專利名稱：一種水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)， 用于增加生態(tài)塘內(nèi)水體流動(dòng)性及水中溶解氧，塘內(nèi)分區(qū)域形成缺氧區(qū)、好氧區(qū)和深度浄化區(qū)，充分發(fā)揮細(xì)菌、藻類和植物對污水的聯(lián)合凈化作用。
背景技術(shù)：
利用生態(tài)處理系統(tǒng)對面源污水進(jìn)行浄化處理，實(shí)現(xiàn)村域水環(huán)境的整體改善成為控制農(nóng)村面源污染問題的重要手段。生態(tài)塘是通過菌藻共生系統(tǒng)和植物浄化系統(tǒng)對污水進(jìn)行處理的工程設(shè)施，目前廣泛與人工濕地聯(lián)合使用，組成復(fù)合式生態(tài)處理技木。然而，生態(tài)塘系統(tǒng)由于停留時(shí)間長，水體流動(dòng)慢，往往水中復(fù)氧能力差，水中的溶解氧不足，單純依靠植物根系對氧的傳遞釋放是不能滿足細(xì)菌對有機(jī)物的好氧分解需要， 特別是在夜間，藻類呼吸作用占據(jù)主導(dǎo)，水體中長時(shí)間處于缺氧狀態(tài)，菌藻共生系統(tǒng)往往不能保持平衡，藻類大量繁殖、生長和消亡，造成水中溶解氧較低，有機(jī)物和氨氮去除效果較差，出水中固體懸浮物含量過高。因此，如何加強(qiáng)水體流動(dòng)性，増加水中溶解氧濃度，抑制藻類生長，保持菌藻共生平衡，一直是生態(tài)塘技術(shù)推廣應(yīng)用需要解決的重要問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于針對目前生態(tài)塘處理技術(shù)存在的不足，提供ー種水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中生態(tài)塘系統(tǒng)存在水體流動(dòng)慢、水中溶解氧濃度低且菌藻共生不能平衡的技術(shù)問題。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)，該生態(tài)塘系統(tǒng)建設(shè)雙廊道式的生態(tài)塘污水處理系統(tǒng)，包括生態(tài)塘、太陽能氣泵站和水體氣提裝置，生態(tài)塘中部設(shè)置有中間導(dǎo)流廊道，將生態(tài)塘劃分為缺氧區(qū)、好氧區(qū)和深度處理區(qū)三個(gè)功能區(qū)， 且中間導(dǎo)流廊道中部設(shè)置有回流廊道；太陽能氣泵站設(shè)置在生態(tài)塘ー旁；水體氣提裝置設(shè)置在好氧區(qū)和深度處理區(qū)之間，其進(jìn)水口通過輸氣管道與太陽能氣泵站連接，出水ロ與回流廊道連接，用以將好氧區(qū)內(nèi)的水氣體至回流廊道輸送回缺氧區(qū)內(nèi)。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)，其生態(tài)塘有效水深為3-4m。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)，其缺氧區(qū)、好氧區(qū)和深度處理區(qū)三者水力停留時(shí)間比為5 3 5。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)，其深度處理區(qū)中選種當(dāng)?shù)啬臀勰芰?qiáng)的優(yōu)勢水生植物。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)，其水體氣提裝置采用固定管夾固接在中間導(dǎo)流廊道的池壁上。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)，其水體氣提裝置氣水比為7 10 1。
依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)，其回流廊道管道開ロ位于水位較高處，水體回流比為30% -60%，管徑大小根據(jù)回流比和流速要求決定。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)，其太陽能氣泵站進(jìn)ー步包括太陽能電池板、太陽能專用控制器、鉛酸蓄電池和空氣泵，太陽能電池板設(shè)置在太陽能泵站外部，太陽能專用控制器、鉛酸蓄電池和空氣泵設(shè)置在太陽能泵站內(nèi)部，太陽能電池板、鉛酸蓄電池和空氣泵依次連接，太陽能專用控制器分別與太陽能電池板和鉛酸蓄電池連接。該系統(tǒng)増加生態(tài)塘內(nèi)水體流動(dòng)性和水體溶解氧，抑制藻類生長，保持菌藻共生平衡，塘內(nèi)按區(qū)域依次形成缺氧區(qū)、好氧區(qū)和深度浄化區(qū)，并且在深度浄化區(qū)內(nèi)選種當(dāng)?shù)啬臀勰芰?qiáng)的優(yōu)勢水生植物，充分發(fā)揮菌藻共生系統(tǒng)、植物吸收、物理沉降等對污染物去除的聯(lián)合浄化作用。本發(fā)明的水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)建設(shè)雙廊道式的生態(tài)塘對河道河水進(jìn)行旁路處理；來水進(jìn)入生態(tài)塘中，首先進(jìn)入缺氧區(qū)，該階段停留時(shí)間為3-4天，水流流態(tài)為推流式，在此階段內(nèi)主要對水中有機(jī)物以及硝態(tài)氮進(jìn)行分解；隨后污水進(jìn)入好氧區(qū)并沿著過水廊道橫向進(jìn)入下ー個(gè)平行廊道，同時(shí)在生態(tài)塘邊建設(shè)太陽能氣泵站，經(jīng)過輸氣管將空氣輸送入塘內(nèi)的水體氣提裝置，通過氣提方式部分水體經(jīng)過回流廊道返回初始生態(tài)塘中， 進(jìn)而在該區(qū)域加速水體循環(huán)流動(dòng)和充氧形成好氧區(qū)，水力停留時(shí)間為1-2天，該階段水中有機(jī)物以及氨氮得到去除；部分水量經(jīng)好氧區(qū)后以推流方式進(jìn)入深度處理區(qū)，在深度處理區(qū)內(nèi)種植當(dāng)?shù)啬臀勰芰?qiáng)的優(yōu)勢水生植物，該階段停留時(shí)間為3-4天，由于停留時(shí)間長，水中溶氧較高，此階段物理沉淀、植物吸收、微生物和細(xì)菌分解等共同作用將對水中污染進(jìn)行深度處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明利用太陽能清潔能源將污水氣提返回初始生態(tài)塘中，水體加速循環(huán)，增加大氣復(fù)氧，促進(jìn)了生態(tài)塘中菌藻共生系統(tǒng)的良性循環(huán)。同吋，在一個(gè)生態(tài)塘中依次形成缺氧區(qū)、好氧區(qū)和深度處理區(qū)，充分發(fā)揮各階段對于水中污染去除的優(yōu)勢，在缺氧區(qū)對于面源污水中的固體懸浮物、有機(jī)物和硝態(tài)氮去除效果明顯，并増加了水體的生化性，在好氧區(qū)對于水中氨氮、有機(jī)物以及增加水中溶解氧的效果明顯，在深度處理區(qū)對于水中氮磷、固體懸浮物以及進(jìn)一歩降解有機(jī)物效果明顯。2、本發(fā)明通過太陽能和蓄電池交替運(yùn)行，使得生態(tài)塘系統(tǒng)在夜間也將發(fā)揮更好的優(yōu)勢。一般而言夜間微生物和植物的呼吸作用占據(jù)主導(dǎo)，水中氧氣成分明顯降低，將嚴(yán)重影響夜間污水的處理效果，本系統(tǒng)可以克服以上困難，提高夜間水中的溶解氧濃度。并且，在該生態(tài)塘系統(tǒng)中，只采用一臺以太陽能為主的小功率空氣泵，動(dòng)カ消耗低，大大簡化了運(yùn)行維護(hù)的復(fù)雜程序，降低了建設(shè)和運(yùn)行成本。


圖1為本發(fā)明的水體循環(huán)流動(dòng)充氧生態(tài)塘系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)平面圖；圖2為本發(fā)明的水體循環(huán)流動(dòng)充氧生態(tài)塘系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)剖面圖。圖中10.生態(tài)塘；20.太陽能氣泵站；30.水體氣提裝置；11.進(jìn)水管；12.輸氣管道；13.中間導(dǎo)流廊道；14.回流廊道；15.過水廊道；16.水生植物；17.出水管；21.太陽能電池板；22.太陽能專用控制器；23.鉛酸蓄電池；24.空氣泵；31.吸水喇叭ロ。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合幅圖，具體說明本發(fā)明。請同時(shí)參閱圖1至圖2，一種水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)，該生態(tài)塘系統(tǒng)建設(shè)雙廊道式的生態(tài)塘污水處理系統(tǒng)，包括生態(tài)塘10、太陽能氣泵站20和水體氣提裝置30，生態(tài)塘10中部設(shè)置有中間導(dǎo)流廊道13，將生態(tài)塘10劃分為缺氧區(qū)、好氧區(qū)和深度處理區(qū)三個(gè)功能區(qū)，且中間導(dǎo)流廊道13中部設(shè)置有回流廊道14 ；太陽能氣泵站20設(shè)置在生態(tài)塘10 — 旁；水體氣提裝置30設(shè)置在好氧區(qū)和深度處理區(qū)之間，其進(jìn)水口通過輸氣管道12與太陽能氣泵站20連接，出水ロ與回流廊道14連接，用以將好氧區(qū)內(nèi)的水氣體至回流廊道14輸送回缺氧區(qū)內(nèi)。生態(tài)塘10池體采用鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)或者磚砌結(jié)構(gòu)，生態(tài)塘10有效水深為3-細(xì)，池體尺寸由進(jìn)出水流量確定。中間導(dǎo)流廊道13和生態(tài)塘10池壁之間留有過水廊道15，連通缺氧區(qū)、好氧區(qū)和深度處理區(qū)。深度處理區(qū)中選種當(dāng)?shù)啬臀勰芰?qiáng)的優(yōu)勢水生植物11。缺氧區(qū)、好氧區(qū)和深度處理區(qū)三者水力停留時(shí)間比為5 3 5。另外，如圖所示，缺氧區(qū)和深度處理區(qū)池壁上分別設(shè)置有進(jìn)水管11和出水管17，進(jìn)水管11和出水管17均采用PVC材質(zhì)。太陽能氣泵站20進(jìn)ー步包括太陽能電池板21、太陽能專用控制器22、鉛酸蓄電池23和空氣泵對，太陽能電池板21安裝在太陽能泵2戶外，太陽能專用控制器22、鉛酸蓄電池23和空氣泵M設(shè)置在太陽能泵站2內(nèi)部，太陽能電池板21、鉛酸蓄電池23和空氣泵 24依次連接，太陽能專用控制器22分別與太陽能電池板21和鉛酸蓄電池23連接。太陽能電池板21為鉛酸蓄電池23充電，再由鉛酸蓄電池23向空氣泵M供電，鉛酸蓄電池23滿電狀態(tài)可以滿足至少3-4天用電需求。太陽能專用控制器22功能為控制充放電開關(guān)，空氣泵M提供的溶氣壓カ為0. 2-0. 4Mpa。水體氣提裝置30通過輸氣管道12與氣泵5連接，輸氣管道12和水體氣提裝置 30均采用PVC材質(zhì)。水體氣提裝置30通過固定管夾固定在中間導(dǎo)流廊道13池壁上，其進(jìn)水口為吸水喇叭ロ 31，吸水喇叭ロ 31直徑宜為水體氣提裝置30直徑的1. 5倍，水體氣提裝置30氣水比為7 10 1，回流量比取30-60%，來水經(jīng)過水體氣提裝置30從回流廊道 14輸送回初始生態(tài)塘10即缺氧區(qū)中，在此過程中，部分水體在好氧區(qū)內(nèi)將加速循環(huán)，部分水體則進(jìn)入深度處理區(qū)進(jìn)行處理?；亓骼鹊?4位于中間導(dǎo)流廊道13的中部，并且出口位于水位較高處，其管徑大小由水量回流比和流速?zèng)Q定。下面以在云南洱海流域?qū)嵤├龑Ρ景l(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。實(shí)施例1 本實(shí)施例位于云南洱海流域北部羅時(shí)江河流子流域，工程服務(wù)對象為羅時(shí)江下游黑泥溝支流河水，在平水期和枯水期部分河道河水被引入系統(tǒng)中，經(jīng)過生態(tài)塘凈化處理后返回河道，其目的在于對部分羅時(shí)江河水進(jìn)行旁路凈化處理，削減羅時(shí)江輸入洱海的污染負(fù)荷。工程設(shè)計(jì)處理能力為lOOt/day，該生態(tài)塘采用雙廊道式結(jié)構(gòu)，墻體采用磚砌結(jié)構(gòu)，尺寸為20m*12. 5m*4. an(L*W*H)，有效水深為細(xì)，水利停留時(shí)間為10天，過水廊道寬度為3. 5m,回流廊道位于中間導(dǎo)流廊道中部，管道直徑為Dm75mm，氣泵提供的溶氣壓カ為 0.4Mpa，氣液比為10 1，塘內(nèi)外輸氣管和氣提裝置均采用PVC材質(zhì)，水量回流比為60%， 塘中缺氧區(qū)、好氧區(qū)以及深度處理區(qū)水力停留時(shí)間比為5 3 5，深度處理區(qū)種植浮水植物鳳眼蓮。太陽能泵站建設(shè)在生態(tài)塘旁空地，太陽能電池板輸出功率為2.8kw，額定電壓 48V，鉛酸蓄電池為Mf2V/600AH電池串聯(lián)，變壓器為DC48V-DC12V，氣泵為12V/120w，輸氣管管徑為DmOOmm。工程實(shí)施考察期為2個(gè)月份，該系統(tǒng)進(jìn)出水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果如下表(単位mg/L)，參照地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-20(^)，河水經(jīng)過該生態(tài)塘系統(tǒng)，水質(zhì)總體能夠提升1到2 個(gè)等級。
權(quán)利要求
1.一種水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)，其特征在于所述生態(tài)塘系統(tǒng)建設(shè)雙廊道式的生態(tài)塘污水處理系統(tǒng)，包括生態(tài)塘、太陽能氣泵站和水體氣提裝置，所述生態(tài)塘中部設(shè)置有中間導(dǎo)流廊道，將所述生態(tài)塘劃分為缺氧區(qū)、好氧區(qū)和深度處理區(qū)三個(gè)功能區(qū)，且所述中間導(dǎo)流廊道中部設(shè)置有回流廊道；所述太陽能氣泵站設(shè)置在所述生態(tài)塘ー旁；所述水體氣提裝置設(shè)置在所述好氧區(qū)和深度處理區(qū)之間，其進(jìn)水口通過輸氣管道與所述太陽能氣泵站連接，出水ロ與所述回流廊道連接，用以將所述好氧區(qū)內(nèi)的水氣體至所述回流廊道輸送回所述缺氧區(qū)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)，其特征在于所述生態(tài)塘有效水深為3-細(xì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)，其特征在于所述缺氧區(qū)、 好氧區(qū)和深度處理區(qū)三者水力停留時(shí)間比為5 3 5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)，其特征在于所述深度處理區(qū)中選種當(dāng)?shù)啬臀勰芰?qiáng)的優(yōu)勢水生植物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)，其特征在于所述水體氣提裝置采用固定管夾固接在所述中間導(dǎo)流廊道的池壁上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)，其特征在于所述水體氣提裝置氣水比為7 10 1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)，其特征在于所述回流廊道管道開ロ位于水位較高處，水體回流比為30%-60%，管徑大小根據(jù)回流比和流速要求決定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)，其特征在于所述太陽能氣泵站進(jìn)ー步包括太陽能電池板、太陽能專用控制器、鉛酸蓄電池和空氣泵，所述太陽能電池板設(shè)置在所述太陽能泵站外部，所述太陽能專用控制器、鉛酸蓄電池和空氣泵設(shè)置在所述太陽能泵站內(nèi)部，所述太陽能電池板、鉛酸蓄電池和空氣泵依次連接，所述太陽能專用控制器分別與所述太陽能電池板和鉛酸蓄電池連接。
全文摘要
一種水體循環(huán)流動(dòng)充氧的生態(tài)塘系統(tǒng)，該生態(tài)塘系統(tǒng)建設(shè)雙廊道式的生態(tài)塘污水處理系統(tǒng)，包括生態(tài)塘、太陽能氣泵站和水體氣提裝置，生態(tài)塘中部設(shè)置有中間導(dǎo)流廊道，將生態(tài)塘劃分為缺氧區(qū)、好氧區(qū)和深度處理區(qū)三個(gè)功能區(qū)，且中間導(dǎo)流廊道中部設(shè)置有回流廊道；太陽能氣泵站設(shè)置在生態(tài)塘一旁；水體氣提裝置設(shè)置在好氧區(qū)和深度處理區(qū)之間，其分別與太陽能氣泵站和回流廊道連接，用以將好氧區(qū)內(nèi)的水氣體至回流廊道輸送回缺氧區(qū)內(nèi)。該系統(tǒng)能夠增加生態(tài)塘內(nèi)水體流動(dòng)性和水體溶解氧，較好的平衡塘內(nèi)菌藻共生系統(tǒng)，充分發(fā)揮細(xì)菌、藻類和植物對污水的聯(lián)合凈化作用，并具有投資和運(yùn)行成本低，維護(hù)簡單，處理效果好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C02F3/30GK102531170SQ20111044062
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者葉利升, 孔海南, 尚曉, 張真, 王欣澤 申請人:上海交通大學(xué)