專利名稱：一種豎流型人工濕地間歇進(jìn)水系統(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，具體涉及一種豎流型人工濕地間歇進(jìn)水系統(tǒng)，用于解決人工濕地處理面源污水時(shí)來水不連續(xù)和不均勻問題。
背景技術(shù)：
采用人工濕地進(jìn)行污水處理是上世紀(jì)八十年代以來發(fā)展起來的污水處理技術(shù)，近十年來，人工濕地污水處理技術(shù)得到了飛快的發(fā)展，目前被廣泛應(yīng)用于處理村鎮(zhèn)生活污水、 削減農(nóng)業(yè)面源污染和控制河流湖泊富營(yíng)養(yǎng)化問題中。人工濕地的類型主要包括表面流濕地、潛流濕地和垂直流濕地。其中，垂直流濕地由于其占地面積較小，對(duì)有機(jī)物和氮有更高的凈化效果，具有更好的充氧效果，成為濕地應(yīng)用中的首選。除了基質(zhì)、植物和微生物是其基本組成外，進(jìn)水系統(tǒng)也是其重要組成部分。良好的進(jìn)水系統(tǒng)能最大化利用人工濕地凈化功能及實(shí)現(xiàn)來水快速均勻分布到整個(gè)人工濕地表面，從而保證濕地高效運(yùn)行。怎樣保證進(jìn)水端布水均勻、防止“死區(qū)”并提高復(fù)氧效果，一直是人工濕地技術(shù)安全推廣應(yīng)用的重要問題。但是，現(xiàn)有技術(shù)存在的主要問題為污水來水流量不均勻，小流量不連續(xù)的間歇進(jìn)水導(dǎo)致豎流型人工濕地?zé)o法處于干濕交替充氧的良好運(yùn)行狀態(tài)，也導(dǎo)致了豎流型人工濕地的進(jìn)水系統(tǒng)進(jìn)水不均勻，距離進(jìn)水干管較近的區(qū)域負(fù)荷長(zhǎng)期處于較高的狀態(tài)，而距離進(jìn)水干管較遠(yuǎn)的區(qū)域則不能發(fā)揮效能，嚴(yán)重影響了人工濕地的污水總體處理效果。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述豎流型人工濕地污水處理技術(shù)存在的不足，提供一種豎流型人工濕地間歇進(jìn)水系統(tǒng)，該系統(tǒng)提高豎流型人工濕地中污水進(jìn)水的穩(wěn)定性和均勻性，充分發(fā)揮整個(gè)濕地系統(tǒng)表面的凈化能力和充氧能力，特別適用于在豎流型人工濕地的前端使用，在無需電力的條件下，通過水力作用，將瞬時(shí)流量不均勻的污水間歇來水轉(zhuǎn)變?yōu)榫鶆蜻M(jìn)水，分配到豎流型人工濕地中。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下一種豎流型人工濕地間歇進(jìn)水系統(tǒng)，包括進(jìn)水池，進(jìn)水管以及出水管，還包括加裝在進(jìn)水池內(nèi)的出水管浮沉控制系統(tǒng)，所述出水管浮沉控制系統(tǒng)主要由出水彎頭、浮筒、最高水位擋板、最低水位擋板、出水連接軟管、池壁浮筒升降槽組成，其中，出水彎頭固定在浮筒上方，通過出水連接軟管連接到出水管，浮筒與出水彎頭之間連接形成虹吸管，通過與池壁浮筒升降槽一起在一定水位范圍內(nèi)的上下浮動(dòng)，使得浮筒和出水彎頭間歇式地發(fā)生虹吸作用并向外排水，最高水位擋板和最低水位擋板架設(shè)在進(jìn)水池內(nèi)，且出水管水位低于最低水位擋板水位，用于控制蓄水容積，進(jìn)而控制人工濕地間歇進(jìn)水量。所述浮筒采用空心長(zhǎng)圓柱浮筒，將浮筒和出水彎頭焊接連接固定，兩者之間通過浮筒出水軟管連接形成虹吸管，過程中共同上浮和下沉。所述出水彎頭和出水管的數(shù)目為一個(gè)或多個(gè)。
所述出水管管徑較進(jìn)水管管徑大。進(jìn)水由池體上部進(jìn)水，水流是自上而下作豎向流動(dòng)，進(jìn)水管位于池體上部。本發(fā)明所提供的豎流型人工濕地間歇進(jìn)水系統(tǒng)的工作原理是通過水位高低變化和在浮沉系統(tǒng)控制下的出水彎頭位置變化來控制出水周期，實(shí)現(xiàn)間歇進(jìn)水。在水位低于最低水位時(shí)，進(jìn)水池處于蓄水周期，此時(shí)浮筒內(nèi)處于無水狀態(tài)，浮筒和出水彎頭的重力小于浮力，隨著水量的蓄積，進(jìn)水池內(nèi)的水位逐漸升高，浮筒和出水彎頭的位置隨著水位逐漸上升，直至達(dá)到最高水位，浮筒和出水彎頭在最高水位擋板的阻擋下停留在最高位置，但上游來水繼續(xù)流入進(jìn)水池，進(jìn)水池內(nèi)水位將高于浮筒上方的開口，自流進(jìn)入浮筒，此時(shí)浮筒和出水彎頭重力增加，大于浮力，浸沒到水中，下沉至最低水位擋板處。系統(tǒng)進(jìn)入出水周期，池內(nèi)水位高于出水管道及出水口，池水通過虹吸作用經(jīng)出水管道流出。其中，出水管管徑較進(jìn)水管大，具體管徑計(jì)算可根據(jù)后續(xù)人工濕地的設(shè)計(jì)條件和高程位置通過水力計(jì)算確定。隨著進(jìn)水池的出水，水位逐漸下降，當(dāng)下降到和浮筒內(nèi)水位持平，接近最低水位處后，進(jìn)水池和浮筒內(nèi)污水同時(shí)通過出水管流出，由于出水口位置低于浮筒最低處，所以浮筒內(nèi)水全部流出，空氣進(jìn)入到出水管道，虹吸作用破壞，出水停止。由于浮筒內(nèi)無水，浮筒和出水口所受到的浮力重新大于重力，系統(tǒng)進(jìn)入下一個(gè)進(jìn)水周期。
圖1為本發(fā)明的豎流型人工濕地間歇進(jìn)水系統(tǒng)的側(cè)剖面圖。圖2為圖1系統(tǒng)的平面圖。圖中1.進(jìn)水池體；2.進(jìn)水彎管；3.出水彎頭；4.最高水位擋板；5.空心長(zhǎng)圓柱浮筒；6.浮筒出水軟管；7.出水連接軟管；8.最低水位擋板；9.池壁浮筒升降槽；10.出水管。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的一種適用于豎流型人工濕地的間歇進(jìn)水系統(tǒng)，結(jié)合附圖1和2，對(duì)本發(fā)明中的進(jìn)水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。進(jìn)水池1可采用鋼筋混凝土或者磚砌結(jié)構(gòu)，上部通過進(jìn)水彎管2(PVC硬管)連接外部污水收集管至進(jìn)水池1，池中水位由最高水位擋板4和最低水位擋板8進(jìn)行控制，最高和最低水位擋板水位應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)水量計(jì)算得到，最低水位擋板水位應(yīng)高于出水管10的水位，以便利用虹吸作用排空空心長(zhǎng)圓柱浮筒5中的余水，出水彎頭 3 (PVC硬管)連接出水連接軟管7 (PVC軟管)和出水管10相連，并焊接固定在空心長(zhǎng)圓柱浮筒5 (PVC材質(zhì))上方，空心長(zhǎng)圓柱浮筒5和出水彎頭3之間通過浮筒出水軟管6連接形成虹吸管，系統(tǒng)過程中空心長(zhǎng)圓柱浮筒5和出水彎頭3通過池壁浮筒升降槽9 一起升降，另外，出水管道管徑較進(jìn)水管道大，出水流量較進(jìn)水大，可根據(jù)后續(xù)處理人工濕地的設(shè)計(jì)條件和高程位置通過水力計(jì)算確定管道直徑和走向。以下是采用本發(fā)明技術(shù)方案的一個(gè)具體實(shí)施例本實(shí)施例是一個(gè)豎流式人工濕地處理工程，工程服務(wù)對(duì)象為鄰近1個(gè)村落的農(nóng)村生活污水，服務(wù)人口約為1000人，濕地設(shè)計(jì)水利負(fù)荷為0. 15m7(m2*day)，濕地占地為 20m*30m，農(nóng)村生活污水進(jìn)水水質(zhì)為 pH = 8. 21，CODcr 為沘2. 2mg/L，TN 為 38. 02mg/L, NH4+-N 為Μ. 53mg/L。由于村落污水產(chǎn)生流量存在明顯的時(shí)段性，人工濕地在前期運(yùn)行過程中進(jìn)水流量的不均勻造成干濕交替復(fù)氧紊亂，處理效果不理想。后期為了保證濕地進(jìn)水的穩(wěn)定性， 提高濕地中溶解氧以及有機(jī)物和總氮的去除效率，采用了本發(fā)明方法。1.濕地進(jìn)水采用間歇式進(jìn)水，即每天所處理污水分次數(shù)均勻投配到濕地系統(tǒng)中， 全天進(jìn)水池出水大致為4次，時(shí)間段分別為早上7點(diǎn)-9點(diǎn)2次，中午11點(diǎn)-1點(diǎn)2次，晚上 6-10點(diǎn)4次，進(jìn)水量為11. 25噸/次。2.進(jìn)水池尺寸為3m*2. 5m* 1. 5m(L*W*H)，池壁采用鋼筋混泥土，壁厚為20cm，進(jìn)水管管徑為DmOOmm，出水管管徑為·150πιπι，均采用PVC硬管材質(zhì)，進(jìn)水管高程為1. 4m,出水管高程為0. Im,出水彎頭和出水軟管連接管管徑均為Dm50mm，最高水位塑料擋板高程為 1. 2m，最低水位塑料擋板高程為0. an。3.空心長(zhǎng)圓柱浮筒圓柱直徑為20cm，長(zhǎng)度為: ，材質(zhì)使用PVC材質(zhì)，池壁浮筒升降槽直徑為22cm，浮筒出水軟管管徑為DN50mm。經(jīng)采用該系統(tǒng)進(jìn)水后，人工濕地體系運(yùn)轉(zhuǎn)更加穩(wěn)定，出水溶解氧DO平均增加為0. 5mg/L，氨氮去除率從未使用進(jìn)水系統(tǒng)前的49. 25%上升至69. 04%，總氮去除率從 43. 03%上升至 65. 14%, CODcr 去除率從 82. 94%上升至 95. 63%。
權(quán)利要求
1.一種豎流型人工濕地間歇進(jìn)水系統(tǒng)，包括進(jìn)水池，進(jìn)水管以及出水管，其特征在于， 還包括加裝在進(jìn)水池內(nèi)的出水管浮沉控制系統(tǒng)，所述出水管浮沉控制系統(tǒng)主要由出水彎頭、浮筒、最高水位擋板、最低水位擋板、出水連接軟管、池壁浮筒升降槽組成，其中，出水彎頭固定在浮筒上方，通過出水連接軟管連接到出水管，浮筒與出水彎頭之間連接形成虹吸管，通過與池壁浮筒升降槽一起在一定水位范圍內(nèi)的上下浮動(dòng)，使得浮筒和出水彎頭間歇式地發(fā)生虹吸作用并向外排水；最高水位擋板和最低水位擋板架設(shè)在進(jìn)水池內(nèi)，且出水管水位低于最低水位擋板水位，用于控制蓄水容積，進(jìn)而控制人工濕地間歇進(jìn)水量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的豎流型人工濕地間歇進(jìn)水系統(tǒng)，其特征在于，所述浮筒采用空心長(zhǎng)圓柱浮筒，將浮筒和出水彎頭焊接連接固定，兩者之間通過浮筒出水軟管連接形成虹吸管，過程中共同上浮和下沉。
全文摘要
一種豎流型人工濕地間歇進(jìn)水系統(tǒng)，包括進(jìn)水池，進(jìn)水管以及出水管，還包括加裝在進(jìn)水池內(nèi)的出水管浮沉控制系統(tǒng)，所述出水管浮沉控制系統(tǒng)主要由出水彎頭、浮筒、最高水位擋板、最低水位擋板、出水連接軟管、池壁浮筒升降槽組成，其中，出水彎頭固定在浮筒上方，通過出水連接軟管連接到出水管，浮筒與出水彎頭之間連接形成虹吸管，通過與池壁浮筒升降槽一起上下浮動(dòng)，使得浮筒和出水彎頭間歇式地發(fā)生虹吸作用并向外排水，最高水位擋板和最低水位擋板架設(shè)在進(jìn)水池內(nèi)，且出水管水位低于最低水位擋板水位，用于控制蓄水容積，進(jìn)而控制人工濕地間歇進(jìn)水量。該系統(tǒng)在無需電力的條件下，通過水力作用，提高豎流型人工濕地中污水進(jìn)水的穩(wěn)定性和均勻性。
文檔編號(hào)C02F3/32GK102515358SQ20111041017
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者凌子微, 孔海南, 尚曉, 沈劍, 王欣澤 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)