一種可移動組合的潛流式人工濕地裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可移動組合的潛流式人工濕地處理裝置和方法，裝置包括外網(wǎng)、內(nèi)網(wǎng)、隔濾網(wǎng)、環(huán)扣和填料層，外網(wǎng)在最外面，緊貼外網(wǎng)設(shè)內(nèi)網(wǎng)，緊貼內(nèi)網(wǎng)設(shè)隔濾網(wǎng)，隔濾網(wǎng)內(nèi)填裝填料，外網(wǎng)頂部正中位置設(shè)環(huán)扣，在填料層的表面種植植物。該裝置可并聯(lián)的方式組成單處理池系統(tǒng)，也可以多個處理池串聯(lián)組成多處理池系統(tǒng)，還可以事先批量生產(chǎn)，種好植物，馴化好微生物，待需要時，即刻安裝，即刻顯效。系統(tǒng)通過沉降、過濾、化學(xué)沉淀、吸附、分解、微生物代謝、植物代謝、植物根系吸收等多重作用，對污水進(jìn)行凈化處理，具有不受場地限制，可模塊化生產(chǎn)及組合式運行，可再生可拆換，管養(yǎng)維護(hù)方便，成本低廉等諸多優(yōu)點，應(yīng)用前景廣闊。
【專利說明】一種可移動組合的潛流式人工濕地裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種人工濕地處理裝置及方法，具體地說，涉及一種適用于污水生態(tài)治理可移動組合的潛流式人工濕地處理裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著我國城市人口的不斷增加和工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染日益嚴(yán)重，水質(zhì)環(huán)境也愈加惡化。由于大量的生活污水未經(jīng)處理直接排入水體，致使許多水體呈現(xiàn)富營養(yǎng)化狀態(tài)，這個問題引起了人們的普遍關(guān)注。目前城鎮(zhèn)污水常規(guī)的處理方法主要是好氧生物處理法和厭氧生物處理法，這些方法投資大，能耗高，處理單元多，運行管理要求高。因此，在我國大力開發(fā)高效、簡易、低耗的污水處理技術(shù)，具有重要的意義。
[0003]人工濕地是由人工建造和監(jiān)督控制的與沼澤類似的地面，其設(shè)計和建造是通過對濕地自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物作用的優(yōu)化組合來進(jìn)行的，也正是利用這三種作用的協(xié)同關(guān)系來進(jìn)行廢水的處理。人工濕地對污水的凈化是填料、水生植物和微生物共同作用的結(jié)果，人工濕地成熟后，填料表面和植物根系中生長了大量的微生物，廢水流經(jīng)時，懸浮物被填料及根系阻擋截留，有機質(zhì)通過生物膜的吸附及同化、異化作用而得以去除。
[0004]目前常用的人工濕地按水流途徑可分為表面流人工濕地和潛流式人工濕地。表面流人工濕地是向濕地表面布水，水流在濕地表面呈推流式前進(jìn)，在流動過程中，與土壤、植物及植物根部的生物膜接觸，通過物理、化學(xué)以及生物反應(yīng)，污水得到凈化，并在終端流出。潛流式人工濕地是一種填料床一濕地植物系統(tǒng)，污水從填料床的一端均勻平緩流過填料床植物根區(qū)，是一個主要由濾料、土壤、濕地植物和微生物組成的生態(tài)處理系統(tǒng)。這兩種人工濕地都存在以下問題:(1)地點固定，占地面積大；(2)衛(wèi)生環(huán)境差，管養(yǎng)難，尤其是表面流人工濕地，極易滋生蚊蠅；(3)影響植物生長的因素多，一旦沒有種植好，不易清除和更換；(3)前期系統(tǒng)調(diào)試、植`物培育、微生物馴化時間長，往往需要2-3個植物生長周期才能達(dá)到理想運行狀態(tài)，效率低；(4)生物和水力復(fù)雜性加大了對濕地系統(tǒng)處理機制、工藝動力學(xué)和影響因素的認(rèn)識和理解，設(shè)計運行參數(shù)不易精確，常由于前期設(shè)計不當(dāng)使出水達(dá)不到設(shè)計要求。
[0005]為此，本發(fā)明提供一種可移動組合的潛流式人工濕地裝置及方法，可有效避免上述弊端，具有不受場地限制，模塊化生產(chǎn)，組合式運行，拆裝方便，易于建造、維護(hù)和管養(yǎng)，成本低等諸多優(yōu)點，可以廣泛應(yīng)用于小城鎮(zhèn)污水處理、濕地公園水質(zhì)改善、河道治理等，推廣應(yīng)用前景廣闊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種可移動組合的潛流式人工濕地裝置及方法，具有不受場地限制，模塊化生產(chǎn)，組合式運行，拆裝方便，易于建造、維護(hù)和管養(yǎng)，成本低等優(yōu)點。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:
[0008]1、一種可移動組合的潛流式人工濕地處理裝置，包括外網(wǎng)(I)、內(nèi)網(wǎng)(2)、隔濾網(wǎng)(3)、環(huán)扣(4)和填料層(6),其中:外網(wǎng)(I)在最外面，網(wǎng)孔徑為(3~5) cmX (4~6) cm ;緊貼外網(wǎng)(I)設(shè)孔徑為(I~2) cmX (2~3) cm的內(nèi)網(wǎng)(2)，緊貼內(nèi)網(wǎng)(2)設(shè)孔徑為30~50目的隔濾網(wǎng)(3)，隔濾網(wǎng)(3)內(nèi)填裝填料層(6)，外網(wǎng)(I)頂部正中位置設(shè)環(huán)扣(4)，在填料層(6)的表面種植植物(5)。這樣設(shè)置的理由是，由外網(wǎng)(I)、內(nèi)網(wǎng)(2)、隔濾網(wǎng)(3)組成的填料填裝構(gòu)件具有足夠的強度，可以承載填料層和植物的重量，同時又有很好的通透性，透水透氣不透填料，且均可更換，維護(hù)方便；設(shè)置設(shè)環(huán)扣(4)便于吊裝，搬運方便。
[0009]2、填料層(6)采用以下任一種填料組合:
[0010]①從上到下:以填料層(6)深度百分比計，天然土壤層30~40 %、陶粒15~20 %、爐渣15~20%、粗砂10~20%、礫石10~20% ；
[0011]②從上到下:天然土壤層30~40%、蛭石15~20%、爐洛15~20%、粗砂10~20 %、I?樂石 10 ~20 % ；
[0012]③從上到下:天然土壤層30~40%、沸石15~20%、爐洛15~20%、粗砂10~20 %、I?樂石 10 ~20 % ；
[0013]④從上到下:天然土壤層30~40 %、海泡石15~20 %、爐渣15~20 %、粗砂10~20%、礫石 10 ~20%。
[0014]這樣做的理由是:
[0015]①填料底層的礫石、粗砂可以很好的經(jīng)受水力沖擊，并阻截、過濾顆粒物；采用粗砂的原因在于:一是相對于礫石，粗砂要細(xì)小得多，可填充礫石留下的縫隙中，不至于縫隙太大而讓水中的顆粒物直接穿透填料層；二是粗砂又不至于細(xì)小到穿透30~50目的隔濾網(wǎng)(3);三是粗砂的流動性沒有細(xì)沙那么強，不至于在處理池(8)底部微孔曝氣管(11)供氧的擾動下，流動沉積到礫石層底部。
[0016]②中層的爐渣及陶粒、蛭石、沸石、海泡石中的任何一種都具有豐富的孔道和縫隙，比表面巨大，可以吸附水中的污染物，并為微生物掛膜提供良好的條件，也利于微孔曝氣管(8)的供氧透氣。
[0017]③上層為天然土壤層，為植物生長提供了條件，同時也避免了底部的水力沖擊和微孔曝氣產(chǎn)生的撓動；同時，所有填料均可再生、更換。
[0018](3)單元處理裝置(15)頂部所種植植物(5)為蘆葦、香蒲、菖蒲、燈芯草、美人蕉、香根草、蜘蛛草、風(fēng)車草、水莎草、皇竹草、旱傘竹、野山姜、水蔥、野茭草中的任何I~2種，較好的方式是，不同單元處理裝置(15)種植不同的植物，組裝時合理搭配。這樣做好的好處是，這些植物都是深根叢生型或深根散生型植物，深根叢生型植物根系可延伸到填料層30cm以下，深根散生型植物根系分布在20~30cm填料層中，但橫向延伸范圍更大，這樣就可以很好地包裹固附填料表層的土壤，并在更大的范圍內(nèi)吸收水中的污染物質(zhì)，起到良好的水質(zhì)凈化作用。同時，可根據(jù)景觀營造需要，優(yōu)化植物搭配，既保證了系統(tǒng)的水質(zhì)凈化效果，又保證了景觀藝術(shù)效果和生物多樣性。
[0019]4、根據(jù)場地特點及項目需要，可采用單處理池系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)為:按水流方向依次設(shè)置入水池(7)、處理池(8)、出水池(9)，入水池(7)底部設(shè)置入水口(10)通處理池(8)底部，處理池(8)靠近頂部處設(shè)溢流口(14)通出水池(9);處理池(8)內(nèi)采用多個單元處理裝置
(15)相互靠近而形成并聯(lián)組合關(guān)系，在處理池(8)的底部及單元處理裝置(15)之間的縫隙設(shè)置微孔曝氣管(11)并與池外的氣泵(12)和電機(13)相連接。這樣做的好處是，依據(jù)地形及項目需要，靈活設(shè)計處理池(8)的規(guī)模，面積可大可小，采用單元處理裝置(15)并聯(lián)組合的方式，可多可少，安裝、維護(hù)、管養(yǎng)方便。同時，處理池(8)底部設(shè)置曝氣供氧裝置，可加速微生物的好氧降解作用，快速改善水質(zhì)，避免惡臭及滋生蚊蠅。
[0020]5、根據(jù)場地特點及項目需要，可設(shè)多個相互分離的處理池(8)，并按水流方向串聯(lián)在一起而形成多處理池系統(tǒng)，其中處理池(8)中的單元處理裝置(15)之間仍為并聯(lián)組合。這樣做的好處是，可迅速提高污水的處理規(guī)模、凈化效率和水質(zhì)等級，而不受場地的限制。
[0021]本發(fā)明的作用與功能體現(xiàn)在:處理系統(tǒng)中的天然土壤、填充料、植物、微生物通過沉降、過濾、化學(xué)沉淀、吸附、分解、微生物代謝、植物代謝、植物根系吸收等多重作用，對污水進(jìn)行凈化處理。
[0022]具體工作原理包括:
[0023](I)爐渣、陶粒、蛭石、沸石、海泡石等填充料通過物理過濾和吸附作用對污水中污染物進(jìn)行攔截，達(dá)到凈化污水的目的；
[0024](2)蘆葦、香蒲、菖蒲等濕地植物和微生物通過吸收同化、代謝作用高效分解有機污染物，吸附和富集重金屬和有毒有害物質(zhì)；
[0025](3)通過微孔曝氣管向潛流式人工濕地供氧曝氣，能更有利于水中有機物、氮、磷的去除。
[0026]本發(fā)明較好的方案可以是，單元處理裝置(15)的外網(wǎng)⑴采用Φ2~5mm鍍鋅鋼筋做主筋，再內(nèi)嵌鍍鋅格賓網(wǎng)、鍍塑格賓網(wǎng)中的任何一種制成。這樣做的好處是，強度高，防腐蝕，可以反復(fù)填裝使 用。
[0027]本發(fā)明較好的方案也可以是，單元處理裝置(15)的內(nèi)網(wǎng)⑵采用鍍鋅鐵絲網(wǎng)、鍍塑鐵絲網(wǎng)中的任何一種。這樣做的好處是，防腐蝕，材料易得，成本低。
[0028]本發(fā)明較好的方案又可以是，單元處理裝置(15)的隔濾網(wǎng)(3)采用不銹鋼網(wǎng)、由聚酰胺6制成的加強型尼龍絲網(wǎng)中的一種。這樣做的好處是，彈性好，抗腐蝕，經(jīng)久耐用。
[0029]本發(fā)明較好的方案還可以是，事先批量生產(chǎn)單元處理裝置(15)，裝好填料，種好植物，馴化好微生物，待需要時，即刻安裝，即刻顯效。這樣做的好處是，縮短系統(tǒng)調(diào)試、植物繁育、微生物馴化的時間，使處理系統(tǒng)在極短的時間里達(dá)到最優(yōu)的狀態(tài)，提高處理效率和效果，并可用于應(yīng)急場合，方便快捷。
[0030]與現(xiàn)有人工濕地系統(tǒng)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢:(1)因地制宜，不受場地限制；
(2)可模塊化生產(chǎn)，組合式運行；(3)可即刻安裝，即刻顯效，方便快捷；(4)填料可再生，構(gòu)件可拆換，管養(yǎng)維護(hù)便利；(5)植物一微生物聯(lián)合修復(fù)，處理效率高，運行穩(wěn)定；(6)建造、安裝、維護(hù)、管養(yǎng)等成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]下面結(jié)合附圖和具體實施例做更詳細(xì)的說明。
[0032]圖1是本發(fā)明單元處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I是外網(wǎng)，2是內(nèi)網(wǎng)，3是隔濾網(wǎng)，4是環(huán)扣，5是植物，6是填料層，其中:16是土壤層，17是由陶粒、蛭石、沸石、海泡石任何一種組成的濾料層，18是爐渣層，19是粗砂層，20是礫石層。
[0033]圖2是本發(fā)明單處理池組合裝置立面剖視圖。圖中，7是入水池，8是處理池，9是出水池，10是入水口，11是微孔曝氣管，12是氣泵，13是電機，14是溢流口，15是單元處理裝置。
[0034]圖3是本發(fā)明多處理池串聯(lián)組合裝置平面示意圖。圖中，11是微孔曝氣管，12是氣泵，13是電機，7是入水池，8是處理池，9是出水池。
【具體實施方式】
[0035]實施例1
[0036]本發(fā)明所述裝置及方法首先在深圳某河道進(jìn)行處理測試，試驗處理系統(tǒng)占地面積600m2，初始日處理量300屯/日，采用單處理池系統(tǒng)。
[0037]先生產(chǎn)本發(fā)明所述的一種可移動組合的潛流式人工濕地處理裝置，包括外網(wǎng)(I)、內(nèi)網(wǎng)⑵、隔濾網(wǎng)⑶、環(huán)扣⑷和填料層(6)，其中:外網(wǎng)⑴在最外面，網(wǎng)孔徑為4cmX5cm ;緊貼外網(wǎng)(I)設(shè)孔徑為lcmX2.5cm的內(nèi)網(wǎng)(2)，緊貼內(nèi)網(wǎng)(2)設(shè)孔徑為30目的隔濾網(wǎng)(3)，隔濾網(wǎng)(3)內(nèi)填裝填料層(6)，外網(wǎng)(I)頂部正中位置設(shè)環(huán)扣(4)，在填料層(6)的表面種植植物(5)。
[0038]單元處理裝置(15)的外網(wǎng)⑴采用①3mm鍍鋅鋼筋做主筋內(nèi)嵌鍍鋅格賓網(wǎng)制成，內(nèi)網(wǎng)(2)采用鍍鋅鐵絲網(wǎng)，隔濾網(wǎng)(3)采用不銹鋼網(wǎng)。
[0039]填料層(6)采用這樣的填料組合:從上到下，以填料層(6)深度百分比計，天然土壤層35%、陶粒15%、爐渣18%、粗砂17%、礫石15%。
[0040]單元處理裝置(15)頂部所種植植物(5)分別為蘆葦、香蒲、菖蒲、燈芯草、美人蕉、香根草、蜘蛛草、風(fēng)車草、水莎草、皇竹草、旱傘竹、野山姜、水蔥、野茭草中的一種，不同單元處理裝置(15)種植不同的植物，組裝時合理搭配。
[0041]根據(jù)場地特點及項目需要，采用單處理池系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)為:依次設(shè)置入水池(7)、處理池(8)、出水池(9)，入水池(7)底部設(shè)置入水口(10)通處理池(8)底部，處理池(8)靠近頂部處設(shè)溢流口(14)通出水池(9);處理池(8)內(nèi)采用多個單元處理裝置(15)相互靠近而形成并聯(lián)組合關(guān)系，在處理池(8)的底部及單元處理裝置(15)之間的縫隙設(shè)置微孔曝氣管(11)并與池外的氣泵(12)和電機(13)相連接。
[0042]裝置安裝好后，經(jīng)過三個月的設(shè)備調(diào)試、植物繁育、微生物馴化，系統(tǒng)達(dá)到平穩(wěn)運行狀態(tài)。處理前后的水質(zhì)指標(biāo)對比見表-1，全部達(dá)到國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)))(GB8978-1996) 二級排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0043]表-1處理前后主要水質(zhì)指標(biāo)對比
【權(quán)利要求】
1.一種可移動組合的潛流式人工濕地處理裝置及方法，其特征在于: (1)、處理裝置包括外網(wǎng)(I)、內(nèi)網(wǎng)⑵、隔濾網(wǎng)(3)、環(huán)扣(4)和填料層(6)，其中:外網(wǎng)(I)在最外面，網(wǎng)孔徑為(3~5) cmX (4~6) cm ;緊貼外網(wǎng)⑴設(shè)孔徑為(I~2) cmX (2~3)cm的內(nèi)網(wǎng)(2)，緊貼內(nèi)網(wǎng)⑵設(shè)孔徑為30~50目的隔濾網(wǎng)(3)，隔濾網(wǎng)(3)內(nèi)填裝填料層(6)，外網(wǎng)(I)頂部正中位置設(shè)環(huán)扣(4)，在填料層(6)的表面種植植物(5)。 (2)、填料層(6)采用以下任一種填料組合: ①從上到下:以填料層(6)深度百分比計，天然土壤層30~40%、陶粒15~20%、爐渣15~20%、粗砂10~20%、礫石10~20% ； ②從上到下:天然土壤層30~40%、蛭石15~20%、爐渣15~20%、粗砂10~20%、石樂石10~20% ； ③從上到下:天然土壤層30~40%、沸石15~20 %、爐渣15~20 %、粗砂10~20 %、石樂石10~20% ； ④從上到下:天然土壤 層30~40%、海泡石15~20%、爐渣15~20%、粗砂10~20%、礫石 10 ~20%。 (3)、單元處理裝置(15)頂部所種植植物(5)為蘆葦、香蒲、菖蒲、燈芯草、美人蕉、香根草、蜘蛛草、風(fēng)車草、水莎草、皇竹草、旱傘竹、野山姜、水蔥、野茭草中的任何I~2種，較好的方式是，不同單元處理裝置(15)種植不同的植物，組裝時合理搭配。 (4)、根據(jù)場地特點及項目需要，可采用單處理池系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)為:按水流方向依次設(shè)置入水池(7)、處理池(8)、出水池(9)，入水池(7)底部設(shè)置入水口(10)通處理池(8)底部，處理池(8)靠近頂部處設(shè)溢流口(14)通出水池(9);處理池(8)內(nèi)采用多個單元處理裝置(15)相互靠近而形成并聯(lián)組合關(guān)系，在處理池(8)的底部及單元處理裝置(15)之間的縫隙設(shè)置微孔曝氣管(11)并與池外的氣泵(12)和電機(13)相連接。 (5)、根據(jù)場地特點及項目需要，可設(shè)多個相互分離的處理池(8)，并按水流方向串聯(lián)在一起而形成多處理池系統(tǒng)，其中處理池(8)中的單元處理裝置(15)之間仍為并聯(lián)組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可移動組合的潛流式人工濕地處理裝置和方法，其特征在于:單元處理裝置(15)的外網(wǎng)(I)采用①2~5_鍍鋅鋼筋做主筋，再內(nèi)嵌鍍鋅格賓網(wǎng)、鍍塑格賓網(wǎng)中的任何一種制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可移動組合的潛流式人工濕地處理裝置和方法，其特征在于:單元處理裝置(15)的內(nèi)網(wǎng)(2)采用鍍鋅鐵絲網(wǎng)、鍍塑鐵絲網(wǎng)中的任何一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可移動組合的潛流式人工濕地處理裝置和方法，其特征在于:單元處理裝置(15)的隔濾網(wǎng)(3)采用不銹鋼網(wǎng)、由聚酰胺6制成的加強型尼龍絲網(wǎng)中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可移動組合的潛流式人工濕地處理裝置和方法，其特征在于:事先批量生產(chǎn)單元處理裝置(15)，裝好填料，種好植物，馴化好微生物，待需要時，SP刻安裝，即刻顯效。
【文檔編號】C02F3/34GK103819004SQ201410082817
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】朱兆華, 曹華英, 徐國鋼, 劉 英, 陳曉蓉, 董沁, 周慶, 劉杰 申請人:深圳市萬信達(dá)生態(tài)環(huán)境股份有限公司