CN114409199B - 一种人工湿地净化污水装置及其污水处理方法 - Google Patents
一种人工湿地净化污水装置及其污水处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114409199B CN114409199B CN202210121085.3A CN202210121085A CN114409199B CN 114409199 B CN114409199 B CN 114409199B CN 202210121085 A CN202210121085 A CN 202210121085A CN 114409199 B CN114409199 B CN 114409199B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sewage
- layer
- water
- area
- treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000010865 sewage Substances 0.000 title claims abstract description 272
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 91
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 120
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 56
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 47
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 20
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 9
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 123
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 18
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 claims description 18
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 claims description 18
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 15
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 13
- 238000005276 aerator Methods 0.000 claims description 11
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 7
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 7
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 claims description 5
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 claims description 4
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 claims description 4
- 240000001398 Typha domingensis Species 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 4
- 241000252229 Carassius auratus Species 0.000 claims description 3
- 244000052355 Hydrilla verticillata Species 0.000 claims description 3
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 244000035851 Chrysanthemum leucanthemum Species 0.000 claims description 2
- 235000008495 Chrysanthemum leucanthemum Nutrition 0.000 claims description 2
- 244000211187 Lepidium sativum Species 0.000 claims description 2
- 235000007849 Lepidium sativum Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000003283 Pachira macrocarpa Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 claims description 2
- 240000001085 Trapa natans Species 0.000 claims description 2
- 235000014364 Trapa natans Nutrition 0.000 claims description 2
- 241000746966 Zizania Species 0.000 claims description 2
- 235000002636 Zizania aquatica Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000009165 saligot Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 4
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 4
- 241000628997 Flos Species 0.000 description 3
- 241000270295 Serpentes Species 0.000 description 3
- 230000000050 nutritive effect Effects 0.000 description 2
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 2
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 2
- 241000212324 Oenanthe <angiosperm> Species 0.000 description 1
- 235000005775 Setaria Nutrition 0.000 description 1
- 240000002251 Setaria verticillata Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/105—Phosphorus compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/38—Organic compounds containing nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/08—Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/02—Odour removal or prevention of malodour
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/32—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
- Treatment Of Biological Wastes In General (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
本发明提供了一种人工湿地净化污水装置及其污水处理方法,其包括污水处理箱,污水处理箱内设置有人工湿地,人工湿地包括上层处理区和下层处理区;上层处理区和下层处理区之间设置有防水层;上层处理区包括相互连通的水性植物净化区域和浮游微生物净化区域;水性植物净化区域内设置有多个水性植物种植箱;浮游微生物净化区域内设置有多孔附着层;下层处理区包括物理过滤净化区,上层处理区主要依靠水性植物和微生物的生长繁殖实现吸收污水中的有机污染物和氮、磷营养物质,而下层处理区通过物理过滤的方式,实现过滤污水中的不溶物杂质;种植袋将水性植物所需要的营养土层包裹,避免营养土层随水流造成堵塞,提高污水净化效率。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域,尤其涉及一种人工湿地净化污水装置及其污水处理方法。
背景技术
随着工业的发展,水污染的加剧,同时淡水资源短缺与人民生活水平提高之间的矛盾日益加剧,水环境保护的任务也越来越艰巨。
人工湿地是一种更接近自然净化的水污染处理方法,人工湿地主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用,对污水进行处理的水污染处理方法,对污水中的污染物降解具有良好的效果,污染物质可以通过湿地填料中的过滤、吸附,以及微生物分解和水生植物吸收得以净化。由于该处理方法利用了自然生态***的净化功能以去除了污染物,作为治理污水净化的处理设施,因此具有处理成本低的经济优势。
然而,在传统的人工湿地中,流动的污水会导致土壤层中土壤的流动,导致堵塞出水口,进而导致污水流动性差,湿地内存水处于缓滞状态,湿地的水质净化功能减弱,污水处理效率低下。
发明内容
针对现有技术中的上述问题,本发明提供了一种人工湿地净化污水装置及其污水处理方法,解决了现有的传统的人工湿地因土壤层中土壤的流动,导致出水口的堵塞,使得人工湿地内污水处于缓滞状态、去污效果差和去污效率低的问题。
为了达到上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:
提供一种人工湿地净化污水装置,其包括污水处理箱,污水处理箱内设置有人工湿地,人工湿地包括上层处理区和下层处理区;
上层处理区和下层处理区之间设置有防水层;
污水处理箱上设置有用于与上层处理区连通的污水进水口和用于与下层处理区连通的污水出水口;
上层处理区包括设在防水层上表面的夯土层,上层处理区包括相互连通的水性植物净化区域和浮游微生物净化区域;
水性植物净化区域内设置有多个底部与夯土层固定连接的水性植物种植箱,每个水性植物种植箱内设置有内部含有填充物的种植袋;
浮游微生物净化区域内设置有多孔附着层,微生物在多孔附着层上形成生物膜;
上层处理区和下层处理区之间设置有污水下水口;污水下水口位于多孔附着层底部;下层处理区包括物理过滤净化区。
本发明的基本原理为:通过在污水处理箱内设置有上下两层处理区实现对污水的净化,具体的,上层处理区主要依靠水性植物和微生物的生长繁殖实现吸收污水中的有机污染物和氮、磷营养物质,而下层处理区通过物理过滤的方式,实现过滤污水中的不溶物杂质;而在上层处理区中,水性植物根部是通过依附在水性植物种植箱中的种植袋实现附着的,同时种植袋将水性植物所需要的营养土层包裹,避免污水的水流冲击将营养土层冲散带走,可以避免营养土层随水流造成堵塞的情况,提高污水净化效率,而水性植物种植箱可以根据污水净化条件而更换,达到因地制宜的效果。
进一步地,作为水性植物种植箱的一种具体设置方式,每个水性植物种植箱均包括多根底部呈尖端结构的固定桩,每根固定桩的底部均***夯土层与其固定连接;多根固定桩之间设置有安装网,种植袋放置在安装网上。固定桩的底端***夯土层,实现整个水性植物种植箱的安装固定,避免污水的水流冲击导致水性植物种植箱随水流移动,加强了水性植物种植箱在水中的稳定性;安装网设置的目的,一个是为种植袋的安装提供附着位置,二个安装网是网状结构,不会阻断污水进入种植袋,在水性植物对污水的净化过程中,水性植物的根部是附着在种植袋内部的,污水穿过种植袋,水性植物的根部吸收污水中的有机污染物和氮、磷营养物质实现自生的生长,也达到进化污水的目的。
进一步地,所述水性植物种植箱在水性植物净化区域内呈弯曲蛇形排布;填充物包括营养土层,营养土层上种植有挺水植物或沉水植物,挺水植物为芦、蒲草、荸荠、莲、水芹、茭白荀、荷花或香蒲;沉水植物为苦草、金鱼藻、狐尾藻或黑藻。在水性植物种植箱呈弯曲蛇形排布在水质净化的同时,还形成了一定的景观水面,增加了居民的亲水性,美化了周边环境,使人工湿地净化污水装置具备良好的景观观赏性;还可以在污水处理箱的顶部设置有观赏夜灯,观赏夜灯向水性植物种植箱投射光线,可以在夜晚照亮水性植物种植箱内的植物,提高污水装置的夜晚景观观赏性。
进一步地,固定桩的设置有压网,压网的一端与固定桩铰接且位于种植袋的上方,压网上方设置有配重块,压网中心处设置有供水性植物根茎穿过的缺口。压网在配重块的作用下,压住种植袋内的营养土层,将营养土层限制在种植袋内,避免营养土层随水流流失,同时避免了营养土层堵塞污水出水口。
进一步地,上层处理区和下层处理区的底面均为倾斜坡面;污水进水口和污水出水口均位于污水处理箱的一侧端面上;上层处理区靠近污水进水口的一侧的坡面高度高于远离污水进水口一侧的高度;下层处理区靠近污水出水口一侧的坡面高度低于远离污水出水口一侧的高度;污水下水口位于上层处理区最低坡面处。污水沿倾斜坡面流动,实现污水的自动流动,无需借助外部设备,同时将污水进水口和污水出水口设置在污水处理箱的同侧,可以延长污水的流经路径,提高污水的处理效果,同时可以减小污水处理箱的体积。
进一步地,水性植物净化区域和浮游微生物净化区域之间设置有过滤网,过滤网的底部与夯土层连接,过滤网的顶部超出上层处理区的污水面。在水性植物生长过程中,会出现叶片和根茎的掉落,过滤网可以过滤叶片和根茎,避免叶片和根茎流入浮游微生物净化区域,导致多孔附着层顶部的堵塞。
进一步地,水性植物净化区域和浮游微生物净化区域之间设置有隔板,多孔附着层的上端面与隔板的上端面平齐,避免因污水从多孔附着层的侧壁进入下水口而导致污水与多孔附着层的接触面积小,微生物无法及时吸收污水中的有机污染物和氮、磷营养物质,无法达到净化污水的目的;多孔附着层为整体式结构,多孔附着层的下端面上设置有多个支脚,多个支脚与夯土层固定连接;多孔附着层的下端面与夯土层的上端面之间设置有多个水下曝气器。水下曝气器设置在多孔附着层下方,水下曝气器启动向污水中曝氧,为多孔附着层上的微生物提供氧气,确保生存和繁衍,为微生物提供良好的生存环境,提高微生物的活性,提高微生物处理污水的效率。
进一步地,多孔附着层内部设置有多根与外部电源电性连接的水下加热棒,在冬季的时候,气温很低,导致微生物的活性降低,水下加热棒可以将污水加热到微生物相适应的温度,以达到提高微生物活性的目的,进而提高污水进化效率。
进一步地,污水处理箱包括侧板,侧半与污水处理箱铰接且侧板的四周边缘处设置有密封圈;物理过滤净化区内部由远离污水出水口至靠近污水出水口之间依次设置有碎石层、粗砂层和活性炭层;碎石层、粗砂层和活性炭层的上端面与防水层的上端面相接,碎石层、粗砂层和活性炭层的下端面与下层处理区的下端面相接;碎石层中碎石的粒径为10~20mm;粗砂层中粗砂粒径为5mm~10mm;活性炭层中活性炭颗粒的粒径为0.42mm~0.85mm。碎石层、粗砂层和活性炭层可以统称为物理过滤层,物理过滤层用于实现污水中不溶物杂质和气味的去除,而在物理过滤净化区的物理过滤层堵塞时,可以通过打开侧板实现对物理过滤层的更换。
本发明还提供一种人工湿地净化污水装置的污水处理方法,其包括:
步骤1:安装水性植物种植箱并培养水性植物层
预制水性植物种植箱,通过将固定桩***夯土层实现水性植物种植箱,水性植物种植箱安装完成后,将种植袋放置在安装网上,污水出水口为常开状态,关闭污水下水口,通过污水进水口向上层处理区排入清水,培养种植袋内的水性植物层;当水性植物层生长成熟后,翻转压网,压网压住种植袋后,打开污水下水口排出清水;
步骤2:污水进水
关闭污水下水口,污水通过污水进水口进入污水处理箱,污水流入上层处理区,污水逐渐淹没水性植物种植箱以及种植袋;污水经过水性植物净化区域进入浮游微生物净化区域,微生物在多孔附着层上形成生物膜,水性植物和微生物的生长繁殖吸收污水中有机污染物和氮、磷营养物质;
步骤3:污水蓄水
将污水在上层处理区至蓄水预设时间,打开水下曝气器和水下加热棒,为多孔附着层的微生物提供相适应的生存环境,提高微生物活性,加快对污水中有机物和氮、磷营养物质的去除;
步骤4:对处理后的污水进行物理过滤
打开污水下水口,处理后的污水经过污水下水口进入下层处理区,污水下水口流经碎石层、粗砂层和活性炭层,去除污水中的不溶物杂质和气味,过滤后的污水经过污水出水口排除污水处理箱,完成对污水的处理工作;
步骤5:当前的污水净化完成排除水处理箱后,重复步骤2~4,后续污水净化进入下一循环处理。
本发明的有益效果为:1、本方案中的上层处理区主要依靠水性植物和微生物的生长繁殖实现吸收污水中的有机污染物和氮、磷营养物质,而下层处理区通过物理过滤的方式,实现过滤污水中的不溶物杂质,水性植物种植箱的设置可以避免营养土层随水流造成堵塞的情况,提高污水净化效率,而水性植物种植箱可以根据污水净化条件而更换,达到因地制宜的效果。
2、本方案中的水性植物层在水质净化的同时,还形成了一定的景观水面,增加了居民的亲水性,美化了周边环境。
3、本方案中将上层处理区和下层处理区的底面均设置为倾斜坡面,污水沿倾斜坡面流动,实现污水的自动流动,无需借助外部设备,同时将污水进水口和污水出水口设置在污水处理箱的同侧,可以延长污水的流经路径,提高污水的处理效果,同时可以减小污水处理箱的体积。
附图说明
图1为本发明中一种人工湿地净化污水装置的内部结构示意图。
图2为本发明中水性植物种植箱的结构示意图。
图3为多孔附着层的结构示意图。
图4为本发明中一种人工湿地净化污水装置的俯视结构示意图。
图5为污水装置排布在公园湖泊周围的结构示意图。
其中,1、污水处理箱;2、上层处理区;3、下层处理区;4、防水层;5、污水进水口;6、污水出水口;7、夯土层;8、水性植物净化区域;9、浮游微生物净化区域;10、水性植物种植箱;11、种植袋;12、多孔附着层;13、污水下水口;14、物理过滤净化区;15、固定桩;16、安装网;17、压网;18、过滤网;19、隔板;20、支脚;21、水下曝气器;22、水下加热棒;23、侧板;24、碎石层;25、粗砂层;26、活性炭层;27、公园湖泊。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述,以便于本技术领域的技术人员理解本发明,但应该清楚,本发明不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员来讲,只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内,这些变化是显而易见的,一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1~5所示,本发明提供了一种人工湿地净化污水装置,其包括污水处理箱1,污水处理箱1内设置有人工湿地,人工湿地包括上层处理区2和下层处理区3;
上层处理区2和下层处理区3之间设置有防水层4;污水处理箱1上设置有用于与上层处理区2连通的污水进水口5和用于与下层处理区3连通的污水出水口6。
上层处理区2包括设在防水层4上表面的夯土层7,上层处理区2包括相互连通的水性植物净化区域8和浮游微生物净化区域9;水性植物净化区域8内设置有多个底部与夯土层7固定连接的水性植物种植箱10,每个水性植物种植箱10内设置有内部含有填充物的种植袋11。
浮游微生物净化区域9内设置有多孔附着层12,微生物在多孔附着层12上形成生物膜。多孔附着层12可以质量比为7:2:1的粉煤灰、黏土和结块剂均匀混合烧结形成多孔块状结构。
上层处理区2和下层处理区3之间设置有污水下水口13;污水下水口13位于多孔附着层12底部;下层处理区3包括物理过滤净化区14。
本发明的基本原理为:通过在污水处理箱1内设置有上下两层处理区实现对污水的净化,具体的,上层处理区2主要依靠水性植物和微生物的生长繁殖实现吸收污水中的有机污染物和氮、磷营养物质,而下层处理区3通过物理过滤的方式,实现过滤污水中的不溶物杂质;而在上层处理区2中,水性植物根部是通过依附在水性植物种植箱10中的种植袋11实现附着的,同时种植袋11将水性植物所需要的营养土层包裹,避免污水的水流冲击将营养土层冲散带走,可以避免营养土层随水流造成堵塞的情况,提高污水净化效率,而水性植物种植箱10可以根据污水净化条件而更换,达到因地制宜的效果。
作为水性植物种植箱10的一种具体设置方式,每个水性植物种植箱10均包括多根底部呈尖端结构的固定桩15,每根固定桩15的底部均***夯土层7与其固定连接;多根固定桩15之间设置有安装网16,种植袋11放置在安装网16上。固定桩15的底端***夯土层7,实现整个水性植物种植箱10的安装固定,避免污水的水流冲击导致水性植物种植箱10随水流移动,加强了水性植物种植箱10在水中的稳定性;安装网16设置的目的,一个是为种植袋11的安装提供附着位置,二个安装网16是网状结构,不会阻断污水进入种植袋11,在水性植物对污水的净化过程中,水性植物的根部是附着在种植袋11内部的,污水穿过种植袋11,水性植物的根部吸收污水中的有机污染物和氮、磷营养物质实现自生的生长,也达到进化污水的目的。
按照正常的设计情况下,污水在上层处理区2中可停留了24~48小时,因此在具有足够的停留时间以去除污水中污染物质。
如图4所示,水性植物种植箱10在水性植物净化区域8内呈弯曲蛇形排布;填充物包括营养土层,营养土层上种植有挺水植物或沉水植物,挺水植物为芦、蒲草、荸荠、莲、水芹、茭白荀、荷花或香蒲;沉水植物为苦草、金鱼藻、狐尾藻或黑藻。在水性植物种植箱8呈弯曲蛇形排布在水质净化的同时,还形成了一定的景观水面,增加了居民的亲水性,美化了周边环境,使人工湿地净化污水装置具备良好的景观观赏性;还可以在污水处理箱1的顶部设置有观赏夜灯,观赏夜灯向水性植物种植箱10投射光线,可以在夜晚照亮水性植物种植箱内的植物,提高污水装置的夜晚景观观赏性。
如图5所示,本方案中的人工湿地净化污水装置可以小型化设计,将多个人工湿地净化污水装置设置在公园湖泊27的岸边周围,人工湿地净化污水装置可以将净化后的污水通过污水出水口5排入公园湖泊27中,为公园湖泊27提供水源,在净化污水的同时,还可以美化公园湖泊27,美化公园湖泊27周边环境。
固定桩15的设置有压网17,压网17的一端与固定桩15铰接且位于种植袋11的上方,压网17上方设置有配重块,压网17中心处设置有供水性植物根茎穿过的缺口。压网17在配重块的作用下,压住种植袋11内的营养土层,将营养土层限制在种植袋11内,避免营养土层随水流流失,同时避免了营养土层堵塞污水出水口6。
上层处理区2和下层处理区3的底面均为倾斜坡面;污水进水口5和污水出水口6均位于污水处理箱1的一侧端面上;上层处理区2靠近污水进水口5的一侧的坡面高度高于远离污水进水口5一侧的高度;下层处理区3靠近污水出水口6一侧的坡面高度低于远离污水出水口6一侧的高度;污水下水口13位于上层处理区2最低坡面处。污水沿倾斜坡面流动,实现污水的自动流动,无需借助外部设备,同时将污水进水口5和污水出水口6设置在污水处理箱1的同侧,可以延长污水的流经路径,提高污水的处理效果,同时可以减小污水处理箱1的体积。
水性植物净化区域8和浮游微生物净化区域9之间设置有过滤网18,过滤网18的底部与夯土层7连接,过滤网18的顶部超出上层处理区2的污水面。在水性植物生长过程中,会出现叶片和根茎的掉落,过滤网18可以过滤叶片和根茎,避免叶片和根茎流入浮游微生物净化区域9,导致多孔附着层12顶部的堵塞。
水性植物净化区域8和浮游微生物净化区域9之间设置有隔板19,多孔附着层12的上端面与隔板19的上端面平齐,避免因污水从多孔附着层12的侧壁进入下水口而导致污水与多孔附着层12的接触面积小,微生物无法及时吸收污水中的有机污染物和氮、磷营养物质,无法达到净化污水的目的;多孔附着层12为整体式结构,多孔附着层12的下端面上设置有多个支脚20,多个支脚20与夯土层7固定连接;多孔附着层12的下端面与夯土层7的上端面之间设置有多个水下曝气器21。水下曝气器21设置在多孔附着层12下方,水下曝气器21启动向污水中曝氧,为多孔附着层12上的微生物提供氧气,确保生存和繁衍,为微生物提供良好的生存环境,提高微生物的活性,提高微生物处理污水的效率。
多孔附着层12内部设置有多根与外部电源电性连接的水下加热棒22,在冬季的时候,气温很低,导致微生物的活性降低,水下加热棒22可以将污水加热到微生物相适应的温度,以达到提高微生物活性的目的,进而提高污水进化效率。
污水处理箱1包括侧板23,侧半与污水处理箱1铰接且侧板23的四周边缘处设置有密封圈;物理过滤净化区14内部由远离污水出水口6至靠近污水出水口6之间依次设置有碎石层24、粗砂层25和活性炭层26;碎石层24、粗砂层25和活性炭层26的上端面与防水层4的上端面相接,碎石层24、粗砂层25和活性炭层26的下端面与下层处理区3的下端面相接;碎石层24中碎石的粒径为10~20mm;粗砂层25中粗砂粒径为5mm~10mm;活性炭层26中活性炭颗粒的粒径为0.42mm~0.85mm。碎石层24、粗砂层25和活性炭层26可以统称为物理过滤层,物理过滤层用于实现污水中不溶物杂质和气味的去除,而在物理过滤净化区14的物理过滤层堵塞时,可以通过打开侧板23实现对物理过滤层的更换。
本发明还提供一种人工湿地净化污水装置的污水处理方法,其包括:
步骤1:安装水性植物种植箱10并培养水性植物层
预制水性植物种植箱10,通过将固定桩15***夯土层7实现水性植物种植箱10,水性植物种植箱10安装完成后,将种植袋11放置在安装网16上,污水出水口6为常开状态,关闭污水下水口13,通过污水进水口5向上层处理区2排入清水,培养种植袋11内的水性植物层;当水性植物层生长成熟后,翻转压网17,压网17压住种植袋11后,打开污水下水口13排出清水;
步骤2:污水进水
关闭污水下水口13,污水通过污水进水口5进入污水处理箱1,污水流入上层处理区2,污水逐渐淹没水性植物种植箱10以及种植袋11;污水经过水性植物净化区域8进入浮游微生物净化区域9,微生物在多孔附着层12上形成生物膜,水性植物和微生物的生长繁殖吸收污水中有机污染物和氮、磷营养物质;
步骤3:污水蓄水
将污水在上层处理区2至蓄水预设时间,打开水下曝气器21和水下加热棒22,为多孔附着层12的微生物提供相适应的生存环境,提高微生物活性,加快对污水中有机物和氮、磷营养物质的去除;
步骤4:对处理后的污水进行物理过滤
打开污水下水口13,处理后的污水经过污水下水口13进入下层处理区3,污水下水口13流经碎石层24、粗砂层25和活性炭层26,去除污水中的不溶物杂质和气味,过滤后的污水经过污水出水口6排除污水处理箱1,完成对污水的处理工作;
步骤5:当前的污水净化完成排除水处理箱后,重复步骤2~4,后续污水净化进入下一循环处理。
Claims (7)
1.一种人工湿地净化污水装置,其特征在于,包括污水处理箱,所述污水处理箱内设置有人工湿地,人工湿地包括上层处理区和下层处理区;
所述上层处理区和下层处理区之间设置有防水层;
污水处理箱上设置有用于与上层处理区连通的污水进水口和用于与下层处理区连通的污水出水口;
上层处理区包括设在所述防水层上表面的夯土层,上层处理区包括相互连通的水性植物净化区域和浮游微生物净化区域;
所述水性植物净化区域内设置有多个底部与所述夯土层固定连接的水性植物种植箱,每个所述水性植物种植箱内设置有内部含有填充物的种植袋;每个所述水性植物种植箱均包括多根底部呈尖端结构的固定桩,每根所述固定桩的底部均***所述夯土层与其固定连接;多根固定桩之间设置有安装网,所述种植袋放置在所述安装网上;
所述固定桩的设置有压网,所述压网的一端与固定桩铰接且位于所述种植袋的上方,压网上方设置有配重块,压网中心处设置有供水性植物根茎穿过的缺口;
所述浮游微生物净化区域内设置有多孔附着层,微生物在所述多孔附着层上形成生物膜;
所述水性植物净化区域和浮游微生物净化区域之间设置有隔板,所述多孔附着层的上端面与所述隔板的上端面平齐;多孔附着层为整体式结构,多孔附着层的下端面上设置有多个支脚,多个支脚与所述夯土层固定连接;所述多孔附着层的下端面与夯土层的上端面之间设置有多个水下曝气器;
所述上层处理区和下层处理区之间设置有污水下水口;所述污水下水口位于多孔附着层底部;所述下层处理区包括物理过滤净化区。
2.根据权利要求1所述的人工湿地净化污水装置,其特征在于,所述水性植物种植箱在水性植物净化区域内呈弯曲蛇形排布;填充物包括营养土层,营养土层上种植有挺水植物或沉水植物,挺水植物为芦、蒲草、荸荠、莲、水芹、茭白荀、荷花或香蒲;沉水植物为苦草、金鱼藻、狐尾藻或黑藻。
3.根据权利要求1所述的人工湿地净化污水装置,其特征在于,所述上层处理区和下层处理区的底面均为倾斜坡面;
所述污水进水口和污水出水口均位于所述污水处理箱的一侧端面上;
上层处理区靠近污水进水口的一侧的坡面高度高于远离污水进水口一侧的高度;
下层处理区靠近污水出水口一侧的坡面高度低于远离污水出水口一侧的高度;所述污水下水口位于上层处理区最低坡面处。
4.根据权利要求3所述的人工湿地净化污水装置,其特征在于,所述水性植物净化区域和浮游微生物净化区域之间设置有过滤网,所述过滤网的底部与所述夯土层连接,过滤网的顶部超出上层处理区的污水面。
5.根据权利要求1所述的人工湿地净化污水装置,其特征在于,所述多孔附着层内部设置有多根与外部电源电性连接的水下加热棒。
6.根据权利要求5所述的人工湿地净化污水装置,其特征在于,所述污水处理箱包括侧板,所述侧板 与污水处理箱铰接且侧板的四周边缘处设置有密封圈;所述物理过滤净化区内部由远离所述污水出水口至靠近污水出水口之间依次设置有碎石层、粗砂层和活性炭层;所述碎石层、粗砂层和活性炭层的上端面与所述防水层的上端面相接,碎石层、粗砂层和活性炭层的下端面与下层处理区的下端面相接;碎石层中碎石的粒径为10~20mm;粗砂层中粗砂粒径为5mm~10mm;活性炭层中活性炭颗粒的粒径为0.42mm~0.85mm。
7.根据权利要求1~6任一所述的人工湿地净化污水装置的污水处理方法,其特征在于,包括:
步骤1:安装水性植物种植箱并培养水性植物层
预制水性植物种植箱,通过将固定桩***夯土层实现水性植物种植箱,水性植物种植箱安装完成后,将种植袋放置在安装网上,污水出水口为常开状态,关闭污水下水口,通过污水进水口向上层处理区排入清水,培养种植袋内的水性植物层;当水性植物层生长成熟后,翻转压网,压网压住种植袋后,打开污水下水口排出清水;
步骤2:污水进水
关闭污水下水口,污水通过污水进水口进入污水处理箱,污水流入上层处理区,污水逐渐淹没水性植物种植箱以及种植袋;污水经过水性植物净化区域进入浮游微生物净化区域,微生物在多孔附着层上形成生物膜,水性植物和微生物的生长繁殖吸收污水中有机污染物和氮、磷营养物质;
步骤3:污水蓄水
将污水在上层处理区至蓄水预设时间,打开水下曝气器和水下加热棒,为多孔附着层的微生物提供相适应的生存环境,提高微生物活性,加快对污水中有机物和氮、磷营养物质的去除;
步骤4:对处理后的污水进行物理过滤
打开污水下水口,处理后的污水经过污水下水口进入下层处理区,污水下水口流经碎石层、粗砂层和活性炭层,去除污水中的不溶物杂质和气味,过滤后的污水经过污水出水口排除污水处理箱,完成对污水的处理工作;
步骤5:当前的污水净化完成排除水处理箱后,重复步骤2~4,后续污水净化进入下一循环处理。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210121085.3A CN114409199B (zh) | 2022-02-09 | 2022-02-09 | 一种人工湿地净化污水装置及其污水处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210121085.3A CN114409199B (zh) | 2022-02-09 | 2022-02-09 | 一种人工湿地净化污水装置及其污水处理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114409199A CN114409199A (zh) | 2022-04-29 |
CN114409199B true CN114409199B (zh) | 2023-01-03 |
Family
ID=81279860
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210121085.3A Active CN114409199B (zh) | 2022-02-09 | 2022-02-09 | 一种人工湿地净化污水装置及其污水处理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114409199B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115490400B (zh) * | 2022-10-11 | 2023-06-27 | 长江生态环保集团有限公司 | 一种适用于山地的人工湿地净化*** |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100477367B1 (ko) * | 2003-04-22 | 2005-03-22 | 백순기 | 세라믹을 이용한 오수 처리시스템 및 오수 정화방법 |
CN201648121U (zh) * | 2010-03-02 | 2010-11-24 | 河北农业大学 | 水平潜流人工湿地 |
WO2012161392A1 (ko) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | 주식회사 성일엔텍 | 하이브리드 인공습지 수질정화시스템, 이를 이용한 하수처리장치 및 하천 또는 호소수의 동시 정화가 가능한 자연형 비점정화장치 |
CN108569767B (zh) * | 2017-08-01 | 2021-06-18 | 东北师范大学 | 一种水平流人工湿地***及生活污水处理方法 |
CN109574238A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-04-05 | 山东绿之行环境工程有限公司 | 一种微生物强化悬浮填料式人工湿地 |
CN210001722U (zh) * | 2019-03-08 | 2020-01-31 | 中晟华兴国际建工有限公司 | 一种有利于生态环保的生态浮岛 |
CN111170445A (zh) * | 2020-02-25 | 2020-05-19 | 桂林理工大学 | 一种利用超细纤维净化水质的人工浮床***及方法 |
-
2022
- 2022-02-09 CN CN202210121085.3A patent/CN114409199B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114409199A (zh) | 2022-04-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105330107B (zh) | 一种城市河涌水质净化***与净化方法 | |
CN106830506B (zh) | 一种应用于海绵城市建设的强化脱氮除磷生物滞留池 | |
CN104230100B (zh) | 用于河道水体原位修复的立体生态廊道***及方法 | |
CN102101736B (zh) | 一种人工强化生态滤床污水处理***及应用 | |
CN106045055B (zh) | 一种城市黑臭河道的生态修复装置及方法 | |
CN105293841B (zh) | 一种人工湿地和渗滤***组合深度处理农村污水方法及装置 | |
CN203768124U (zh) | 一种用于微污染水处理的生态滤池 | |
CN201942568U (zh) | 生化膜自动曝气垂直潜流式人工湿地污水处理装置 | |
CN101391855B (zh) | 利用高负荷蚯蚓生物滤池处理农村分散污水的方法 | |
CN204162567U (zh) | 复合型人工湿地*** | |
CN103951064A (zh) | 一种用于微污染水处理的生态滤池 | |
CN113772902A (zh) | 基于深水船舱式的人工湿地处理*** | |
CN114409199B (zh) | 一种人工湿地净化污水装置及其污水处理方法 | |
CN109607975B (zh) | 一种修复超富营养水体和内源性污染的人工湿地构造 | |
CN113979603A (zh) | 一种填料可替换双层种植套筒活水式模块化人工湿地装置 | |
CN202063793U (zh) | 多级污水处理用生物反应*** | |
CN108793609A (zh) | 城市雨水管理与处理的方法 | |
CN108862846A (zh) | 一种城市雨水管理与处理的方法 | |
CN106587348B (zh) | 一种人工湿地水体净化***的施工方法 | |
CN211339184U (zh) | 基于钢渣陶粒填料生物滤池的生活污水一体化处理设备 | |
CN109879536B (zh) | 一种农村生活污水净化***及净化方法 | |
CN209872675U (zh) | 一种农村小型生活污水收集、处理、回用一体化*** | |
CN209974535U (zh) | 一种北方寒冷地区人工湿地污水处理装置 | |
CN215855635U (zh) | 一种阶梯式农村污水生态处理*** | |
CN209226781U (zh) | 一种用于污水处理的潜流人工湿地装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |