粒杂质过滤出的过滤网筒，所述过滤网筒的一端开口，另一端固定有过滤网，所述过滤网筒固定有过滤网的一端设置有与进水管内螺纹相配合的外螺纹。

优选的，所述渗水管上均匀分布有若干个由底层抽屉层向顶层抽屉层方向开设的小孔；所述小孔处均设置有可防止进水管堵塞的套筒。

优选的，所述套筒上有与小孔错位设置的用于增加污水流出量的导流槽，所述导流槽呈条形且长度短于套筒长度。

优选的，所述小孔的间距设置为40cm-50cm。

优选的，所述湿地箱体的底部设置有防渗层。

优选的，所述大块青石、小砾石、细沙、改性沸石、纳米复合材料的厚度比为300∶200∶100∶60∶1。

优选的，所述纳米复合材料为MuFe-Na。

优选的，所述湿地箱体内的过滤基质，其粒径由下至上递减。

优选的，所述出水管处设置有用于将过滤处理后的水体抽送至出水管的水泵和用于调节水体流量及防止水体逆流的阀门。

与现有技术方案相比，本发明的有益效果在于：

本发明公开了一种基于人工湿地的便于维护的污水处理***，通过将合成的新型铁系纳米复合材料应用于人工湿地污水处理工艺中，借助纳米复合材料强大的吸附能力、光催化效能和高光降解效率，强化了人工湿地污水处理工艺的脱氮除磷效率，解决了传统人工湿地处理工艺难以消除重金属污染的问题。

本发明的基于人工湿地的便于维护的污水处理***，采用抽屉式的密封湿地箱体，将每种过滤基质自上而下分别放置在各个抽屉层内，将过滤基质分层放置，避免过滤基质混为一体，无法进行单独维护；后期进行过滤基质维护时，抽拉出每个抽屉层，进行过滤基质的更换，降低了后期维护的工作量；湿地箱体底部设置的出水管的一端设置有过滤网筒，可防止污水中的大颗粒杂质随污水流入渗水管内，堵塞渗水管或小孔；过滤网筒固定有过滤网的一端设置有与进水管内螺纹相配合的外螺纹，可拆卸式的过滤网筒，可在后期维护中根据需求进行更换，无需更换整个进水管，节约成本；渗水管上的小孔处均设置有可防止渗水管堵塞的套筒，且套筒上有与小孔错位设置的导流槽，小孔的设置可有效控制污水的流入量，套筒的设置可防止泥沙随污水流入渗水管内，经过长时间的沉积堵塞小孔，影响污水的流入量，导流槽的设置可在污水流入量的可控范围内增加污水的流入量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明湿地箱体的主视图；

图3是本发明抽屉层的结构示意图；

图4是本发明湿地箱体的侧面剖视图；

图5是本发明渗水管和套筒的侧视图；

图6是本发明渗水管的结构示意图1；

图7是本发明渗水管的结构示意图2；

图8是本发明过滤网筒的结构示意图；

图9是实施例1的渗水管铺设示意图；

图10是实施例2的渗水管铺设示意图；

图11是是实施例3的侧视图；

图12是实施例3中导流板的俯视图；

附图标记：1、湿地植物；2、抽屉层；3、大块青石；4、小砾石；5、细沙；6、改性沸石；7、纳米复合材料；8、土层；9、滑轨；10、滑轮；11、面板；12、底板；13、侧板；14、挡板；15、外侧臂；16、通水孔；17、进水管；18、渗水管；19、出水管；20、小孔；21、套筒；22、导流槽；23、防渗层；24、水泵；25、阀门；26、过滤网筒；27、过滤网；28、外螺纹；29、导流板；30、进水腔；31、过滤腔；32、导流孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1所示，本发明提供了一种基于人工湿地的便于维护的污水处理***，包括有湿地植物1、进水管17、渗水管18、湿地箱体、出水管19。湿地植物1通常选用芦苇、香蒲、黑三棱或芦竹，并将湿地植物1种植在湿地箱体的上方；湿地箱体为抽屉式的密封箱体，湿地箱体内设置有多个具有放置腔的抽屉层2，抽屉层2的数量至少设置为六个，每个抽屉层2可分别放置不同的用于净化污水的过滤基质，多个抽屉层2自上而下分别放置有大块青石3、小砾石4、细沙5、改性沸石6、纳米复合材料7、土层8；各层过滤基质的厚度比为：大块青石3∶小砾石4∶细沙5∶改性沸石6∶纳米复合材料7为300∶200∶100∶60∶1，土层8厚度不限；各层过滤基质的粒径为：大块青石3＞小砾石4＞细沙5＞改性沸石6＞纳米复合材料7；纳米复合材料7为MuFe-Na，借助纳米复合材料7强大的吸附能力、光催化效能和高光降解效率，强化人工湿地污水处理工艺的脱氮除磷效率；湿地箱体的底部设置有防渗层23，防渗层23为防水透气膜，防水透气膜中含有气体分子能够通过且液态水分子不能透过的孔隙。

如附图2-4所示，湿地箱体的内部设置有滑轨9，抽屉层2上设置有与滑轨9相配合滑动的滑轮10，用于抽屉层2抽出或推进，使用抽屉式的湿地箱体，可将每种过滤基质分开放置，避免每种过滤基质混为一体，有利于湿地箱体内过滤基质的后期维护，降低后期维护的工作难度；抽屉层2包括有面板11、底板12和侧板13，各个抽屉层2的面板11相邻布置，在相邻抽屉层2的面板11上均设置有用于将抽屉层2抽出或推进的导向槽，导向槽的内侧壁为与面板11背面固定连接的挡板14，导向槽的外侧壁15的高度低于挡板14；面板11的外表面可设置有用于抽出或推进抽屉层2的把手，可与导向槽替换使用；底板12上设置有若干个通水孔16，便于水体自下而上通入每层过滤基质的抽屉层2内，使污水得到层层渗入，达到有效的净化效果。

如附图5-8所示，湿地箱体的底部设置有用于将污水注入湿地箱体内的进水管17，且进水管17的一端固定连接有铺设于湿地箱体底部的用于将污水依次输送至各抽屉层的渗水管18，渗水管18上每间隔40cm-50cm钻有小孔20，小孔20的设置可有效控制污水的流入量；进水管17的另一端设置有用于将污水中颗粒杂质过滤出的过滤网筒26，过滤网筒26的一端开口，另一端固定有过滤网27，过滤网筒26固定有过滤网27的一端处设置有与进水管17内螺纹相配合的外螺纹28，用于滤出污水中的大颗粒杂质，防止大颗粒杂质随污水流入渗水管18，堵塞渗水管18或小孔20，可拆卸式的过滤网筒26，可在后期维护中根据需求进行更换，无需更换整个进水管17，节约成本；渗水管18上的小孔20处均设置有套筒21，套筒21可防止随污水流入渗水管18内的泥沙，经过较长时间的沉积，堵塞小孔20，影响污水的流入量，套筒21上有与小孔错位设置的导流槽22，导流槽22呈条形且长度短于套筒21长度，可在污水流入量的可控范围内增加污水的流入量；出水管19设置于湿地箱体的顶部，用于将依次经过底层抽屉层渗透过滤至顶层抽屉层的污水处理后的水体排出湿地箱体并收集起来，出水管19处设置有用于将过滤处理后的水体抽送至出水管19的水泵24和用于调节水体流量及防止水体逆流的阀门25。

实施例1：

如附图9所示，湿地箱体的底部设置有用于将污水注入湿地箱体内的进水管17，且进水管17的一端固定连接有渗水管18，渗水管18呈螺旋形的方式铺设于湿地箱体的底部，渗水管18上每间隔50cm钻有小孔20，增加了渗水管18在湿地箱体底部的铺设量及污水的流入量。

实施例2：

如附图10所示，湿地箱体的底部设置有用于将污水注入湿地箱体内的进水管17，且进水管17的一端固定连接有渗水管18，渗水管18呈蛇形弯管的方式铺设于湿地箱体的底部，渗水管18上每间隔50cm钻有小孔20，增加了渗水管18在湿地箱体底部的铺设量及污水的流入量。

实施例3：

如附图11和12所示，湿地箱体中下部设置导流板29，导流板29将湿地箱体自下而上分隔为进水腔30和过滤腔31，湿地箱底的底部设置有用于将污水注入进水腔的进水管；过滤腔内铺设有多种过滤基质，过滤腔内的多层过滤基质自下而上依次铺设有大块青石、小砾石、细沙、改性沸石、纳米复合材料和土层；湿地箱体的顶部设置有用于将自下而上经过多层过滤基质的污水处理后的水体排出湿地箱体并收集起来的出水管19；所述导流板29上设置有连通进水腔30和过滤腔31的导流孔32。

以上所述仅为发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于人工湿地的便于维护的污水处理***，包括湿地植物，其特征在于，还包括内部铺设有多种过滤基质的抽屉式密封湿地箱体，所述湿地箱体上方种植有湿地植物，所述湿地箱体内设置有多个具有放置腔的抽屉层，所述抽屉层内分别放置有用于净化污水的过滤基质，所述多个抽屉层自下而上分别放置有大块青石、小砾石、细沙、改性沸石、纳米复合材料、土层；

所述湿地箱体内设置有滑轨，在抽屉层上设置有与滑轨滑动配合的滑轮，所述抽屉层包括有面板、底板和侧板，所述各抽屉层的面板相邻布置，在相邻抽屉层的面板上均设置有用于抽出或推进抽屉层的导向槽，所述导向槽的内侧壁为与面板背面固定连接的挡板，所述导向槽外侧壁的高度低于挡板，所述底板上设置有若干个便于水体层层渗入的通水孔；

所述湿地箱体的底部设置有用于将污水注入湿地箱体内的进水管，所述进水管的一端固定连接有铺设于湿地箱体底层的用于将污水依次输送至各抽屉层的渗水管；所述湿地箱体的顶部设置有用于将依次经过由底层抽屉层渗透过滤至顶层抽屉层污水处理后的的水体流出湿地箱体的出水管。

2.根据权利要求1所述的基于人工湿地的便于维护的污水处理***，其特征在于：所述进水管的另一端设置有用于将污水中颗粒杂质过滤出的过滤网筒，所述过滤网筒的一端开口，另一端固定有过滤网，所述过滤网筒固定有过滤网的一端设置有与进水管内螺纹相配合的外螺纹。

3.根据权利要求1所述的基于人工湿地的便于维护的污水处理***，其特征在于：所述渗水管上均匀分布有若干个由底层抽屉层向顶层抽屉层方向开设的小孔；所述小孔处均设置有可防止进水管堵塞的套筒。

4.根据权利要求3所述的基于人工湿地的便于维护的污水处理***，其特征在于：所述套筒上有与小孔错位设置的用于增加污水流出量的导流槽，所述导流槽呈条形且长度短于套筒长度。

5.根据权利要求4所述的基于人工湿地的便于维护的污水处理***，其特征在于：所述小孔的间距设置为40cm-50cm。

6.根据权利要求1所述的基于人工湿地的便于维护的污水处理***，其特征在于：所述湿地箱体的底部设置有防渗层。

7.根据权利要求1所述的基于人工湿地的便于维护的污水处理***，其特征在于：所述大块青石、小砾石、细沙、改性沸石、纳米复合材料的厚度比为300∶200∶100∶60∶1。

8.根据权利要求1所述的基于人工湿地的便于维护的污水处理***，其特征在于：所述纳米复合材料为MuFe-Na。

9.根据权利要求1所述的基于人工湿地的便于维护的污水处理***，其特征在于：所述湿地箱体内的过滤基质，其粒径由下至上递减。

10.根据权利要求1所述的基于人工湿地的便于维护的污水处理***，其特征在于：所述出水管处设置有用于将过滤处理后的水体抽送至出水管的水泵和用于调节水体流量及防止水体逆流的阀门。