CN212025107U - 一种高效潜流的人工湿地*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高效潜流的人工湿地***，包括多功能组合池和湿地单元，污水先在所述多功能组合池中截留悬浮物和漂浮物杂质，对水体进行水解酸化；再在湿地单元中过滤、生物降解，采用滴灌***进行均匀布水，导膜***排淤，进行水体净化。本实用新型的人工湿地***能够适应于村镇生活污水排放的特点，进行污水净化处理，适用于处理规模不高于500m³/d的村镇污水处理的高效潜流人工湿地处理***。

Description

一种高效潜流的人工湿地***

技术领域

本实用新型涉及高效潜流人工湿地的技术领域，具体地说是一种用于村镇污水处理的高效潜流人工湿地***。

背景技术

村镇生活污水具有排放源分散、人民环保意识薄弱、设施和经济条件不足、区域差异大、村镇污水时变化大、生化工艺运行困难等特点，对于村镇污水的处理缺乏深入、***的研究。因此，研发和推广适应我国村镇特点和经济力量的村镇污水处理***，具有十分重要的理论和应用意义。

人工湿地是20世纪70年代末发展起来的一种污水处理技术，其特点是：出水水质好，具有较强的氮磷处理能力，运行维护方便，管理简单，投资及运行费用低。据有关资料显示，人工湿地投资和运行费用仅占传统二级生化处理技术的10％～50％。比较适合于资金少、能源短缺和技术人才缺乏的中小城镇和乡村、城郊结合处未完善污水管网的小型社区等。

人工湿地处理***是将污水有控制地投放到湿地上，使污水沿一定方向流动，通过土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物共同作用，实现污水净化的一种***，处理后的水体在终端流出。传统意义上的人工湿地一般是作为生化***后的深度处理来运行，本次实用新型人工湿地可以独立作为一个高效治理水污染的技术***，而非仅作为深处理应用技术，使人工湿地技术在我国村镇污水中的应用走向成熟。

人工湿地***的水流状态是维持***正常运行、使***充分发挥净化效果的重要因素，但在发生堵塞后，基质的渗透系数会急剧下降，过水能力也随之降低，大量引入湿地***的污水直接雍积在湿地表面，长期积水引发恶臭、导致蚊蝇滋生，恶化运行环境；雍水还阻隔氧气向基质层内扩散，进而降低污染物(尤其是有机物和氨氮)的去除效果，使出水指标达不到设计标准，同时缩短了人工湿地的运行寿命。

人工湿地普遍占地面积大、水力负荷低、冬季运行效果差，本次实用新型所开发的专利技术主要是解决人工湿地占地面积大、调节能力差、易堵塞、冬季湿地的运行效果差等问题。

针对以上困难，我们在对传统人工湿地的深入研究基础上，根据污水成分组成的特点，开发出适用于处理规模不高于500m³/d的村镇污水处理的高效潜流人工湿地处理***。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，提供一种能够适应村镇居民污水处理特点的高效潜流人工湿地***。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种高效潜流的人工湿地***，包括多功能组合池和湿地单元，污水先在所述多功能组合池中截留悬浮物和漂浮物杂质，对水体进行水解酸化；再在湿地单元中过滤、生物降解，采用滴灌***进行均匀布水，导膜***排淤，进行水体净化。

进一步，所述多功能组合池分为上下两层结构，上层结构为两格的格栅池，一格为机械格栅，一格为人工格栅，截留悬浮物和漂浮物杂质；下层结构为水解酸化调节池，上层格栅池出水通过池内折流板重力自流到水解酸化池底部，通过池内的酸性细菌进行水解，在多功能组合池内2/3处设有提升泵抽取污水。

进一步，在所述水解酸化调节池内设置立体弹性组合填料，对搅动的废水进行水力切割，填料材质为聚丙烯和/或聚乙烯。

进一步，在所述多功能组合池的底部设有多个漏斗状收集器，将收集的污泥定期排出。

进一步，在多功能组合池和湿地单元之间设有吸力自清洗网式过滤器，包括过滤器本体、粗滤网、细滤室、冲洗阀和冲洗控制器，经过吸力自清洗网式过滤器的污水，先通过粗滤网、细滤网两级过滤，截留大于100μm的污染物在滤网上，出水进入湿地单元，当滤网上内外压差大于预设值时，控制器打开冲洗阀，通利用压差的变化吸入反冲洗水冲洗滤网污物，通过冲洗阀排出。

进一步，所述湿地单元由下至上依次铺设聚乙烯土工布层、第一粗砂层、第一砾石层、钢丝网层、第二砾石层、第二粗砂层、种植土层。

进一步，所述聚乙烯土工布层以厚度为0.5mm的聚乙烯塑料膜铺设，在两边衬垫密度为500g/m2的土工布；所述第一粗砂层的厚度为100mm，所述第一砾石层的厚度为500mm，砾石粒径为φ100～150mm；所述钢丝网层的孔径为10*10mm，钢丝直径为0.6mm；所述第二砾石层厚底为200mm，砾石粒径为φ10-15mm；所述第二粗砂层的厚度为200mm；所述种植土层的厚度为200mm，种植土层种植水生植物。

进一步，所述人工湿地***由若干个湿地单元顺序连接。

进一步，所述湿地单元的滴灌***铺设在所述第二砾石层，由一支布水主管进入湿地单元，由两根布水支管平行铺设在湿地单元内，布水支管采用贴片式滴灌带，所述贴片式滴灌带包括依次连通的贴片、紊流通道、过滤窗。

进一步，所述湿地单元的导膜***为丰字集水管铺设在所述第一砾石层，集水孔的孔径采用为φ20mm，并列排列的集水管的间距150mm。

进一步，所述人工湿地***用于村镇生活污水的净化处理。

一种污水处理方法，将生活污水流入所述多功能组合池，机械格栅或人工格栅根据清捞需要间隔工作，提升泵以3小时为间隔将组合池中的污水抽净一次；

湿地单元的使用数量根据液位高度的需求选定，夏季节选择高液位运行，液位到达种植土层上的植物，春秋季节选择中液位运行，液位到达第二粗砂层，冬季节选择低液位运行，液位到达第二砾石层；

在湿地单元运行初期，开启集水管出水阀门，污水各层吸附的积累物通过集水管排出；

在湿地单元运行后期，关闭集水管出水阀门，污水在湿地单元中水力停留时间为24h，各层老化的生物膜脱落进入水中，瞬间开启集水管出水阀门，老化的生物膜脱落进入导膜***，排出人工湿地***。

采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

第一、本实用新型的人工湿地***能够适应于村镇生活污水排放的特点，进行污水净化处理，适用于处理规模不高于500m³/d的村镇污水处理的高效潜流人工湿地处理***。

第二、本实用新型的多功能组合池：能够调节水质水量的瞬时变化；提高废水可生化性，将大分子有机物转化为小分子；池体的计设灵活性较高，可根据来水水质需求组合，改造成其他功能池。

第三、本实用新型的湿地单元能够灵活调节湿地单元的使用数量，并且湿地单元占地面积小，水力负荷高，能够适应冬季越冬的环境问题，有效防止湿地堵塞情况，保持湿地水通畅，净化能力强。

第四、本专利采用滴灌***进行均匀布水，提高湿地的处理效率，保证湿地投放的污染负荷一致，防止短路流和死水区的发生，减缓湿地的堵塞。导膜***能够定期将湿地运行过程中产生的沉淀物、截留物以及剥落的生物膜排出湿地单元，保证湿地中水流畅通。

附图说明

图1是本实用新型的人工湿地***的结构示意图；

图2是本实用新型的湿地单元的滴灌***和导膜***的结构示意图；

图3是本实用新型的湿地单元的铺设结构示意图；

图4是本实用新型的滴灌带的结构示意图。

其中，1、多功能组合池，2、吸力自清洗网式过滤器，3、湿地单元，4、格栅池，5、水解酸化调节池，6、滴灌***，61、贴片，62、紊流通道，63、过滤窗，7、导膜***

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的结构图及具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种高效潜流的人工湿地***，包括多功能组合池1和湿地单元3，污水先在多功能组合池中截留悬浮物和漂浮物杂质，对水体进行水解酸化；再在湿地单元中过滤、生物降解，采用滴灌***6进行均匀布水，导膜***7排淤，进行水体净化。

多功能组合池分为上下两层结构，上层结构为两格的格栅池4，一格为机械格栅，一格为人工格栅，截留悬浮物和漂浮物杂质；下层结构为水解酸化调节池5，上层格栅池出水通过池内折流板重力自流到水解酸化池底部，使得整个池子处于完全混合状态，控制水解酸化池的停留时间和上升流速，使反应处于酸化阶段，水解反应依靠酸化细菌的胞外酶进行完成，在多功能组合池内2/3处设有提升泵抽取污水。

在水解酸化调节池内设置立体弹性组合填料，对搅动的废水进行水力切割，填料材质为聚丙烯和/或聚乙烯。对搅动的废水进行水力切割，延长水力停留时间，使悬浮状态的污泥与水充分混合。为水解酸化菌的生长提供有利条件。组合填料通过角钢焊接的外框架固定在水解酸化调节池内，填料固定在距池底1m位置处。

优选地，在多功能组合池的底部还设有多个漏斗状收集器，将收集的污泥定期排出。

在多功能组合池和湿地单元之间设有吸力自清洗网式过滤器2，包括过滤器本体、粗滤网、细滤室、冲洗阀和冲洗控制器，经过吸力自清洗网式过滤器的污水，先通过粗滤网、细滤网两级过滤，截留大于100μm的污染物在滤网上，出水进入湿地单元，当滤网上内外压差大于预设值时，控制器打开冲洗阀，通利用压差的变化吸入反冲洗水冲洗滤网污物，通过冲洗阀排出。

水流进入吸力自清洗网式过滤器后，首先通过粗滤网，然后进入细过滤室，由细滤网将大于100um污染物截留下来，出水即为净水，该过滤器的使用减小人工湿地的堵塞，延缓人工湿地填料的更换周期。

污物聚集在细滤网上，使滤网内表面和外表面形成压力差。当压差达到预设值时，便启动自清洗循环。压差传感器将信号传至控制器触动其打开冲洗阀，这样液压马达室内、污物收集器及吸嘴内的压力降至与大气相通。引起吸嘴相对的细滤网内面(污水)和细滤网外面(净水)之间的压力差，产生一股吸力强劲的反冲洗水将吸嘴相对的滤网上的污物清洗干净，由冲洗阀排出。

反冲洗水经过液压马达时带动污物收集器转动，这样吸嘴就将整个滤网上的污物吸走清洗干净。当滤网冲洗干净，控制器关闭冲洗阀，设备自动恢复到全滤状态。整个反冲洗过程只需几秒钟，而且期间主流不间断，也无须更换滤芯。冲洗用水只占主流1％。

实施例2

如图2、3所示，湿地单元由下至上依次铺设聚乙烯土工布层、第一粗砂层、第一砾石层、钢丝网层、第二砾石层、第二粗砂层、种植土层。

其中，聚乙烯土工布层以厚度为0.5mm的聚乙烯塑料膜铺设，在两边衬垫密度为500g/m2的土工布；所述第一粗砂层的厚度为100mm，所述第一砾石层的厚度为500mm，砾石粒径为φ100～150mm；所述钢丝网层的孔径为10*10mm，钢丝直径为0.6mm；所述第二砾石层厚底为200mm，砾石粒径为φ10-15mm；所述第二粗砂层的厚度为200mm；所述种植土层的厚度为200mm，种植土层种植水生植物。

人工湿地***由若干个湿地单元顺序连接，传统意义上潜流垂直流人工湿地的水力停留时间为3～5d，本实用新型的湿地单元水力停留时间为1d，大大的减小占地面积，极大的提高水力负荷。

湿地单元的滴灌***铺设在第二砾石层，由一支布水主管进入湿地单元，由两根布水支管平行铺设在湿地单元内，布水支管采用贴片式滴灌带，贴片式滴灌带包括依次连通的贴片61、紊流通道62、过滤窗63。

滴灌带中水先流经贴片，在流经紊流通道后进入过滤窗后经滴头出水。滴头流道为紊流流道，如图4所示，水从一个稳定状态到另一个稳定状态滴水均匀，能够实现灌水均匀，同时滴头带有过滤窗，抗堵性能好。不同作物不同土壤更换滴头模具就可以得到，不同滴水性能的滴灌带，易于实现精细化精准灌溉。滴灌带是利用塑料管道将水通过直径约10mm毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。贴片式滴灌带是把扁平形状的滴头镶在管带内壁上的一体化滴灌带，贴片式滴灌带的滴水孔选用机械打孔方法完结，配有残渣收回体系，打孔速度快，无残留渣屑。滴头、管道整体性强。

同时，在滴灌带铺设时可以人为的将滴头出水口向上，通水后水中含有的杂质比重大于水，杂质会沉在滴灌带底部，在滴灌带清洗时将杂质从滴灌带尾部排出因此不会造成滴头堵塞。不但能够保证***运行的可靠性，而且可以简化过滤装置结构，降低水质处理所需的高昂费用。

湿地单元的导膜***为丰字集水管铺设在第一砾石层，集水孔的孔径采用为φ20，并列排列的集水管的间距150mm，导膜***排淤，进行水体净化。

人工湿地***用于村镇生活污水的净化处理。鉴于村镇及城郊结合处居民用水的不均匀性，设置多功能组合池用于调节污水量，且根据居民用水时间的特点分析，主要用水时间集中在早、中、晚3个时间点，在上午6:00～8:00和下午的17:00～20:00流量最大，最大时间点的用水时长普遍不超过3h，本次多功能组合池设计调节时间为3h，及时缓解用水高峰时刻污水的收集，组合池内设置提升泵，在用水高峰时刻来临前能及时清空调节池内污水。

本实用新型的人工湿地***的进水为经吸力自清洗网式过滤器后的出水，水质参数pH为6-7.2，DO为0.01-0.05，TSS为45-62mg/L，CODcr为124-200mg/L，BOD5为66-96mg/L，TN为65-75mg/L，NH4-N为30.5-45mg/L，TP为4.8-5.3mg/L。

在***运行过程中，采用连续进水方式，在湿地单元中运行超过12个月，出水pH和DO的效果分别为：6.9-7.2，3.9-4.9mg/L。其中TSS去除率为50-70％，CODcr去除率为52.3-72.5％，BOD5去除率51-70.4％，TN去除率26.3-43.9％，NH4-N去除率56.4-85.4％，TP去除率85-94.8％。

实施例3

在人工湿地的运行初期，填料中的细微粘土粒子与许多淤积的SS共同组成致密不透水层，胞外聚合物不断凝聚和吸附不同粒径的悬浮或胶体状态的底物，进而形成大粒径絮团状的累积物，造成有机物和无机物共同积累，堵塞填料孔隙，需及时导出老化脱落的生物膜***，定期把集水池中出水管将湿地运行过程中产生的沉淀物、截留物以及剥落的生物膜排出湿地单元，保证湿地中水流畅通。导膜装置启用时，关闭人工湿地集水池内出水管上阀门，使湿地内填料处于满水浸润状态，采用水力浸润时间24h，使填料上老化的生物膜更易脱落进入水中，之后瞬时打开阀门，在人工湿地内有压水流状态的冲击下，使老化的生物膜脱落进入导膜***即集水***中，导入集水池内，排出人工湿地***。

本实用新型提供了一种利用人工湿地***的污水处理方法：将生活污水流入所述多功能组合池，机械格栅或人工格栅根据清捞需要间隔工作，提升泵以3小时为间隔将组合池中的污水抽净一次；

湿地单元的使用数量根据液位高度的需求选定，夏季节选择高液位运行，液位到达种植土层上的植物，春秋季节选择中液位运行，液位到达第二粗砂层，冬季节选择低液位运行，液位到达第二砾石层；

在湿地单元运行初期，开启集水管出水阀门，污水各层吸附的积累物通过集水管排出；

在湿地单元运行后期，关闭集水管出水阀门，污水在湿地单元中水力停留时间为24h，各层老化的生物膜脱落进入水中，瞬间开启集水管出水阀门，老化的生物膜脱落进入导膜***，排出人工湿地***。

该高效潜流人工湿地***的进水为辽宁市某郊区市政污水，水质参数pH为7.2-8.0，DO为0.03-0.13。采用上述方法进行污水处理。

在高效潜流人工湿地***运行超过12个月，出水pH和DO的效果分别为：6.9-7.2，3.9-4.9mg/L。其中TSS去除率为85-92.2％，CODcr去除率为86.7-94.6％，BOD5去除率83.2-90.3％，TN去除率35％，NH4-N去除率78.6-86.2％，TP去除率85-95％。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种高效潜流的人工湿地***，包括多功能组合池和湿地单元，其特征在于，污水先在所述多功能组合池中截留悬浮物和漂浮物杂质，对水体进行水解酸化；再在湿地单元中过滤、生物降解，采用滴灌***进行均匀布水，导膜***排淤，进行水体净化。

2.根据权利要求1所述的人工湿地***，其特征在于，所述多功能组合池分为上下两层结构，上层结构为两格的格栅池，一格为机械格栅，一格为人工格栅，截留悬浮物和漂浮物杂质；下层结构为水解酸化调节池，上层格栅池出水通过池内折流板重力自流到水解酸化池底部，通过池内的酸性细菌进行水解，在多功能组合池内2/3处设有提升泵抽取污水。

3.根据权利要求2所述的人工湿地***，其特征在于，在所述水解酸化调节池内设置立体弹性组合填料，对搅动的废水进行水力切割，填料材质为聚丙烯和/或聚乙烯。

4.根据权利要求2所述的人工湿地***，其特征在于，在所述多功能组合池的底部设有多个漏斗状收集器，将收集的污泥定期排出。

5.根据权利要求2所述的人工湿地***，其特征在于，在多功能组合池和湿地单元之间设有吸力自清洗网式过滤器，包括过滤器本体、粗滤网、细滤室、冲洗阀和冲洗控制器，经过吸力自清洗网式过滤器的污水，先通过粗滤网、细滤网两级过滤，截留大于100μm的污染物在滤网上，出水进入湿地单元，当滤网上内外压差大于预设值时，控制器打开冲洗阀，通利用压差的变化吸入反冲洗水冲洗滤网污物，通过冲洗阀排出。

6.根据权利要求1所述的人工湿地***，其特征在于，所述湿地单元由下至上依次铺设聚乙烯土工布层、第一粗砂层、第一砾石层、钢丝网层、第二砾石层、第二粗砂层、种植土层。

7.根据权利要求6所述的人工湿地***，其特征在于，所述聚乙烯土工布层以厚度为0.5mm的聚乙烯塑料膜铺设，在两边衬垫密度为500g/m²的土工布；所述第一粗砂层的厚度为100mm，所述第一砾石层的厚度为500mm，砾石粒径为φ100～150mm；所述钢丝网层的孔径为10*10mm，钢丝直径为0.6mm；所述第二砾石层厚底为200mm，砾石粒径为φ10-15mm；所述第二粗砂层的厚度为200mm；所述种植土层的厚度为200mm，种植土层种植水生植物。

8.根据权利要求6所述的人工湿地***，其特征在于，所述人工湿地***由若干个湿地单元顺序连接。

9.根据权利要求8所述的人工湿地***，其特征在于，所述湿地单元的滴灌***铺设在所述第二砾石层，由一支布水主管进入湿地单元，由两根布水支管平行铺设在湿地单元内，布水支管采用贴片式滴灌带，所述贴片式滴灌带包括依次连通的贴片、紊流通道、过滤窗。

10.根据权利要求9所述的人工湿地***，其特征在于，所述湿地单元的导膜***为丰字集水管铺设在所述第一砾石层，集水孔的孔径采用为φ20mm，并列排列的集水管的间距150mm。

11.根据权利要求1-10任一项所述的人工湿地***，其特征在于，所述人工湿地***用于村镇生活污水的净化处理。

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