申请/专利权人：中煤紫光湖北环保科技有限公司

申请日：2018-08-16

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN108726686B

主分类号：C02F3/32

分类号：C02F3/32;C02F3/34;C02F7/00;C02F3/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2019.09.17#著录事项变更;2018.11.27#实质审查的生效;2018.11.02#公开

摘要：本发明提出一种自然复氧人工湿地污水处理系统，包括人工湿地池体，其由基底和四周砌体围边组成，内部设置填料层，填料层顶部种植湿地植物，填料层顶面沿人工湿地池体一侧砌体围边设有径向布置的布水堰，内设有进水管，填料层顶面设有数条横向布置的开放式溢流堰槽，其一端与布水堰相连通，人工湿地池体另一侧的填料层中设有集水管，相邻的两条溢流堰槽之间及位于两边的溢流堰槽与人工湿地池体的砌体围边之间均设有通气装置，通气装置包括数根沿横向均匀间隔设置的通气管，数根通气管的横向布设长度与溢流堰槽的长度相同，通气管顶面高于填料层顶面。本发明增加填料深层氧气浓度，保证人工湿地连续运行并可以有效缓解填料层堵塞。

主权项：1.一种自然复氧人工湿地污水处理系统，包括人工湿地池体，所述人工湿地池体由基底和四周砌体围边组成，人工湿地池体内部设置填料层，所述填料层顶部种植湿地植物，填料层顶面沿人工湿地池体一侧砌体围边设有径向布置的布水堰，所述布水堰内设有进水管，填料层顶面设有数条横向布置的开放式溢流堰槽，所述溢流堰槽一端与布水堰相连通，人工湿地池体另一侧的填料层中设有集水管，相邻的两条溢流堰槽之间及位于两边的溢流堰槽与人工湿地池体的砌体围边之间均设有通气装置，通气装置包括数根沿横向均匀间隔设置的通气管，数根通气管的横向布设长度与溢流堰槽的长度相同，通气管顶面高于填料层顶面；所述通气管顶部安设地漏，下部管壁上均匀间隔设有数个通气孔；所述集水管由直管和直角折弯管组成，所述直管沿径向铺设于人工湿地池体另一侧的填料层底部，管壁上均布集水孔，所述直角折弯管的竖直段端头与直管的管壁中心相连通，直角折弯管的水平段端头穿出人工湿地池体另一侧的砌体围边。

全文数据：一种自然复氧人工湿地污水处理系统技术领域[0001]本发明属于污水处理的技术领域，尤其涉及一种自然复氧人工湿地污水处理系统。背景技术[0002]人工湿地是一种低投资、低能耗、抗冲击能力强的污水处理技术。它主要利用植物、微生物和填料之间的物理、化学和生物作用达到污水净化的目的。人工湿地运行维护、管理较为简单，非常适合用于农村、旅游景区、高速公路服务区等分散型污水的处理。[0003]填料对于人工湿地污水处理系统的运行效果有着重要的作用。填料是微生物的附着基质，也是植物的生长基质，填料性能决定了微生物和植物对污染物的降解效率。同时，填料本身对污染物也具有吸附功能，湿地填料可以增强系统对污染物尤其是氮、磷）的去除能力，是出水水质的重要保证。[0004]虽然人工湿地具有维护简单的优点，但是，在长期运行中，由于底部填料厌氧环境，形成的生物膜不易分解，会出现湿地填料堵塞现象，影响到湿地对污水的处理效率，而采用更换填料或者动力曝气等方式，维护成本较高、工程量巨大，这些都限制了人工湿的广泛应用。发明内容[0005]本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种自然复氧人工湿地污水处理系统，采用安装开放式布水堰槽和通气管的方式，增加填料深层氧气浓度，保证人工湿地连续运行并可以有效缓解填料层堵塞。[0006]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种自然复氧人工湿地污水处理系统，包括人工湿地池体，所述人工湿地池体由基底和四周砌体围边组成，人工湿地池体内部设置填料层，所述填料层顶部种植湿地植物，填料层顶面沿人工湿地池体一侧砌体围边设有径向布置的布水堰，所述布水堰内设有进水管，填料层顶面设有数条横向布置的开放式溢流堰槽，所述溢流堰槽一端与布水堰相连通，人工湿地池体另一侧的填料层中设有集水管，相邻的两条溢流堰槽之间及位于两边的溢流堰槽与人工湿地池体的砌体围边之间均设有通气装置，通气装置包括数根沿横向均匀间隔设置的通气管，数根通气管的横向布设长度与溢流堰槽的长度相同，通气管顶面高于填料层顶面。[0007]按上述方案，所述填料层从下往上分为三层，依次为沸石填料层、轻质陶粒填料层、河砂填料层。[0008]按上述方案，所述通气管顶部安设地漏，下部管壁上均匀间隔设有数个通气孔。[0009]按上述方案，所述集水管由直管和直角折弯管组成，所述直管沿径向铺设于人工湿地池体另一侧的填料层底部，管壁上均布集水孔，所述直角折弯管的竖直段端头与直管的管壁中心相连通，直角折弯管的水平段端头穿出人工湿地池体另一侧的砌体围边。[0010]按上述方案，所述基底包括混凝土垫层和铺设于混凝土垫层顶部的钢筋混凝土底板。[0011]按上述方案，所述溢流堰槽的顶部为锯齿状。[0012]按上述方案，所述湿地植物为美人蕉、香蒲、芦苇中的一种或多种。[0013]按上述方案，所述通气管和集水管均为UPVC管。[0014]本发明的有益效果是：1、提供一种自然复氧人工湿地污水处理系统，填料层顶部设置布水堰和开放式布水溢流堰槽，一方面可以起到均匀布水作用，另一方面，增加了污水与空气的接触面积和时间，提高污水进水的溶解氧浓度，可以带入更多的溶解氧至底部填料，防止填料堵塞;2、贯穿于湿地系统的穿孔通气管，下部穿孔，让填料层中污水流入与流出，上部与外部空气连通，空气可自然进入，为底层填料及其中的污水提供氧气，而无需额外动力曝气装置，增加湿地底部氧气含量，可以提高微生物活性，提高生化反应速率，生物膜降解速率加快，可以防止填料堵塞;3、开放式布水堰槽与底部集水管有利于人工湿地系统的均匀布水，防止出现水路死角，可以保证污水均匀穿过各层填料，增加了污水反应时间，提高湿地的处理效率。附图说明[0015]图1为本发明一个实施例的俯视图。[0016]图2为本发明一个实施例的剖视图。[0017]图3为本发明一个实施例的侧视图。具体实施方式[0018]为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。[0019]如图1-图3所示，一种自然复氧人工湿地污水处理系统，包括人工湿地池体1，其由基底和四周砌体围边组成，内部设置填料层，填料层顶部种植湿地植物11，湿地植物为美人蕉、香蒲、芦苇中的一种或多种。填料层顶面沿人工湿地池体一侧砌体围边设有径向布置的布水堰2,布水堰内设有进水管3,填料层顶面设有数条横向布置的开放式溢流堰槽4,溢流堰槽的顶部为锯齿状，其一端与布水堰相连通，人工湿地池体另一侧的填料层中设有集水管5，相邻的两条溢流堰槽之间及位于两边的溢流堰槽与人工湿地池体的砌体围边之间均设有通气装置，通气装置包括数根沿横向均匀间隔设置的通气管6,数根通气管的横向布设长度与溢流堰槽的长度相同，通气管顶面高于填料层顶面。[0020]填料层从下往上分为三层，依次为沸石填料层7、轻质陶粒填料层8、河砂填料层9，沸石由于其独特的晶体结构，对氨氮有较好的吸附性，改性沸石对氨氮的吸附容量更高，采用沸石作为脱氮填料，可以大大湿地对氨氮的去除效果；中间层采用轻质陶粒为填料，轻质陶粒孔隙率较大，有比较强的吸附能力，对各种污染物的去除较为明显;并且轻质陶粒中含铁、H丐等金属矿物，对磷的吸附能力较强，在污水中形成?62+心3+办2+^13+等金属离子，还可与污水中的PO形成沉淀，除去污水中的P，反应如下：[0021]Fe3++P〇43_=FeP04|1[0022]Fe2++P〇43—=Fe3P〇42j⑵[0023]3Ca2++2P043'=Ca3P〇421⑶[0024]Al3++P〇43_=AlP04|⑷[0025]通气管为UPVC管，顶部安设地漏，防止湿地植物落叶掉落其中，下部管壁上均匀间隔设有数个通气孔10。[0026]集水管为UPVC管，由直管和直角折弯管组成，直管沿径向铺设于人工湿地池体另一侧的填料层底部，管壁上均布集水孔，直角折弯管的竖直段端头与直管的管壁中心相连通，直角折弯管的水平段端头穿出人工湿地池体另一侧的砌体围边。[0027]基底包括混凝土垫层和铺设于混凝土垫层顶部的钢筋混凝土底板，设置混凝土垫层，防止污水渗漏以及池体沉降。[0028]实施例一[0029]布水堰内设置进水管，使前处理后的污水进入人工湿地系统，布水堰槽另一端设置三条开放式溢流堰槽，开放式溢流堰槽铺设于填料层顶部，开放式溢流堰槽上部呈锯齿状，上部锯齿高度5cm，下部集水深度l〇cm。[0030]填料层包括自下而上依次设置的沸石填料层、轻质陶粒填料层、河砂填料层。沸石粒径2•5_3•5cm，填料层厚度30cm;轻质陶粒粒径1-2•5cm，填料层厚度30cm;河砂粒径0.5-lcm，填料层厚度20cm。[0031]通气管采用UPVC材质，管径DN200mm，长度1.0m，通气管下部5〇-8〇cm部分管壁上开有通气孔，通气管截面0°、1S0°、±45°、±90°、±135°方向均沿轴向开通气孔八个，通气孔孔径1.0-2.0cm，开孔间距为10cm。[0032]集水管采用UPVC材质，在水管截面±45°和±135°方向均沿轴向开集水孔四个，集水孔孔径0.8-1.5cm，开孔间距10-20cm。[0033]人工湿地系统的工作过程是:污水由布水堰一侧的进水管进入布水堰，在布水堰经短暂停留，流入三条开放式溢流堰槽中，布水堰和开放式溢流堰槽中的污水与上部空气直接接触，提高了污水溶解氧含量。污水自开放式溢流堰槽顶部锯齿处溢流进入人工湿地，自上而下依次穿过河砂层、轻质陶粒层、沸石层。填料层中设置多根穿孔通气管，使外部空气可以自然进入填料层，增加填料内部氧气含量。填料层中含有大量各类微生物，微生物利用氧气氧化分解污水中各类污染物。同时，填料可以吸附截留污水中的污染物，供微生物分解利用。湿地植物也可通过根系吸附利用水中污染物。整个人工湿地系统通过植物、滤料、微生物共同作用去除污水中的：00、800、1?、38以及各种病原菌，净化污水。污水通过安装于填料底部的穿孔集水管，排出湿地系统。[0034]通过设置开放式溢流堰槽和贯穿于滤料层的穿孔通气管，提高了污水和填料深层的氧气含量，加快了微生物的生化反应速率，加速污水中污染物的去除分解。本发明的人工湿地系统，结构简单，对营养元素N、P有很好的去除效果。空气可自主进入填料底层，对底部填料供氧，无需动力，节省了建设成本和系统能耗。

权利要求：1.一种自然复氧人工湿地污水处理系统，包括人工湿地池体，所述人工湿地池体由基底和四周砌体围边组成，人工湿地池体内部设置填料层，所述填料层顶部种植湿地植物，填料层顶面沿人工湿地池体一侧砌体围边设有径向布置的布水堰，所述布水堰内设有进水管，填料层顶面设有数条横向布置的开放式溢流堰槽，所述溢流堰槽一端与布水堰相连通，人工湿地池体另一侧的填料层中设有集水管，相邻的两条溢流堰槽之间及位于两边的溢流堰槽与人工湿地池体的砌体围边之间均设有通气装置，通气装置包括数根沿横向均匀间隔设置的通气管，数根通气管的横向布设长度与溢流堰槽的长度相同，通气管顶面高于填料层顶面。2.根据权利要求1所述的一种自然复氧人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述填料层从下往上分为三层，依次为沸石填料层、轻质陶粒填料层、河砂填料层。3.根据权利要求1所述的一种自然复氧人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述通气管顶部安设地漏，下部管壁上均匀间隔设有数个通气孔。4.根据权利要求1所述的一种自然复氧人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述集水管由直管和直角折弯管组成，所述直管沿径向铺设于人工湿地池体另一侧的填料层底部，管壁上均布集水孔，所述直角折弯管的竖直段端头与直管的管壁中心相连通，直角折弯管的水平段端头穿出人工湿地池体另一侧的砌体围边。5.根据权利要求1所述的一种自然复氧人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述基底包括混凝土垫层和铺设于混凝土垫层顶部的钢筋混凝土底板。6.根据权利要求1所述的一种自然复氧人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述溢流堰槽的顶部为锯齿状。^7.根据权利要求1所述的一种自然复氧人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述湿地植物为美人蕉、香蒲、芦苇中的一种或多种。、—8.根据权利要求1所述的一种自然复氧人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述通气管和集水管均为UPVC管。

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