專利名稱：利用水生植物處理被污染水或廢水的凈化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于處理被污染或廢棄的水的水生植物處理系統(tǒng)，更具體地說，本發(fā)明涉及一種利用水生植物的水處理系統(tǒng)，其處理已在利用水中微生物分解有機(jī)物質(zhì)的傳統(tǒng)的廢水處理系統(tǒng)中生物處理過的水，從而消除存在于水中的氮和磷成份。此外，本發(fā)明涉及一種凈化已在利用水中微生物分解有機(jī)物質(zhì)的傳統(tǒng)的廢水處理系統(tǒng)中生物處理過的水的方法，從而消除存在于水中的氮和磷成份，水的凈化是在多個(gè)水生植物單元內(nèi)進(jìn)行。
目前，各種廢水和被污染的水污染河流和土壤，由此如何處理他們已成為嚴(yán)重的問題。從城鎮(zhèn)家庭中排出的廢水和從工廠和其他設(shè)施排出的廢水使其嚴(yán)重性與日俱增。尤其是，學(xué)校、宿營(yíng)露天場(chǎng)地、溫泉、高爾夫場(chǎng)地、工廠、牲畜糞便處理工廠、牲畜廢棄材料處理工廠以及類似處排出大量的廢水而污染河流和土壤。因此，這些廢水的有效處理已成為緊迫的問題。
在處理廢水中，迄今生物方法已廣泛使用。在生物處理方法中，利用微生物以使污染物分解，從而降低BOD(生物氧需求)。一般地，傳統(tǒng)的生物處理廠包括用于暫時(shí)存放到來的廢水的存放池；用于利用微生物分解有機(jī)材料的曝氣池；用于沉淀殘?jiān)某恋沓兀灰约坝糜跁簳r(shí)存放被處理的水的最終存放池。
被生物處理過的水被排放到河流及海洋中，或是在其被排放到河流和海洋之前進(jìn)行二次處理。在生物處理過的水中，有機(jī)物質(zhì)被大部分清除，而殘留下大量的氮和磷。剩余的氮和磷合成為諸如植物性浮游生物和苔蘚的有機(jī)物質(zhì)，結(jié)果產(chǎn)生了綠水(green water)。
為了從生物處理過的水中消除掉氮和磷，已嘗試了多種方法，但目前還沒有成功的。一種已嘗試的方法為采用砂粒過濾和活性過濾來進(jìn)行二次處理。然而，在這種方法中伴隨有各種缺點(diǎn)，如處理效率低，操縱及設(shè)備成本高以及操縱技術(shù)苛刻，因此，這種方法不能投入實(shí)際使用。在另一方法中，諸如歐合葉子或類似物的特殊植物被試驗(yàn)性地嘗試。例如，歐合葉子被種植在寬廣的潮濕場(chǎng)地內(nèi)以使其吸收氮和磷成份?；?yàn)榱讼嗤哪康亩N植其他的植物。然而，在這個(gè)方法中，處理效率低，而另外，這些植物在冬季會(huì)枯萎。從而證實(shí)這種方法不可靠。
在本文中，本發(fā)明人已開發(fā)了一種可以加入到生物處理廠中以消除剩余的氮和磷成份的系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是提供一種水生植物處理系統(tǒng)，其可以進(jìn)一步從已由傳統(tǒng)的生物水處理系統(tǒng)處理過的水中消除氮和磷成份。
本發(fā)明的另一目的是提供一種水生植物處理系統(tǒng)，其可以附加地安裝到傳統(tǒng)的生物水處理系統(tǒng)上，或與其安裝到一起。
本發(fā)明的再一目的是提供一種水生植物處理系統(tǒng)，其可以高效地從已由傳統(tǒng)的生物水處理系統(tǒng)處理過的水中消除未處理的氮和磷成份。
本發(fā)明的另一目的是提供一種水生植物處理系統(tǒng)，其可以利用生物處理系統(tǒng)的廢熱隨水生植物的生長(zhǎng)在四季工作，即使在冬季。
本發(fā)明的另一目的是提供一種環(huán)境相適應(yīng)的水處理系統(tǒng)，是因?yàn)閮H由使用水生植物就消除了氮和磷成份，而不用任何化學(xué)品。
本發(fā)明的另一目的是提供一種水生植物處理系統(tǒng)，其構(gòu)建和操縱成本適中，耐久性好，并且操作管理容易。
本發(fā)明的另一目的是提供一種水生植物處理系統(tǒng)，其具有緩慢的過濾方法以及回流沖洗，而可以使其凈化效率最高。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)將從隨后的公開物和所附的權(quán)利要求清楚地看出。
本發(fā)明提供了一種水生植物處理系統(tǒng)5，其中從已由傳統(tǒng)系統(tǒng)生物處理過的水中消除氮和磷以及其他污染物質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的水生植物處理系統(tǒng)5包括用于暫時(shí)存放送入的廢水以將其分配到下一階段的分配單元51；用于通過過濾層104a過濾分配單元51的廢水并用于通過過濾層104a的眼子菜屬植物消除氮和磷成份的第一單元52；其內(nèi)種植有用于凈化來自第一單元52的水的鳳眼藍(lán)的第二單元53；其的水面上種植有用于凈化來自第二單元53的水的大浮萍，并用于基于脫氮反應(yīng)方法將氮?dú)庹舭l(fā)到外部大氣中的第三單元54；以及其內(nèi)設(shè)置有用于凈化來自第三單元54的水的過濾層104b，并且其內(nèi)種植有用于消除殘余的氮和磷成份的眼子菜屬植物的第四單元55。
從而，根據(jù)本發(fā)明，水生植物處理系統(tǒng)5安裝在傳統(tǒng)的曝氣池2之上，并且在該系統(tǒng)5之上，安裝有溫室22以覆蓋該系統(tǒng)5，因此，從曝氣池2中產(chǎn)生的熱量可以被利用。在該系統(tǒng)不能安裝在曝氣池2上的情況下，曝氣池2可以安裝在地基上，而水生植物處理系統(tǒng)5可以安裝在建筑物的頂部。從而來自曝氣池2的熱氣可以通過通氣管道23到達(dá)水生植物處理系統(tǒng)5以將其加熱。
水生植物處理系統(tǒng)5的過濾層104安裝在分配盒105上，且過濾層104由六層構(gòu)成。第一層201包含平均直徑為30-60mm的卵石，而第六層包含平均直徑為0.2-0.45mm的砂粒。
廢水被第一單元52的過濾層104a和第四單元55的過濾層104b處理兩次。因此，可以完全濾掉污染物。在流過過濾層104期間的水流速度為5-30m/天，從而提供了緩慢的過濾方法。
如果污染物質(zhì)累積在過濾層104之內(nèi)，就會(huì)增大流動(dòng)阻力，導(dǎo)致流速下降。尤其是，如果通過第一單元52的過濾層104a的流速下降，那么分配單元51的水平面就會(huì)升高。在這種情況下，自動(dòng)閥114、115、116和117被開啟，以便水生植物處理系統(tǒng)5的水回流到存放池1。通過這種回流，已累積在過濾層104內(nèi)的外來物質(zhì)被沖洗掉。當(dāng)回流系統(tǒng)完成其工作后，自動(dòng)閥114、115、116和117關(guān)閉，而凈化工作重新開始。
參照附圖，可以更好地理解本發(fā)明的水生植物處理系統(tǒng)。


圖1是廢水處理系統(tǒng)的方塊圖，本發(fā)明的水生植物處理系統(tǒng)被用于傳統(tǒng)的廢水處理系統(tǒng)；圖2是根據(jù)本發(fā)明的水生植物處理系統(tǒng)的方塊圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的水生植物處理系統(tǒng)的橫截面圖；圖4是剖面的構(gòu)造圖，表示了本發(fā)明的水生植物處理系統(tǒng)安裝在傳統(tǒng)的廢水處理系統(tǒng)上方的廢水處理系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例；圖5是剖面的構(gòu)造圖，表示了本發(fā)明的水生植物處理系統(tǒng)安裝在傳統(tǒng)的廢水處理系統(tǒng)上方的廢水處理系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例；圖6是表示應(yīng)用于本水生植物處理系統(tǒng)的第一和第四單元的過濾層的結(jié)構(gòu)的剖面視圖。
從市區(qū)內(nèi)的家庭中排放的廢水，以及各種從學(xué)校、宿營(yíng)露天場(chǎng)地、溫泉、高爾夫場(chǎng)地、工廠、牲畜糞便處理工廠、牲畜廢棄材料處理工廠以及類似處排出的廢水被生物處理一次，然后使其流到河流及海洋中。通常，傳統(tǒng)的生物處理設(shè)施包括用于暫時(shí)存放到來的廢水的存放池；用于利用微生物分解有機(jī)物料的曝氣池；用于沉淀殘?jiān)某恋沓?；以及用于暫時(shí)存放處理過的水的最終存放池。在曝氣池內(nèi)，有機(jī)物質(zhì)被微生物分解，并因此在此產(chǎn)生二氧化碳，并同時(shí)消耗氧氣。
傳統(tǒng)的生物處理過的水含有大量的有機(jī)物質(zhì)以及氮和磷成分，特別是，剩余的氮和磷合成為諸如植物性浮游生物和苔蘚等有機(jī)物質(zhì)，結(jié)果產(chǎn)生了綠水(green water)，從而使水污染。
在本發(fā)明中，生物處理過的水通過利用水生植物再處理，從而消除了殘余的氮和磷成份。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的水生植物處理系統(tǒng)的構(gòu)成的方塊圖，圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的水生植物處理系統(tǒng)的方塊圖。該系統(tǒng)包括分配單元、微生物在其內(nèi)起作用的第一到第四單元、以及用于使第一到第四單元的水反向流動(dòng)的回流系統(tǒng)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的水生植物處理系統(tǒng)的剖面視圖，圖4示出了將水生植物處理系統(tǒng)加到傳統(tǒng)的生物處理系統(tǒng)中的實(shí)例。
如圖4所示，廢水存放在存放池1內(nèi)，且廢水被泵13傳送到曝氣池2。有機(jī)物質(zhì)被曝氣池2內(nèi)的微生物分解，且被處理的水通過一U形管傳送到沉淀池3。在沉淀池中，殘?jiān)恋匠氐祝幚磉^的水通過一溢水口(weir)18傳送到最終存放池4以在此存放。
存放池1的上游可以設(shè)置一具有過濾網(wǎng)12的預(yù)存放池11，以便可以過濾掉固體物料。在存放池1和曝氣池2之下安裝有一通過鼓風(fēng)機(jī)14噴出空氣的充氣裝置15。通過充氣裝置15在存放池1內(nèi)噴射空氣的原因在于，可以防止水發(fā)臭味及淀析，從而使廢水均勻。將空氣噴射到曝氣池2中的原因是有機(jī)物質(zhì)必須被微生物分解。在曝氣池2內(nèi)，有機(jī)物質(zhì)被需氧微生物分解，并因此消耗氧氣，同時(shí)產(chǎn)生二氧化碳。通常，曝氣池2由多個(gè)池構(gòu)成，并在此產(chǎn)生熱量。由于這個(gè)原因，熱氣流通過池頂升起。
當(dāng)在曝氣池2中的生物處理完成時(shí)，被處理的水流過U形管17而進(jìn)入最終存放池4內(nèi)。U形管17是用于擴(kuò)散所產(chǎn)生的熱量。在沉淀池3內(nèi)，殘?jiān)恋淼匠氐?，以便排到外邊。沉淀?處理過的水通過溢水口18傳送到最終存放池4內(nèi)，且已處理的水被泵19供給到水生植物處理系統(tǒng)5。
被處理的廢水暫時(shí)存放在水生植物處理系統(tǒng)5內(nèi)，其內(nèi)維持一定的水位高度。然后通過水生植物，在第一到第四單元52、53、54和55內(nèi)將水凈化，并在最后處理過的水最終被放掉之前，通過水管24、熱交換器20和另一個(gè)水管25收集到排放池6內(nèi)。熱交換器20通過利用水生植物處理系統(tǒng)5的第四單元55的水的高溫來將存放池1內(nèi)的冷水加溫。熱交換器20升高了在存放池1和曝氣池2之間的間隔內(nèi)的冷水的溫度。
水生植物處理系統(tǒng)5應(yīng)優(yōu)選地在曝氣池2被混凝土覆蓋后裝設(shè)在曝氣池2上方。如果采用這種方法，要被凈化的水可以從曝氣池2傳送到水生植物處理系統(tǒng)5而不會(huì)損失熱量。如果不可能這樣安裝，那么可以按以下方式安裝。
在圖4的特定的實(shí)例中，本發(fā)明的水生植物處理系統(tǒng)5被布置在曝氣池2上方，并在其上安裝一溫室22。從而，本發(fā)明的水生植物處理系統(tǒng)容放在暖房之內(nèi)。水生植物處理系統(tǒng)5具有混凝土結(jié)構(gòu)或FRP結(jié)構(gòu)的形式，并由支柱16支撐。支柱16可以采取鋼筋混凝土、鋼梁或桁架結(jié)構(gòu)的形式。這將容易地由本領(lǐng)域技術(shù)人員完成。水生植物處理系統(tǒng)5的安裝區(qū)域應(yīng)根據(jù)設(shè)施容量的不同而不同。然而，其高度優(yōu)選地為在第一和第四單元內(nèi)的水深為1.2-1.5m。然而，這不是絕對(duì)的界限。
定位在上部底板上的水生植物處理系統(tǒng)5由鼓風(fēng)機(jī)14的壓縮熱量和摩擦熱量以及由在曝氣池2內(nèi)的微生物產(chǎn)生的氧化熱量加熱。系統(tǒng)5還通過溫室的暖房的熱量加熱。因此，水生植物可以全年生長(zhǎng)，而不用輸入外部能量。在陰天或雨天，水生植物呈現(xiàn)較低的碳同化作用，并由此可以安裝多個(gè)電燈泡21，從而供給所需的光量。以下將參照?qǐng)D3詳細(xì)地描述該水生植物處理系統(tǒng)5。
圖5示出了一特定的實(shí)例，其中本發(fā)明的水生植物處理系統(tǒng)5與傳統(tǒng)的生物廢水處理系統(tǒng)相組合。在圖5的實(shí)例中，根據(jù)本發(fā)明的水生植物處理系統(tǒng)5不可安裝在傳統(tǒng)的生物處理系統(tǒng)曝氣池2的頂部上?；蛘呷绻洳荒馨惭b在其上面，曝氣池2可以安裝在地下室上，而水生植物處理系統(tǒng)5安裝在建筑物的頂部。從而，來自曝氣池2的熱氣可以通過通氣管道23輸送到水生植物處理系統(tǒng)5以將其加熱。
如圖5中所示，廢水或被污染的水被暫時(shí)存放在存放池1中，并然后由泵13輸送到曝氣池2，以便廢水的有機(jī)物質(zhì)可以被微生物分解。已被處理的水被輸送到沉淀池3，在此殘?jiān)鲁恋匠氐?。然后如此處理的水被輸送到最終存放池4，以便由泵19輸送到水生植物處理系統(tǒng)5的分配單元51。
可以在存放池1的上游設(shè)置一預(yù)存放池11，以便廢水中的固體物質(zhì)可以被濾掉。存放池1和曝氣池2的下游設(shè)置有充氣裝置15，由鼓風(fēng)機(jī)14將空氣噴射于其中。曝氣池2一般由多個(gè)池構(gòu)成。在曝氣池2之內(nèi)，產(chǎn)生有氧化熱量(由微生物)，壓縮熱量以及摩擦熱量(由鼓風(fēng)機(jī)14)。這個(gè)熱量被傳導(dǎo)到其內(nèi)安裝有水生植物處理系統(tǒng)5的溫室22。
被處理的廢水暫時(shí)存放在水生植物處理系統(tǒng)5中，并在分配單元51內(nèi)維持一定的水位高度。然后，水在第一到第四單元52、53、54和55內(nèi)被水生植物凈化，此后將如此處理過的水排放出。溫室22容放圖5的水生植物處理系統(tǒng)5，并從而該水生植物處理系統(tǒng)設(shè)置在暖房之內(nèi)。在圖5的特定實(shí)例中，氧化作用的熱量(由微生物)以及壓縮熱量和摩擦熱量(由鼓風(fēng)機(jī)14)從曝氣池2被傳送到其內(nèi)容放有水生植物處理系統(tǒng)5的溫室22內(nèi)。從而水生植物處理系統(tǒng)5維持在溫暖的狀態(tài)。此外，溫室22還有助于水生植物處理系統(tǒng)5的加熱，因此，水生植物可以在無外部能量供給的情況下生長(zhǎng)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的水生植物處理系統(tǒng)5的剖面圖。在水生植物處理系統(tǒng)5中，從已由傳統(tǒng)系統(tǒng)生物處理過的水中去除了氮和磷成份以及其他污染物質(zhì)。本發(fā)明提供了一種水生植物處理系統(tǒng)5，其中氮和磷成份以及其它污染物質(zhì)被從已由傳統(tǒng)系統(tǒng)生物處理過的水中去除。根據(jù)本發(fā)明的水生植物處理系統(tǒng)5包括用于暫時(shí)存放供入的廢水以將其分配到隨后各階段的分配單元51；用于通過過濾層104a過濾分配單元51的廢水，并用于通過過濾層104a的眼子菜屬植物(water cltrops)消除氮和磷成份的第一單元52；其內(nèi)種植有鳳眼藍(lán)(water hyacinths)的第二單元53，用于凈化來自第一單元52的水；其水面上種植有大浮萍(great duckweeds)的第三單元54，用于凈化來自第二單元53的水以及用于基于脫氮反應(yīng)方法將氮?dú)庹舭l(fā)到外部大氣中；以及其內(nèi)設(shè)置有用于凈化來自第三單元54的水的過濾層104b，且其內(nèi)種植有用于消除殘留的氮和磷成份的眼子菜屬植物的第四單元55。
因此，根據(jù)本發(fā)明，水生植物處理系統(tǒng)5安裝在傳統(tǒng)的曝氣池2上面，并且在系統(tǒng)5上方，安裝有溫室22以覆蓋系統(tǒng)5，因此可以利用從曝氣池2產(chǎn)生的熱量。在其不能安裝在曝氣池2上的情況下，曝氣池2可以安裝在地下室上，而水生植物處理系統(tǒng)5可以安裝在建筑物的頂部。從而，來自曝氣池2的熱氣可以通過通氣管道23輸送到水生植物處理系統(tǒng)5中以將其加熱。
水生植物處理系統(tǒng)5的過濾層104安裝在分配盒105上部，且過濾層104由6層構(gòu)成。第一層201包含平均直徑為30-60mm的卵石，且第六層包含平均直徑為0.2-0.45mm的砂粒。
廢水由第一單元52的過濾層104a和第四單元55的過濾層104b兩次處理。因此，可以完全濾除污染物。穿過過濾層104期間水的流速為5-30m/天，從而提供了緩慢的過濾方法。
如果污染物質(zhì)累積在過濾層104內(nèi)，那么流動(dòng)阻力會(huì)增大，導(dǎo)致流動(dòng)速度下降。尤其是，如果通過第一單元52的過濾層104a的流速減慢，那么分配單元51的水位就會(huì)升高。在這種情況下，自動(dòng)閥114、115、116和117就會(huì)開啟，以便水生植物處理系統(tǒng)5的水可以回流到存放池1內(nèi)。通過這些回流的水，已累積在過濾層104內(nèi)的異物被沖刷掉。當(dāng)回流系統(tǒng)完成其工作時(shí)，自動(dòng)閥114、115、116和117關(guān)閉，且凈化工作重新開始。
已被引入分配單元51的水通過排放溢水口111并通過多個(gè)排放管道102被輸送到安裝在第一單元52之下的分配盒層105a。然后水向上流過過濾層104a。在水流經(jīng)期間，有機(jī)物質(zhì)黏著在卵石和砂粒上，這些有機(jī)物質(zhì)被微生物分解。在供水領(lǐng)域內(nèi)過濾層104的技術(shù)是公知的，然而，這項(xiàng)技術(shù)首先被本發(fā)明人用于凈化廢水。圖6是示出設(shè)置在第一單元52和第四單元55內(nèi)的過濾層結(jié)構(gòu)的剖面圖。
如圖6所示，過濾層104安裝在分配盒層105之上，并且過濾層104由第一層201到第六層206構(gòu)成。在第一單元52的過濾層104內(nèi)，第一層包含平均直徑為30-60mm的大卵石，第二層202包含平均直徑為5-30mm的卵石，第三層203包含平均直徑為5-15mm的小的卵石，第四層204包含平均直徑為2-5mm的粗砂粒，第五層205包含平均直徑為0.45-0.7mm的砂粒，而第六層206包含平均直徑為0.3-0.45mm的細(xì)砂粒。第一到第五層優(yōu)選地具有20-50mm的厚度，而第六層優(yōu)選地具有30-70的厚度，但是他們并不絕對(duì)地局限于這些厚度。穿過第一單元52的過濾層104期間的水流速度為5-30m/天，從而提供了緩慢的過濾方法。因此，在流過這個(gè)層期間，大部分污染物被去除。更優(yōu)選地是，通過過濾層104的流速為10m/天。
在過濾期間，眼子菜屬植物的根部在第六和第五層206和205內(nèi)生長(zhǎng)，且眼子菜屬植物在第六層206的水內(nèi)繁盛。眼子菜屬植物吸收氮和磷成份，并由于這種植物的新陳代謝作用，消耗二氧化碳，同時(shí)產(chǎn)生氧氣。結(jié)果，第一單元52在太陽光束或人工照明之下保持有氧狀態(tài)。在夜間，人工供給氧氣。
已被第一單元52處理的水流過水平溢水口108而到達(dá)第二單元53。在第二單元53內(nèi)種植有鳳眼藍(lán)106。鳳眼藍(lán)將其葉片暴露在水面上，而他們的根部延伸到水中。在第二單元53內(nèi)，鳳眼藍(lán)的根吸收氮和磷成份，且他們阻止氧氣的溶解，而氧氣被微生物消耗。他們的根部非常發(fā)達(dá)、很長(zhǎng)且象纖維一樣，并因此這些根部作用為微生物的接觸介質(zhì)，同時(shí)容納大量的微生物。從而促進(jìn)了氧氣的消耗。因此，第二單元會(huì)導(dǎo)致缺氧狀態(tài)。
已被第二單元53處理過的水流過多個(gè)通道109到達(dá)第三單元。在第三單元內(nèi)種植有大浮萍107。大浮萍將其葉片暴露在水面上，而將其根部延伸入水中。大浮萍的根部比鳳眼藍(lán)的短得多。在第三單元54內(nèi)，大浮萍的根部吸收氮和磷成份，同時(shí)他們的葉片阻止氧氣進(jìn)入水中。因此，第三單元54保持脫氧狀態(tài)。
已被第三單元54處理過的水流過排放溢水口112和多個(gè)排放管道110到達(dá)第四單元55。第四單元55的組成與第一單元52的相類似。然而，引入到第四單元55內(nèi)的水已被第一到第三單元處理過，并因此其過濾層104b與第一單元52的稍微不同。即，第一單元52的過濾層104a的第六層206包含平均直徑為0.3-0.4mm的砂粒，而第四單元55的過濾層104b的第六層206包含平均直徑為0.2-0.3mm的砂粒。被第四單元55處理過的水通過排放管道26放掉。
如果污染物質(zhì)累積在過濾層104內(nèi)，那么水流阻力就會(huì)升高，導(dǎo)致流速下降。尤其是，如果通過第一單元52的過濾層104a的流速下降，那么分配單元51的水位會(huì)升高。若分配單元51達(dá)到一定高度，水位控制器101將觸發(fā)以開啟自動(dòng)閥114。水位控制器101和自動(dòng)閥114由一控制器(未示出)自動(dòng)觸發(fā)，并且這個(gè)控制器可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員制造。如果自動(dòng)閥114開啟，第一單元52和分配單元51內(nèi)的水通過回流管道118被輸送到存放池1內(nèi)。在這種情況下，粘附在過濾層104a的卵石和砂粒上的外來物質(zhì)將被沖洗掉。在過濾層104中，應(yīng)當(dāng)種植眼子菜屬植物，原因如下即，眼子菜屬植物的根部不是分叉的，而是筆直并平行地延伸。因此他們對(duì)水流呈現(xiàn)較小的阻力，并在選擇性地去除一些根部的情況下，他們不會(huì)纏結(jié)，同時(shí)在水回流期間根部很容易被沖洗。
如果閥115、116和117開啟以使水回流，那么第二到第四單元也可以被沖洗。然而，第二到第四單元沖洗的間隔周期可以比第一單元的長(zhǎng)。在普通廢水的情況下，第一單元的回流可以每月進(jìn)行兩次，而第四單元的回流可以每年進(jìn)行幾次。然而，這些間隔周期可以根據(jù)廢水的情況加以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。閥115、116和117的自動(dòng)化可以通過利用控制器(未示出)容易地實(shí)現(xiàn)。當(dāng)回流完成時(shí)，自動(dòng)閥115、116和117關(guān)閉，且凈化工作重新開始。
在本發(fā)明的水生植物處理系統(tǒng)5中，眼子菜屬植物103種植在第一單元和第四單元52和55的過濾層104內(nèi)，且鳳眼藍(lán)種植在第二單元53的水面上，而大浮萍種植在第三單元54的水面上。在第一和第四單元52和55內(nèi)可以種植苔蘚以取代眼子菜屬植物。
眼子菜屬植物103為每年枯萎的植物，在水中生長(zhǎng)，且在冬季殘存生長(zhǎng)緩慢。他們?cè)谄叩桨嗽陆Y(jié)果實(shí)，然后根部的尖部切掉，而莖浮到水面上，同時(shí)果實(shí)掉到水底以便隨后發(fā)芽。眼子菜屬植物的莖利用耙清除，附著在莖上的果實(shí)被收集起來以便來年播種。另一種眼子菜屬植物為由根部繁殖。這兩種眼子菜屬植物可以組合著使用。
鳳眼藍(lán)106和大浮萍107在水處理功能和生長(zhǎng)特性方面彼此類似。如果水溫保持在7-8℃，并且如果供給有陽光，他們持續(xù)生長(zhǎng)并繁殖。如果鳳眼藍(lán)過渡繁殖，可以用耙清除一部分，同時(shí)，如果大浮萍過渡繁殖，可以用不銹鋼網(wǎng)去除一部分。在大型設(shè)施的情況下，他們由傳送裝置自動(dòng)清除。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以輕易地進(jìn)行管理這些植物。
在本發(fā)明的水生植物處理系統(tǒng)5中，溫室22覆蓋該系統(tǒng)5，且該系統(tǒng)5由曝氣池2產(chǎn)生的熱量來內(nèi)部加熱。因此，白天的溫度可以維持在20-30℃，而夜晚的溫度可以維持在10-20℃。因此，本發(fā)明的凈化過程可以繼續(xù)，即使在冬季不能接收外部熱量的情況下。
以上，基于本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不背離本發(fā)明的精髓和范圍下顯而易見地可以施加各種變化和改進(jìn)。這種變化和改進(jìn)應(yīng)落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種凈化已被傳統(tǒng)的生物處理系統(tǒng)處理過的廢水的水生植物水處理系統(tǒng)(5)，包括用于暫時(shí)存放從傳統(tǒng)生物處理系統(tǒng)送來的廢水的分配單元(51)；第一單元(52)，具有過濾層(104a)和在過濾層上部的眼子菜屬植物(103a)以過濾來自分配單元的首次處理過的水并去除氮和磷成份；其內(nèi)種植有鳳眼藍(lán)、以凈化來自第一單元(52)的水的第二單元(53)；其水面上種植有大浮萍的第三單元(54)，用于凈化來自第二單元的水并用于基于脫氮反應(yīng)方法將氮?dú)庹舭l(fā)到外部大氣中；第四單元(55)，其內(nèi)設(shè)置有過濾層(104b)以及在過濾層上部的眼子菜屬植物(103b)，以過濾來自第三單元的水并去除氮和磷成份。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一單元具有安裝在過濾層(104a)下面的分配盒(105a)，而所述第四單元具有安裝在過濾層(104b)下面的分配盒(105b)。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述分配單元具有排放溢水口(111)和管道(102)以將水流到第一單元，所述第一單元具有溢水口(108)以將水流到第二單元，所述第二單元具有通道(109)以將水流到第三單元，所述第三單元具有排放溢水口(112)和管道(26)以將水流到第四單元，且所述第四單元具有排放溢水口(113)和排放管道(26)。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一單元和第四單元的過濾層(104a)和(104b)包括具有平均直徑30-60mm的大卵石的第一層，具有平均直徑5-30mm的卵石的第二層，具有平均直徑5-15mm的小卵石的第三層，具有平均直徑為2-5mm的粗砂粒的第四層，具有平均直徑為0.45-0.7mm的砂粒的第五層，以及具有平均直徑為0.3-0.45mm的細(xì)砂粒的第六層。
5.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述第一層到所述第五層厚度范圍為20-50cm，而所述第六層的厚度范圍為30-70cm。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述分配單元具有安裝用來探測(cè)其內(nèi)水位的水位控制器。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括回流系統(tǒng)，該回流系統(tǒng)包括管道(118)和自動(dòng)閥(114、115、116和117)，安裝用來使在第一、第二、第三和第四單元內(nèi)的水回流。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)安裝在傳統(tǒng)生物水處理系統(tǒng)的曝氣池上部的上方。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，還包括溫室，安裝用來覆蓋所述系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，還包括多個(gè)安裝在溫室內(nèi)的電燈泡。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，還包括多個(gè)通氣管道(23)，安裝用來將從曝氣池產(chǎn)生的熱氣移動(dòng)到溫室內(nèi)。
12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)被多個(gè)支柱支撐。
13.一種用于凈化已被傳統(tǒng)生物處理系統(tǒng)處理過的廢水的方法，包括以下步驟用第一單元(52)內(nèi)的過濾層(104a)和種植在過濾層上的眼子菜屬植物(103a)處理被傳統(tǒng)生物水處理系統(tǒng)處理過的水；用種植在第二單元(53)內(nèi)的鳳眼藍(lán)(106)處理在第一單元內(nèi)處理過的水；用種植在第三單元(54)內(nèi)的大浮萍(107)處理在第二單元內(nèi)處理過的水；以及用第四單元(55)內(nèi)的過濾層(104b)和種植在過濾層上的眼子菜屬植物(103b)處理在第三單元內(nèi)處理過的水。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括在分配單元(51)內(nèi)存放被傳統(tǒng)生物水處理系統(tǒng)處理過的水，以及通過排放溢水口(111)和管道(102)將水流到第一單元(52)的底部的步驟。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，在第一單元內(nèi)的水通過水平溢水口(108)流到第二單元。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，在第二單元內(nèi)的水通過通道(109)流到第三單元。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，在第三單元內(nèi)的水通過排放溢水口(112)和管道(110)流到第四單元。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，在第四單元(55)內(nèi)的水通過排放溢水口(113)和排放管道(26)被排出。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述被排出的水被循環(huán)到曝氣池(2)中的熱交換器(20)。
20.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述分配單元(51)和所述第一到第四單元(52、53、54和55)由溫室(22)保持溫暖。
21.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，從曝氣池(2)中產(chǎn)生的溫暖氣體流入溫室(22)。
22.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述分配單元的水位由水位控制器(101)探測(cè)，并當(dāng)其達(dá)到預(yù)定水位時(shí)，自動(dòng)閥(114)開啟，且在第一單元內(nèi)的水通過回流管道(118)排出。
23.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述分配單元的水位由水位控制器(101)探測(cè)，并當(dāng)其達(dá)到預(yù)定水位時(shí)，自動(dòng)閥(114、115、116和117)開啟，且在第一到第四單元內(nèi)的水通過回流管道(118)排出。
24.如權(quán)利要求22或23所述的方法，其中，所述排放出的水流入存放池(1)。
25.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，第一和第四單元的所述過濾層(104a和104b)包括具有平均直徑30-60mm的大卵石的第一層，具有平均直徑5-30mm的卵石的第二層，具有平均直徑5-15mm的小卵石的第三層，具有平均直徑為2-5mm的粗砂粒的第四層，具有平均直徑為0.45-0.7mm的砂粒的第五層，以及具有平均直徑為0.3-0.45mm的細(xì)砂粒的第六層。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述第一層到第所述第五層厚度范圍為20-50cm，而所述第六層的厚度范圍為30-70cm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種水生植物處理系統(tǒng)(5),其中從已被傳統(tǒng)系統(tǒng)處理過的水中消除了氮和磷成分以及其他污染物質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的水生植物處理系統(tǒng)(5)包括用于暫時(shí)存放送入的廢水以將其分配到下一階段的分配單元(51);用于通過過濾層(104a)過濾廢水并用于通過過濾層(104a)內(nèi)的眼子菜屬植物消除氮和磷成分的第一單元(52);其內(nèi)種植有用于凈化來自第一單元(52)的水的鳳眼藍(lán)的第二單元(53);其的水面上種植有用于凈化來自第二單元(53)的水的大浮萍的第三單元(54);以及其內(nèi)設(shè)置有過濾層(104b),且其內(nèi)種植有眼子菜屬植物的第四單元(55)。
文檔編號(hào)B01D24/02GK1328529SQ99813576
公開日2001年12月26日 申請(qǐng)日期1999年11月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月1日
發(fā)明者李相乙 申請(qǐng)人:李相乙