申請(qǐng)日2017.10.10
公開(公告)日2017.12.08
IPC分類號(hào)C02F3/32
摘要
本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種介質(zhì)微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置，包括兩個(gè)介質(zhì)層;上層為礫石層，用于作為承載濕地植物生長(zhǎng)的介質(zhì)，對(duì)污染物進(jìn)行降解，并截留吸附污染物中的COD、氮、磷、SS;下層為火山浮石層，利用內(nèi)部的多孔隙吸附截留污染物，并降解污染物中的COD、氮、磷、SS;礫石層與火山浮石層之間設(shè)置支架，用于支撐礫石層，并使火山浮石層處于懸浮狀態(tài);人工濕地進(jìn)水處設(shè)置有用于顯示水位變化的布水池，通過其水位變化間接顯示介質(zhì)的堵塞程度。本發(fā)明獨(dú)特的火山浮石介質(zhì)層和反沖洗裝置，克服了傳統(tǒng)人工濕地因介質(zhì)堵塞而難以維持長(zhǎng)期高效穩(wěn)定的問題，使被處理生活污水的出水水質(zhì)可長(zhǎng)期保持一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求書
1.一種介質(zhì)微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置，特征在于，所述新型人工濕地污水處理裝置包括兩個(gè)介質(zhì)層;
用于作為承載濕地植物生長(zhǎng)的介質(zhì)，對(duì)污染物進(jìn)行降解，并截留吸附污染物中的COD、氮、磷、SS的礫石層為上層;
用于利用內(nèi)部的多孔隙吸附截留污染物，并降解污染物中的COD、氮、磷、SS的火山浮石層為下層為;
所述礫石層與火山浮石層之間設(shè)置支架，用于支撐所述礫石層，并使火山浮石層處于懸浮狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置，特征在于，所述介質(zhì)微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置，特征在于，所述介質(zhì)微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置的進(jìn)水口處設(shè)置用于顯示水位變化的布水池。
3.如權(quán)利要求2所述的介質(zhì)微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置，其特征在于，所述布水池以水位標(biāo)高監(jiān)控介質(zhì)內(nèi)部的堵塞程度，利用布水池水位標(biāo)高與介質(zhì)堵塞程度呈正比關(guān)系，當(dāng)布水池水位升高至相對(duì)標(biāo)高45cm時(shí)，對(duì)介質(zhì)進(jìn)行反沖洗。
4.如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置，其特征在于，所述礫石層與火山浮石層之間設(shè)置反沖洗裝置;在所述火山浮石層下設(shè)置15cm的垂直空間;
所述反沖洗裝置還包括反沖洗排水管;所述反沖洗閥連通在反沖洗排水管前端。
5.如權(quán)利要求1所述的介質(zhì)微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置，其特征在于，所述支架下方設(shè)置反沖洗裝置，并在濕地40cm高處和最低水位處各設(shè)置反沖洗排水管;反沖洗過程中開啟40cm高處的反沖洗排水管，反沖洗結(jié)束后開啟最低水位處的反沖洗排水管，排空濕地內(nèi)的反沖洗水。
6.一種如權(quán)利要求1所述介質(zhì)微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置的介質(zhì)微堵自愈的新型人工濕地污水處理方法，其特征在于，所述介質(zhì)微堵自愈的新型人工濕地污水處理方法包括：
礫石層作為承載濕地植物生長(zhǎng)的介質(zhì)，降解、截留吸附COD、氮、磷、SS等污染物的能力;火山浮石層吸附截留、降解COD、氮、磷、SS污染物;
支架作用在于支撐礫石層，確�；鹕礁∈瘜犹幱趹腋顟B(tài);
當(dāng)濕地介質(zhì)沒有堵塞時(shí)，布水池水位正常;介質(zhì)堵塞程度越大，布水池水位標(biāo)高則越高;當(dāng)布水池水位升高到相對(duì)標(biāo)高45cm時(shí)，開啟40cm高處的閥門，并啟動(dòng)支架下面的反沖洗閥，利用動(dòng)力沖刷作用消除介質(zhì)中的固體堵塞物。
說明書
一種介質(zhì)微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種介質(zhì)微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置。
背景技術(shù)
人工濕地是一種為處理污水而利用工程手段模擬自然濕地系統(tǒng)建造的構(gòu)筑物，具有高效、低耗的特點(diǎn)。20世紀(jì)70年代以來，該技術(shù)被廣泛應(yīng)用于處理各種廢水，其中尤以被應(yīng)用于處理農(nóng)村生活污水和農(nóng)業(yè)退水為甚，其短期內(nèi)的污染去除效果較為理想。但就目前而言，對(duì)人工濕地技術(shù)的研究和應(yīng)用主要集中在如何提高其除污效率方面，而對(duì)如何維持人工濕地技術(shù)長(zhǎng)期高效穩(wěn)定性的研究較少。據(jù)現(xiàn)有的人工濕地技術(shù)運(yùn)行現(xiàn)狀來看，絕大部分存在介質(zhì)易于堵塞、難以維護(hù)、不能持續(xù)長(zhǎng)期高效穩(wěn)定運(yùn)行等缺點(diǎn)。
究其原因，主要是因?yàn)楸惶幚砦鬯袘腋∥?SS)含量過高而導(dǎo)致人工濕地介質(zhì)堵塞短路，從而造成系統(tǒng)的有效容積大大減少，最終導(dǎo)致出水水質(zhì)達(dá)難以到設(shè)計(jì)要求，甚至完全失去污水凈化功效。若使堵塞的人工濕地介質(zhì)恢復(fù)至疏通狀態(tài)，現(xiàn)有措施主要有二：1)定期取出并清洗濕地介質(zhì);2)更換新的濕地介質(zhì)。就上述兩種恢復(fù)人工濕地介質(zhì)措施而言，均存在工作量大、操作難、費(fèi)用高等方面的問題。
綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：被處理污水中懸浮物(SS)含量過高而導(dǎo)致人工濕地介質(zhì)堵塞短路，從而造成系統(tǒng)的有效容積大大減少，致使出水水質(zhì)達(dá)難以到設(shè)計(jì)要求，甚至完全失去凈化功能，即難以維持系統(tǒng)長(zhǎng)期高效穩(wěn)定的問題;存在難以管理的問題;若要使堵塞的人工濕地介質(zhì)恢復(fù)至疏通狀態(tài)，亦存在工作量大、操作難、費(fèi)用高等方面的問題。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種介質(zhì)微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種介質(zhì)微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置，所述新型人工濕地污水處理裝置包括兩個(gè)介質(zhì)層;
用于作為承載濕地植物生長(zhǎng)的介質(zhì)，對(duì)污染物進(jìn)行降解，并截留吸附污染物中的COD、氮、磷、SS的礫石層為上層;
用于利用內(nèi)部的多孔隙吸附截留污染物，并降解污染物中的COD、氮、磷、SS的火山浮石層為下層為;
所述礫石層與火山浮石層之間設(shè)置支架，用于支撐所述礫石層，并使火山浮石層處于懸浮狀態(tài)。
進(jìn)一步，所述介質(zhì)微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置，特征在于，所述介質(zhì)微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置的進(jìn)水口處設(shè)置用于顯示水位變化的布水池。
進(jìn)一步，所述布水池以水位標(biāo)高監(jiān)控介質(zhì)內(nèi)部的堵塞程度，利用布水池水位標(biāo)高與介質(zhì)堵塞程度呈正比關(guān)系，當(dāng)布水池水位升高至相對(duì)標(biāo)高45cm時(shí)，對(duì)介質(zhì)進(jìn)行反沖洗。
進(jìn)一步，所述礫石層與火山浮石層之間設(shè)置反沖洗裝置;在所述火山浮石層下設(shè)置15cm的垂直空間;
所述反沖洗裝置還包括反沖洗排水管;所述反沖洗閥連通在反沖洗排水管前端。
進(jìn)一步，所述支架下方設(shè)置反沖洗裝置，并在濕地40cm高處和最低水位處各設(shè)置反沖洗排水管;反沖洗過程中開啟40cm高處的反沖洗排水管，反沖洗結(jié)束后開啟最低水位處的反沖洗排水管，排空濕地內(nèi)的反沖洗水。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述介質(zhì)微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置的介質(zhì)微堵自愈的新型人工濕地污水處理方法，所述介質(zhì)微堵自愈的新型人工濕地污水處理方法包括：
礫石層作為承載濕地植物生長(zhǎng)的介質(zhì)，降解、截留吸附COD、氮、磷、SS等污染物的能力;火山浮石層吸附截留、降解COD、氮、磷、SS污染物;
支架作用在于支撐礫石層，確保火山浮石層處于懸浮狀態(tài);
當(dāng)濕地介質(zhì)沒有堵塞時(shí)，布水池水位正常;介質(zhì)堵塞程度越大，布水池水位標(biāo)高則越高。當(dāng)布水池水位升高到相對(duì)標(biāo)高45cm時(shí)，開啟40cm高處的閥門，并啟動(dòng)支架下面的反沖洗閥，利用動(dòng)力沖刷作用消除介質(zhì)中的固體堵塞物。
與現(xiàn)有人工濕地技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及積極效果為：
(1)解決了因介質(zhì)堵塞而導(dǎo)致難以維持長(zhǎng)期高效穩(wěn)定的問題;
(2)以簡(jiǎn)易的布水池的水位變化來監(jiān)控人工濕地介質(zhì)堵塞程度地介質(zhì)堵塞程度。
本發(fā)明以高孔隙率的火山浮石為介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了污染物去除高效性，使被處理的生活污水出水水質(zhì)達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn);若以人工濕地技術(shù)進(jìn)一步處理農(nóng)業(yè)退水，出水水質(zhì)可長(zhǎng)期穩(wěn)定在地表水Ⅳ類水。以設(shè)置于礫石層和火山浮石層之間的反沖洗裝置，可使反沖洗時(shí)濕地介質(zhì)過量吸附的固體脫落而自愈，實(shí)現(xiàn)人工濕地的長(zhǎng)期高效穩(wěn)定性。
因其長(zhǎng)期高效穩(wěn)定而產(chǎn)生的環(huán)境效益、社會(huì)效益難以估算，故本發(fā)明僅對(duì)其基建和運(yùn)行費(fèi)用作分析。
基建費(fèi)用：與傳統(tǒng)人工濕地技術(shù)相比，本發(fā)明增加了反沖洗系統(tǒng)、支撐礫石層的支架，并應(yīng)用了成本較貴的火山浮石。因此，本發(fā)明的基建費(fèi)用增加了2%。
運(yùn)行費(fèi)用：運(yùn)行過程中，本發(fā)明增加了反沖洗的動(dòng)力費(fèi)用，但因反沖洗的次數(shù)少(每季度一次)，其運(yùn)行費(fèi)用增加量約為現(xiàn)有人工濕地的5%;本發(fā)明可無限期延長(zhǎng)人工濕地的運(yùn)行期，至少因解決了介質(zhì)堵塞問題使系統(tǒng)維修費(fèi)降為傳統(tǒng)人工濕地維修費(fèi)的1/10。維修費(fèi)用按占運(yùn)行費(fèi)用的40%計(jì)，則可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用36%左右。因此，本發(fā)明可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用31%。
本發(fā)明設(shè)計(jì)了不同比重介質(zhì)的垂直層次結(jié)構(gòu)，使這一新技術(shù)既可獲取運(yùn)行期間絕對(duì)高效的COD去除及脫氮除磷功效，又可在介質(zhì)發(fā)生堵塞后，通過動(dòng)力反沖洗而自愈，維持長(zhǎng)期穩(wěn)定的污染去除高效性。這是其他生態(tài)工程技術(shù)短時(shí)期無法取代的，這也將使得該技術(shù)的推廣和應(yīng)用具有長(zhǎng)期的市場(chǎng)保障。微堵反沖洗型人工濕地技術(shù)的研究目前尚未見報(bào)道，為首創(chuàng)。
