專利名稱：自動(dòng)供氧型人工濕地裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于污水處理的人工濕地凈化裝置，特別涉及一種用于處理富營養(yǎng)化污水的濕地凈化裝置。
背景技術(shù)：
人工濕地是一種新型的廢水處理技術(shù)，是由人工優(yōu)化模擬濕地系統(tǒng)而建造的具有生態(tài)系統(tǒng)綜合降解功能，且可人為監(jiān)督控制的處理系統(tǒng)。它是為充分發(fā)揮濕地生態(tài)系統(tǒng)的 廢水處理功能，提高污水凈化效果而構(gòu)筑，其污水凈化功能是天然濕地系統(tǒng)所不可比擬的。它在維持生態(tài)平衡，保護(hù)生物多樣性方面有其獨(dú)到的作用。它克服了在污水處理中使用化學(xué)方法易造成二次污染和物理方法治標(biāo)不治本的缺點(diǎn)，具有投資小、處理效果好、運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。但在近年的研究和工程實(shí)踐中，人工濕地技術(shù)的缺陷也逐漸顯現(xiàn)出來濕地系統(tǒng)易堵塞，導(dǎo)致系統(tǒng)缺氧而降低處理效果。相關(guān)分析表明濕地系統(tǒng)內(nèi)部供氧不足形成的缺氧環(huán)境是人工濕地凈化能力底下的主要原因。因此，要提高濕地的脫氮除磷效果，關(guān)鍵在于改善濕地的供氧環(huán)境，增加溶解氧含量，從而提高濕地系統(tǒng)的凈化能力。人工強(qiáng)化曝氣雖可顯著提高濕地系統(tǒng)內(nèi)部溶解氧含量，增強(qiáng)濕地系統(tǒng)的凈化能力，但濕地系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，并需能耗，從而提高了廢水處理成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于污水處理的自動(dòng)增氧型人工濕地裝置。本發(fā)明的發(fā)明目的是通過如下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的一種用于污水處理的人工濕地裝置，包括進(jìn)水口、人工濕地床體和溢流堰，所述人工濕地床體特征在于濕地床體內(nèi)部由濕地填充基質(zhì)以及頁巖空心磚構(gòu)成,所述人工濕地系統(tǒng)由下部進(jìn)水，上部設(shè)置有溢流堰，由溢流堰出水，人工濕地底部有一可控出水開關(guān)。為了增強(qiáng)濕地系統(tǒng)內(nèi)部供氧能力，從而提高濕地系統(tǒng)的凈化效果，在濕地系統(tǒng)內(nèi)部填充兩層頁巖空心磚，并將利用頁巖空心磚將頁巖空心磚空隙全部鏈接起來。為進(jìn)一步增強(qiáng)濕地系統(tǒng)內(nèi)部供氧能力，從而提高濕地系統(tǒng)的凈化效果，本濕地系統(tǒng)采用底部間歇式供水，頂部溢流堰出水。濕地系統(tǒng)運(yùn)行期間，濕地系統(tǒng)底部開關(guān)關(guān)閉，實(shí)行潛流式進(jìn)水方式運(yùn)行。濕地系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，打開濕地系統(tǒng)底部開關(guān)，使?jié)竦叵到y(tǒng)內(nèi)部廢水全部排干，以便利用頁巖空心磚空隙對(duì)濕地系統(tǒng)內(nèi)部增氧。為了進(jìn)一步提高本發(fā)明濕地系統(tǒng)的凈化能力，上述濕地系統(tǒng)填充基質(zhì)粒徑和填充厚度均進(jìn)行過人工篩選。填充的基質(zhì)包括三種沙土、爐渣和礫石。爐渣粒徑3 20 mm，優(yōu)選I 10mm ;5樂石粒徑5 35mm,優(yōu)選10 20mm。5樂石填充厚度50 250mm,優(yōu)選1 50mm ；爐禮:填充厚度150 300mm,優(yōu)選200mm ;碌石填充厚度50 250mm,優(yōu)選150mm。為防止廢水中大塊狀漂浮物質(zhì)的堵塞，在濕地系統(tǒng)進(jìn)水口，設(shè)置一格柵，先除去大部分的漂浮物質(zhì)，降低對(duì)濕地系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷。本發(fā)明的有益效果是
(I)、由于在濕地系統(tǒng)內(nèi)部填充了頁巖空心磚，通過間歇式進(jìn)水方式增加了濕地系統(tǒng)內(nèi)部的供氧能力，提高了水中溶解氧濃度，增強(qiáng)了濕地系統(tǒng)的凈化能力。經(jīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，本濕地系統(tǒng)凈化能力比不填充空心磚的濕地系統(tǒng)總氮提高了 10. 2 17. 3%、總磷提高了 5. 9% 8. 9%。(2)、由于本實(shí)用人工濕地系統(tǒng)填充基質(zhì)沙土、爐渣和礫石的粒徑以及填充厚度均進(jìn)行了篩選，實(shí)現(xiàn)了基質(zhì)粒徑和填充厚度的優(yōu)化組合，提高濕地系統(tǒng)的凈化能力。(3)、由于在進(jìn)水口設(shè)置了格柵，大大降低了廢水中的漂浮物質(zhì)堵塞濕地系統(tǒng)的幾率。(4)、本發(fā)明人工濕地系統(tǒng)供氧裝置采用無機(jī)材料頁巖空心磚，經(jīng)久耐用，無需更換。(5)、本發(fā)明人工濕地系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)置合理，在無需能耗的情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)供氧，處理效果理想。


圖I為本發(fā)明人工濕地裝置所用的頁巖空心磚實(shí)物圖。圖2為本發(fā)明人工濕地裝置(自動(dòng)增氧濕地系統(tǒng))立體示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但并不因此將本發(fā)明限定在以下具體方式之中。實(shí)施例I一種用于污水處理的人工濕地裝置，濕地系統(tǒng)尺寸為200cmX 90cmX 75cm(LXWXH);包括設(shè)置在濕地系統(tǒng)底部的布水管2、濕地填充基質(zhì)7 (沙土)、頁巖空心磚(5)、濕地填充基質(zhì)6 (爐渣)、濕地填充基質(zhì)4 (礫石)、溢流堰8、植物9以及底部可控開關(guān)3，所述濕地系統(tǒng)中頁巖空心磚橫放，空心磚之間不加任何粘接物，并利用空心磚將填充的兩層空心磚連接在一起(如圖2所示)。在自然狀態(tài)下，將采集到的西伯利亞鳶尾直接種植于濕地的表層土壤中，用自來水穩(wěn)定14天。待植株穩(wěn)定后，從布水管進(jìn)水處理。按照實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果，西伯利亞鳶尾人工濕地系統(tǒng)處理畜禽養(yǎng)殖廢水的最佳水力停留時(shí)間為6d，最佳進(jìn)水量按下列公式計(jì)算Q=Fqt/0. 0365式中Q——廢水設(shè)計(jì)流量，m3/d ；F——人工濕地占用的土地面積，hm2 ；q-7jC力負(fù)荷，臟/d,本試驗(yàn)中q取100mm/dt-7jC力運(yùn)行時(shí)間，d。0. 0365——換算系數(shù)。 經(jīng)計(jì)算，該系統(tǒng)的最佳進(jìn)水量為2. 9m3，故進(jìn)水流速為為0. 33cm3/s。為進(jìn)一步提高濕地系統(tǒng)的自動(dòng)供養(yǎng)能力，試驗(yàn)中采用間歇式進(jìn)水方式。系統(tǒng)上午8點(diǎn)進(jìn)水，每次進(jìn)水為6d,然后停止進(jìn)水Id。即每次運(yùn)行周期為Id,其中污水在反應(yīng)器中的停留時(shí)間為6d,6d后排水，接下來的Id反應(yīng)器進(jìn)入停休階段。
上述構(gòu)建的人工濕地系統(tǒng)對(duì)畜禽廢水中總氮總磷的凈化效果理想，其凈化能力比不填充空心磚的濕地系統(tǒng)總氮提高了 10. 2 17. 3%、總磷提高了 5. 9% 8. 9%。
權(quán)利要求
1.一種用于污水處理的人工濕地裝置，包括布水管(2)、填充基質(zhì)(4、6、7)、頁巖空心磚(5)、溢流堰(8)、濕地植物(9)以及底部可控開關(guān)(3)，所述濕地系統(tǒng)中頁巖空心磚橫放，空心磚之間不加任何粘接物，并利用空心磚將填充的兩層空心磚連接在一起(如圖2所示)，使?jié)竦叵到y(tǒng)在停止進(jìn)水期間能自動(dòng)增氧。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于所填充基質(zhì)粒徑和填充厚度均經(jīng)過篩選，爐漁粒徑3 20 _，優(yōu)選I 10_ 樂石粒徑5 35_，優(yōu)選10 20_。
3.石樂石填充厚度50 250mm，優(yōu)選150mm;爐密填充厚度150 300mm，優(yōu)選200mm ;石樂石填充厚度50 250mm，優(yōu)選150mm。
4.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于釆用底部間歇式進(jìn)水。
5.每次進(jìn)水時(shí)間為6d，然后停休Id。
全文摘要
一種用于污水處理的人工濕地系統(tǒng)裝置，包括布水管(2)、填充基質(zhì)(4、6、7)、頁巖空心磚(5)、溢流堰(8)、濕地植物(9)以及底部可控開關(guān)(3)，所述濕地系統(tǒng)中頁巖空心磚橫放，空心磚之間不加任何粘接物，并利用空心磚將填充的兩層空心磚連接在一起(如圖2所示)，使?jié)竦叵到y(tǒng)在停止進(jìn)水期間能自動(dòng)增氧。為降低廢水中的懸浮物質(zhì)，在進(jìn)水前通過密格柵除去廢水中的懸浮物質(zhì)。同時(shí)還對(duì)填充基質(zhì)粒徑和填充厚度進(jìn)行了篩選，尋找出最佳的基質(zhì)粒徑和填充厚度，提高了濕地對(duì)廢水中磷的吸附能力，增強(qiáng)了濕地系統(tǒng)的凈化能力?？傊景l(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，對(duì)富營養(yǎng)化水體處理效果理想。
文檔編號(hào)C02F3/32GK102642927SQ201210010850
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者夏紅霞, 朱啟紅, 李強(qiáng) 申請(qǐng)人:重慶文理學(xué)院