一种应用于生活污水及低污染水的抗堵塞人工湿地系统

摘要

本发明是一种应用于生活污水及低污染水的抗堵塞人工湿地系统，包括配水池、处理装置、转动装置和出水池，所述处理装置紧贴设置在配水池和出水池中间，污水进入配水池经物理沉淀后进入处理装置，在处理装置中污染物经过填料吸附、微生物降解及植物吸收作用后，被净化的水进入出水池用于排放及利用，处理装置与转动装置链接，转动装置带动处理装置绕中轴旋转以防堵及疏堵，污水依次经过配水池、处理装置、出水池。优点：更为环保的综合型湿地处理系统，能够有效地防止和处理湿地堵塞，结构简单，使用方便且易于生产安装和升级替换。

权利要求

1.一种应用于生活污水及低污染水的抗堵塞人工湿地系统，其特征在于，包括配水池、处理装置、转动装置和出水池，所述处理装置紧贴设置在配水池和出水池中间，污水进入配水池经物理沉淀后进入处理装置，在处理装置中污染物经过填料吸附、微生物降解及植物吸收作用后，被净化的水进入出水池用于排放及利用，处理装置与转动装置链接，转动装置带动处理装置绕中轴旋转以防堵及疏堵，污水依次经过配水池、处理装置、出水池；

处理装置内设有多块相交于装置中轴的隔板，数量随水质水量决定，所述隔板固定于处理装置壳体，隔板上端与处理装置壳体上沿平行，隔板下端与装置底部不接触，且留有距离，处理装置中填有轻质多孔填料，可根据处理要求选择填料粒径及层数，用于让微生物附着，将污染物截留；最上端填有土壤基质种植植物，利用植物去除水中的氮、磷污染物，处理装置外部底端设有固定齿，用于使处理装置与转动转置固定，系统运行时每一段时间将处理装置旋转使下一个处理空间接收来水，转动周期应根据湿地运行情况决定，每次转动后，不直接接受来水的处理空间负荷相对较小，污染物得到充分的吸收、降解，同时与出水池相连的处理空间中的无法被吸收降解的杂质将由水流带出处理装置，避免堵塞；处理装置壳体上设置开孔，底部设置固定齿用以与转动装置连接固定，处理装置壳体是圆柱形结构，使用环保型轻质塑料。

2.根据权利要求1所述的一种应用于生活污水及低污染水的抗堵塞人工湿地系统，其特征在于，配水池的池体上设置有进水口和布水孔。

3.根据权利要求1所述的一种应用于生活污水及低污染水的抗堵塞人工湿地系统，其特征在于，所述出水池的池体上设置有出水孔和排水口。

4.根据权利要求1所述的一种应用于生活污水及低污染水的抗堵塞人工湿地系统，其特征在于，配水池池体为混凝土砖结构，配水池与处理装置接触一面为弧形墙，弧形墙与处理装置紧密贴合，弧形墙上设有布水孔，背面墙体上设有进水口，进水口比布水孔略高。

5.根据权利要求1所述的一种应用于生活污水及低污染水的抗堵塞人工湿地系统，其特征在于，隔板将柱状处理装置分隔为若干个处理空间，每个处理空间对应处理装置壳体上都设有开孔，开孔密度随水质水量决定，所述处理装置每个处理空间的开孔与配水池的布水孔和出水池的出水孔在高度、形状、大小和排布方式上相同且一一对应；所述出水孔与配水池布水孔高度相同。

6.根据权利要求1所述的一种应用于生活污水及低污染水的抗堵塞人工湿地系统，其特征在于，转动装置用于处理装置绕中轴旋转，每次转动一个处理空间，使相邻的下一个处理空间接收来水，转动周期应根据湿地运行情况决定。

7.根据权利要求1所述的一种应用于生活污水及低污染水的抗堵塞人工湿地系统，其特征在于，污水在配水池沉淀后进入净化装置，经微生物作用及植物吸收得以净化，从出水池排出，隔板将处理装置分隔为多个处理空间，转动装置用于使处理装置绕转轴转动，让处理装置中未充分利用的处理空间直接接收污水，利用填料剩余纳污能力，而负荷较高的部分得到“休息”，将大颗粒物质充分降解，最终处理空间内无法降解的物质将被水带出，不形成堵塞。

说明书

一种应用于生活污水及低污染水的抗堵塞人工湿地系统

技术领域

[0001] 本发明涉及的是一种应用于生活污水及低污染水的抗堵塞人工湿地系统。

背景技术

[0002] 人工湿地是一种人工改造设计的具有较高环境价值的污水处理系统，主要由填料、植物和微生物组成，具有生态、景观、低成本、不产生二次污染等优点。由于我国人口众多，产生的污水量大，故降低污水处理成本具有很大的意义。同时对于污水厂的出水，利用湿地系统进行深度处理有利于减小河道污染负荷帮助河道自然修复。

[0003] 但是由于人工湿地主要依靠填料上生长的微生物膜和植物根茎不断繁殖迸行新陈代谢来处理污水的，则必然产生一些代谢产物、腐烂的植物根系，加上原有污水中的未能及时代谢的大颗粒有机物及无法被代谢的悬浮物质，使得填料孔隙不断被堵塞。这严重影响了湿地对污水的处理效率，缩短湿地的运行时间。

[0004] 现有的针对湿地堵塞的技术一般分为两个方向。一是对湿地结构与运行方式进行改进，如《一种延长复合垂直流人工湿地服务年限的装置》（ZL201320304263  .2）。或是对人工湿地的单个处理单元改进，如《一种人工湿地防堵塞方法》（ZL200910199880  .9）改进了预处理单元，《一种新型湿地穿孔布水管》（ZL201420238845  .X）对配水墙布水管进行了优化。这些技术均属于预防与延缓堵塞发生的技术，无法根本解决堵塞问题。

[0005] 另一类技术是针对湿地堵塞发生后进行疏堵。现有的用于处理湿地堵塞的技术主要集中在：布设反冲洗水网或者交替进出水方向将堵塞物冲出湿地系统，如《一种延长复合垂直流人工湿地服务年限的装置》（ZL201320304263 .2)。布设曝气管网进行曝气促进微生物对堵塞物进行氧化分解，如《准潜流曝气人工湿地》（ZL200910222207  .2）。利用超声波进行疏堵，如《一种人工湿地用超声波疏堵装置及应用》（ZL201410131261  .7）。这些方法通常需要布设复杂管网、设置高价的设备。堵塞物中包含了一部分可降解污染物，而且由于堵塞一般发生在湿地来水处上层，对于湿地而言还具有较大的剩余纳污能力，直接利用物理方法疏堵显得较为“浪费”。

发明内容

[0006] 本发明提出的是一种应用于生活污水及低污染水的抗堵塞人工湿地系统，其目的旨在克服现有技术所存在的上述缺陷，更为环保的综合型湿地处理系统，能够有效地防止和处理湿地堵塞，结构简单，使用方便且易于生产安装和升级替换。

[0007] 本发明的技术方案：一种应用于生活污水及低污染水的抗堵塞人工湿地系统，包括配水池、处理装置、转动装置和出水池，所述处理装置紧贴设置在配水池和出水池中间，污水进入配水池经物理沉淀后进入处理装置，在处理装置中污染物经过填料吸附、微生物降解及植物吸收作用后，被净化的水进入出水池用于排放及利用，处理装置与转动装置链接，转动装置带动处理装置绕中轴旋转以防堵及疏堵，污水依次经过配水池、处理装置、出水池。

[0008] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0009] 1）系统中处理装置与转动装置相连接，处理装置在转动装置带动下绕轴旋转，充分利用填料纳污能力，能延长污染物分解时间并使代谢产物及难利用物质排出装置外避免堵塞；

[0010] 2）系统设有配水池，在污水进入处理装置前先得到降，去除来水中部分大颗粒物质，起到预防作用；

[0011] 3）系统设有出水池，难分解物质由净水带出后在出水池中沉降，能有效减少带入河道的量；

[0012] 4）系统中处理装置整体为环保型轻质塑料，结构简单，能批量生产，处理装置中填料也为轻质多孔材料，处理装置整体进行替换、升级、取出再生方便；

[0013] 5）系统中处理装置中设有隔板，能有效增加污水水力停留时间，使污染物质在处理装置中进行好厌氧交替处理，使污染物被充分降解和吸收；

[0014] 6）系统中处理够有效截污，填料上层种有植物，加强处理效果；

[0015] 7）系统中无复杂管线与昂贵设备，仅有简单机械转动装置，利用少量电力或湿地管理人员人力作用下带动处理装置转动。

附图说明

[0016] 图1是该系统A-A剖视图。

[0017] 图2是该系统俯视图。

[0018] 图3是该系统处理装置立体图。

[0019] 图4是该系统布置图。

[0020] 图中：1是配水池，2是处理装置，3是出水池，4是转动装置，5是进水口，6是配水池池体，7是布水孔，8是开孔，9是填料，10是土壤基质，11是湿地植物，12是隔板，13是处理装置壳体，14是固定齿，15是出水孔，16是排水口，17是出水池池体，18是转轴。

具体实施方式

[0021] 一种应用于生活污水及低污染水的抗堵塞人工湿地系统，包括配水池、处理装置、转动装置和出水池，所述处理装置紧贴设置在配水池和出水池中间，污水进入配水池经物理沉淀后进入处理装置，在处理装置中污染物经过填料吸附、微生物降解及植物吸收作用后，被净化的水进入出水池用于排放及利用，处理装置与转动装置链接，转动装置带动处理装置绕中轴旋转以防堵及疏堵，污水依次经过配水池、处理装置、出水池。

[0022] 所述配水池的池体上设置有进水口和布水孔。

[0023] 所述处理装置内设有多块相交于装置中轴的隔板，数量随水质水量决定，所述隔板固定于处理装置壳体，隔板上端与处理装置壳体上沿平行，隔板下端与装置底部不接触，且留有距离，处理装置中填有轻质多孔填料，可根据处理要求选择填料粒径及层数，用于让微生物附着，将污染物截留；最上端填有土壤基质种植植物，利用植物去除水中的氮、磷污染物，处理装置外部底端设有固定齿，用于使处理装置与转动转置固定，系统运行时每一段时间将处理装置旋转使下一个处理空间接收来水，转动周期应根据湿地运行情况决定，每次转动后，不直接接受来水的处理空间负荷相对较小，污染物得到充分的吸收、降解，同时与出水池相连的处理空间中的无法被吸收降解的杂质将由水流带出处理装置，避免堵塞；处理装置壳体上设置开孔，底部设置固定齿用以与转动装置连接固定，处理装置壳体是圆柱形结构，使用环保型轻质塑料。

[0024] 所述出水池的池体上设置有出水孔和排水口。

[0025] 所述配水池池体为混凝土砖结构，配水池与处理装置接触一面为弧形墙，弧形墙与处理装置紧密贴合，弧形墙上设有布水孔，背面墙体上设有进水口，进水口比布水孔略高。

[0026] 所述隔板将柱状处理装置分隔为若干个处理空间，每个处理空间对应处理装置壳体上都设有开孔，开孔密度随水质水量决定，所述处理装置每个处理空间的开孔与配水池的布水孔和出水池的出水孔在高度、形状、大小和排布方式上相同且一一对应；所述出水孔与配水池布水孔高度相同。

[0027] 所述转动装置用于处理装置绕中轴旋转，每次转动一个处理空间，使相邻的下一个处理空间接收来水，转动周期应根据湿地运行情况决定。

[0028] 所述污水在配水池沉淀后进入净化装置，经微生物作用及植物吸收得以净化，从出水池排出，隔板将处理装置分隔为多个处理空间，转动装置用于使处理装置绕转轴转动，让处理装置中未充分利用的处理空间直接接收污水，利用填料剩余纳污能力，而负荷较高的部分得到“休息”，将大颗粒物质充分降解，最终处理空间内无法降解的物质将被水带出，不形成堵塞。

[0029] 下面结合附图对本发明作更进一步说明。

[0030] 如图1、图2所示，本湿地构建技术涉及的一种抗堵塞人工湿地系统构建技术，包括配水池1，处理装置2，出水池3，转动装置4。其中处理装置2为桶柱状，紧贴设置在配水池1和出水池3之间，与转动装置4通过固定齿14连接固定。

[0031] 配水池池体6为混凝土砖结构，与处理装置2接触一面为方便贴合的弧形结构。污水通过进水口5进入配水池1，经过物理沉降去除大颗粒悬浮物后由布水孔7流出进入处理装置2进行净化处理。进水口5应比布水孔7略高。

[0032] 如图1、图2、图3所示，处理装置壳体13为环保型轻质塑料，可选用环保型PVC。处理装置2内设有多块相交于装置中轴的隔板12，材质与处理装置壳体13相同，将柱状处理装置2分隔为若干个处理空间。可使用两块隔板12，呈90°相交，产生4个处理空间，具体设置方式应视处理水水质水量而决定。隔板12固定于处理装置壳体13，隔板12上端与处理装置壳体
13上沿平行，隔板12下端与处理装置壳体13底部不接触，且留有一定距离方便过水。

[0033] 处理装置2中填充有填料9，可根据处理要求选择填料粒径和填充层数，填料9能够使微生物附着生长生物膜，且能够对水中污染物质有效截留。填料9为轻质多孔填料，加上整个处理装置2材料为轻质塑料，使得整个处理装置2便于生产、安装，以及维护、替换、升级、再生。填料9上方是土壤基质10用于种植湿地植物11。

[0034] 被隔板12隔离出的每个处理空间对应处理装置壳体13上设置有若干开孔8，具体开孔密度应视处理水水质水量而决定。每个处理空间上的开孔8与布水孔7及出水孔15在高度、大小、形状和排布方式上相同且一一对应。来水从与配水池1相连的处理空间上的开孔8进入处理装置2，在隔板12的节流下呈“U”形流动，从与出水池3相连的处理空间上的开孔8流出处理装置2。这种设置方式能延长水力停留时间，使污染物在厌氧、好氧微生物作用下充分分解吸收。

[0035] 处理装置2在转动装置4的带动下绕转轴18旋转，每次转动一个处理空间，使相邻的处理空间接收来水，充分利用填料纳污能力，增加污染物分解时间，降低堵塞概率。与出水池3相邻的处理空间中的无法被利用的杂质和微生物代谢产物将被水由开孔8冲出。转动周期应由水质水量及湿地状况综合考虑。

[0036] 出水池池体17混凝土砖结构，与处理装置2接触一面为方便贴合的弧形结构。净化后的水由出水孔15进入出水池，经沉淀后由排水口16排出。

[0037] 本处理系统可如图4所示进行串联、并联安装。实施例

[0038] 污水原水经过管道分流后进入平行并联布置的五个一级湿地系统，每个一级湿地系统后均串联有二级湿地系统，污水经过一级湿地系统处理后流入二级湿地系统进行二次处理。

[0039] 所述一级湿地系统中柱形处理装置半径为5m，高为2m，壳体为环保型PVC材料。处理装置中设有两块呈90°相交于处理装置中轴的隔板，隔板高1.5m，设置在距处理装置底部0.5m处，隔板上沿与装置上沿平行。隔板固定在装置内壁上。处理装置内填充有直径为40mm的轻质多孔填料。填料上端覆有30cm厚的土壤，作为植物的生长基质。植物选择为美人蕉、再力花、梭鱼草、黄花鸢尾、花叶芦竹，交错种植在土壤中。每个处理空间中，距顶端25cm处均开有15个40cm方形开孔，一字排开，均匀布水。处理装置底部固定齿与转动装置相固定用以处理装置的转动，转轴即为处理装置中轴。处理装置每次转动90°，每次转动均需以湿地运行情况作为判断依据。配水池和出水池均为混凝土和砖砌筑而成，两个池体体积形状均相同，池体最远端墙体距处理装置中轴8m，最近端墙体距处理装置中轴3.8m，与处理装置接触处为弧形墙，除此以外可将池视为长方体，池宽同处理装置直径为10m，池与处理装置同高为2m。两池在弧形墙上均开有和处理装置一一对应的15个40cm方形孔，为布水孔与出水孔。配水池距离处理装置最远的墙上有进水口，孔口直径为400mm，圆心距配水池上沿30cm。
出水池距离处理装置最远的墙上有排水口，孔口直径为400mm，圆心距配水池上沿60cm。

[0040] 所述二级湿地系统由于来水杂质少，转动周期长，故将柱形处理装置半径为设置为8m，高为2m，增加水力停留时力。配水池与出水池池体最远端墙体距处理装置中轴11m，最近端墙体距处理装置中轴6m，池宽同处理装置直径为16m，池与处理装置同高为2m。其余未提及设置均与一级湿地相同。