專利名稱：多功能潛流人工濕地脫氮除磷處理裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于水污染控制與治理技術領域，涉及水質凈化與生態修復技術，特別是應用于污水處理廠出水深度脫氮除磷處理，更具體地說是涉及一種多功能潛流人工濕地脫氮除磷處理裝置。
背景技術：
人工濕地是由人工建造和控制運行的濕地，主要利用自然生態系統中的物理、化學、生物三重協同作用，對污水進行處理的一種技術。人工濕地一般底部鋪設有防滲層，填充一定深度的土壤或填料，表面種植蘆葦、香蒲和美人蕉等根系發達的濕地植物。污水以表面流或潛流的方式流經人工濕地時，經過土壤或填料和植物根系的過濾吸附作用以及濕地生物群落的代謝活動，使污水得到凈化。采用人工濕地處理技術來污水具有處理效果好、維護和管理方便、建設費用低、技術含量低等優點，而且人工濕地在污水處理同時形成獨特的 濕地生態景觀。目前常用的人工濕地類型包括表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直潛流人工濕地。表面流人工濕地投資少、建設最為簡單，但存在占地面積大、水力負荷小、脫氮除磷能力不足、季節影響大和冬季運行效果差等缺點；水平潛流人工濕地占地面積小、水力負荷較大、脫氮除磷效果好，由于水平潛流濕地布水位于填料下方，在北方冬季溫度較低時也可以正常運行，目前應用范圍廣；垂直潛流人工濕地水力負荷大、處理效果較好，在南方應用較多，由于布水區位于濕地床體上方，在北方地區冬季易凍結，造成濕地無法運行，故在低溫地區應用較少。如何高效利用潛流濕地，實現低溫地區潛流濕地的正常運行是一項新的課題。
發明內容本實用新型的目的在于為了解決上述問題而提供一種多功能潛流人工濕地脫氮除磷處理裝置。本實用新型為解決這一問題所采取的技術方案是一種多功能潛流人工濕地脫氮除磷處理裝置，其特征在于該處理裝置包括鋪設在濕地池體I內周壁和底壁上的復合防滲膜8，濕地池體中設有兩套配水和集水系統，包括總進水管2和總排水管7并設置有垂直潛流濕地配水管3、集水管4和水平潛流濕地配水管5、集水管6 ;濕地池體內設置有填料9，填料的上方種植濕地植物10，濕地池體底部設置有放空管11。所述的濕地池體I為長方形體,長寬比為1. 5/1-3/1，高度為1. 0-1. 6m，濕地池體I結構為原狀土、磚混、衆砌石或者鋼筋混凝土結構。所述的垂直潛流濕地配水管3、集水管4和水平潛流濕地配水管5、集水管6指的是垂直潛流配水管3位于濕地填料上方，采用十字形排列、穿孔管方式均勻布水，垂直潛流集水管4位于濕地下層離濕地池底20cm處，采用穿孔管收水；水平潛流配水管5位于濕地池體I進水端1-1. 5m處，在濕地填料層下方20cm處，采用穿孔管布水，水平潛流集水管6位于濕地池體I出水端1-1. 5m處，在離濕地池底IOcm處，采用穿孔管集水；兩套配水管均連在總進水管2上，通過閥門12控制，兩套集水管均連在總排水管7上，通過閥門13控制。所述的濕地出水高度通過總排水管7上設置的閥門14控制。所述的濕地池體I內的填料9分2層鋪設，下部鋪直徑60 — 90mm粗沸石，上部鋪設直徑20_50mm小沸石。所述的濕地分季節交替運行，夏秋季節關閉水平潛流配水管和集水管，開啟垂直潛流配水管和集水管，冬、春季則運行水平潛流系統。本發明更加詳細的描述如下多功能潛流人工濕地脫氮除磷處理裝置，包括鋪設在濕地池體內周壁和底壁上的防滲膜，濕地中設有兩套配水和集水系統，包括總進水管和總排水管，并設置有垂直潛流濕地配水管、集水管和水平潛流濕地配水管、集水管，濕地池體中設置有填料，上方種植濕地植物，濕地池體底部設置有放空管。多功能潛流人工濕地采用季節性交換運行方式，夏、秋季采用垂直潛流方式運行，冬、春季采用水平潛流方式運行。濕地池體一般為長方形體,長寬比為1. 5/1-3/1，高度為1. 0-1. 6m，濕地池體結構為原狀土、磚混、漿砌石或者鋼混結構。濕地池體內周壁和底壁鋪設復合防滲膜，底壁防滲層上表面鋪設一層具有一定厚度的粗砂保護層，保護濕地池底的防滲層，以免因沸石造成池底滲漏。多功能潛流人工濕地脫氮除磷處理裝置中設有兩套配水、集水系統，其中垂直潛流配水管位于濕地填料上方，采用十字形排列、穿孔管方式均勻布水，垂直潛流集水管位于濕地下層離濕地池底20cm處，采用穿孔管收水；水平潛流配水管位于濕地池體進水端1-1. 5m處，在濕地填料層下方20cm處，采用穿孔管布水，水平潛流集水管位于濕地池體末端；兩套配水管均連在總進水管上，通過閥門控制，兩套集水管均連在總排水管上，通過閥門控制。濕地出水高度通過排水管上設置閥門控制，出水閥門高度間隔20-30cm。濕地池體內的填料分2層鋪設，濕地池體下部鋪粗沸石(d60_90mm)，上部鋪設小沸石(d20-50mm)，填料上面鋪設一層粗砂，種植蘆葦、香蒲和美人蕉等濕地植物。本實用新型公開的多功能潛流人工濕地脫氮除磷處理裝置與現有技術相比所具有的積極效果在于( I)本實用新型的多功能潛流人工濕地脫氮除磷處理裝置將水平潛流和垂直潛流人工濕地進行有機結合，采取季節性交換運行方式，既提高了潛流濕地水力負荷，也避免了垂直潛流濕地冬季不適合北方運行的矛盾，擴展了潛流人工濕地的運行空間；同時利用兩種潛流濕地水流流向的改變有效清洗老化的生物膜，以及垂直潛流濕地間歇運行使濕地床體得到再生，解決人工濕地堵塞問題，延長了濕地壽命；潛流濕地中擁有較強的硝化、反硝化系統，提高TN的去除效果，采用吸磷填料，提高TP去除率。該裝置具有高效脫氮除磷、填料有效再生、穩定性好等優點，在污染物減排、實現水體凈化方面有著非常廣闊的應用前
旦
-5^ O(2)本實用新型的濕地處理裝置有機地將水平潛流和垂直潛流結合在一起，拓寬了垂直潛流濕地在北方寒冷地區的應用，有效地節約了土地面積，增加了濕地床體深度，提高了濕地單位面積污染物負荷率，夏秋季節濕地運行時，將污水處理廠出水或經過預處理后的污水通過垂直潛流配水系統進入濕地，利用濕地填料的吸附和沉淀作用、微生物的聚集作用以及濕地植物的吸收作用等多種途徑，促使出水中的氮磷營養鹽和有機物濃度得到有效凈化，冬春低溫季節通過條件閥門將濕地轉換為水平潛流濕地運行方式，滿足冬季濕地的布水要求，實現了多功能潛流人工濕地深度脫氮除磷的目的。
圖1是本實用新型的多功能潛流人工濕地脫氮除磷處理裝置的結構示意圖；圖2是本實用新型的多功能潛流人工濕地脫氮除磷處理裝置配水和集排水裝置的結構示意圖；其中圖2 (A)為垂直潛流濕地配水管示意圖；圖2 (B)為垂直潛流濕地集水管示意圖；圖2 (C)為水平潛流濕地配水和集水管示意圖；附圖中主要部件符號說明1:濕地池體2 :總進水管 3 :垂直潛流濕地配水管4 :垂直潛流濕地集水管5 :水平流濕地配水管6 :水平流濕地集水管7 :總排水管8 :復合防滲膜9 :填料10 :濕地植物11 :放空管12 — 14:閥門。
具體實施方式
下面結合實施例說明本實用新型，這里所述實施例的方案，不限制本實用新型，本領域的專業人員按照本實用新型的精神可以對其進行改進和變化，所述的這些改進和變化都應視為在本實用新型的范圍內，本實用新型的范圍和實質由權利要求來限定。以下參照附圖對本實用新型進行詳細的說明。圖1是本實用新型的多功能潛流人工濕地脫氮除磷處理裝置的結構示意圖；圖2是本實用新型的多功能潛流人工濕地脫氮除磷處理裝置配水和集排水裝置的結構示意圖。實施例1多功能潛流人工濕地脫氮除磷處理裝置，包括鋪設在濕地池體I內周壁和底壁上的防滲層8，濕地中設有兩套配水和集水系統，包括總進水管2和總排水管7，并設置有垂直潛流濕地配水管3、集水管4和水平潛流濕地配水管5、集水管6，濕地池體I中設置有填料9，上方種植濕地植物10，濕地池體I底部設置有放空管11。濕地池體I為長方形體,長寬比為1. 5/1-3/1,高度為1. 0-1. 6m,濕地池體I結構為原狀土、磚混、漿砌石或者鋼混結構。按照建設區域土壤質地，選擇合適池體結構材料。如果建設區域土壤滲透系數復合要求，可以用原狀土作為池體結構材料。濕地池體I內周壁和底壁鋪設復合防滲膜8，底壁防滲膜上表面鋪設一層具有一定厚度的粗砂保護層，保護濕地池底的防滲膜，以免因沸石造成池底滲漏。集水管表面包有過濾材料，防止粗砂流入集水管造成堵塞。濕地裝置中設有兩套配水、集水系統，其中垂直潛流配水管3位于濕地填料上方，采用十字形排列、穿孔管方式均勻布水，垂直潛流集水管4位于濕地下層離濕地池底20cm處，采用穿孔管收水；水平潛流配水管5位于濕地池體I進水端1-1. 5m處，在濕地填料層下方20cm處，采用穿孔管布水，水平潛流集水管6位于濕地池體I末端，距池底壁和內周壁IOcm ;兩套配水管均連在總進水管2上，通過閥門12控制，兩套集水管均連在總排水管7上，通過閥門13控制。該處理裝置采用季節性交換運行方式，夏、秋季采用垂直潛流方式運行，開啟垂直潛流配水管3和垂直潛流集水管4，同時關閉水平潛流配水管5和水平潛流集水管6 ;冬、春季采用水平潛流方式運行。濕地出水高度通過總排水管7上設置閥門14控制，出水閥門高度間隔20_30cm。垂直潛流濕地間歇運行時，打開濕地池體I底部設置的放空管11把濕地池體I放空。濕地池體I內的填料9分2層鋪設，濕地池體下部鋪粗沸石(d60_90mm)，上部鋪設小沸石(d20-50mm)，填料上面鋪設一層粗砂或種植土，種植蘆葦、香蒲和美人蕉等濕地植物。實施例2多功能潛流人工濕地池體為磚混結構，其形狀為長方形體，長X寬X高為30 X 20 X1. 6m，在濕地池體周邊均鋪設復合防滲膜，在濕地池體中設有垂直潛流和水平潛流兩套布水和收水系統，池體內部填充兩層填料，下層填充O. 8m厚的粒徑為40-70_沸石，上層填充O. 4m厚的粒徑為10-40mm小沸石，再在上面填充O. 2m種植土，上面種植蘆葦和香 蒲兩種濕地植物。實施時將污水處理廠出水通過進水管道接入濕地中，經過2 3個月的濕地植物和生物膜培養，將會形成一個由細菌、真菌、植物等多個營養級組成的復雜生態裝置，可有效去除污水中的氮磷營養鹽和有機污染物。整個濕地在夏秋季節采取垂直潛流方式運行，冬春低溫(水溫低于8°C)季節采取水平潛流方式運行。實施例3在天津大港某污水處理廠后端采用多功能潛流人工濕地脫氮除磷處理裝置，填料為礫石，濕地植物為蘆葦，經過2年的穩定運行，通過對該裝置進出水進行監測，結果表明該裝置對水體中TN去除率為78%，TP去除率維持在85%，COD去除率維持在75%。實施例4對天津某景觀湖水體采用強化預處理+多功能潛流人工濕地脫氮除磷處理裝置，填料為沸石，種植香蒲，經過2年半的連續監測，該裝置水力負荷為O. 5m3/m2d，對水體中TN去除率為75%，TP去除率維持在85%，COD去除率維持在70%。綜上所述，本實用新型的內容并不局限在的實施例中，相同領域內的有識之士可以在本發明的技術指導思想之內可以輕易提出其他的實施例，但這種實施例都包括在本發明的范圍之內。
權利要求1.一種多功能潛流人工濕地脫氮除磷處理裝置，其特征在于該處理裝置包括鋪設在濕地池體(I)內周壁和底壁上的復合防滲膜(8)，濕地池體中設有兩套配水和集水系統，包括總進水管(2)和總排水管(7)并設置有垂直潛流濕地配水管(3)、集水管(4)和水平潛流濕地配水管(5)、集水管(6);濕地池體內設置有填料(9)，填料的上方種植濕地植物(10)，濕地池體底部設置有放空管(11)。
2.權利要求1所述的處理裝置，其特征在于濕地池體(I)為長方形體，長寬比為1.5/1-3/1，高度為1. 0-1. 6m，濕地池體(I)結構為原狀土、磚混、漿砌石或者鋼筋混凝土結構。
3.權利要求1所述的處理裝置，其中所述的垂直潛流濕地配水管(3)、集水管(4)和水平潛流濕地配水管(5)、集水管(6)指的是垂直潛流配水管(3)位于濕地填料上方，采用十字形排列、穿孔管方式均勻布水，垂直潛流集水管(4)位于濕地下層離濕地池底20cm處，采用穿孔管收水；水平潛流配水管(5)位于濕地池體(I)進水端1-1. 5m處，在濕地填料層下方20cm處，采用穿孔管布水，水平潛流集水管(6)位于濕地池體(I)出水端1-1. 5m處，在離濕地池底IOcm處，采用穿孔管集水；兩套配水管均連在總進水管(2)上，通過閥門(12)控制，兩套集水管均連在總排水管(7 )上，通過閥門(13 )控制。
4.權利要求3所述的處理裝置，其中濕地出水高度通過總排水管(7)上設置的閥門(14)控制。
5.權利要求1所述的處理裝置，其中濕地池體(I)內的填料(9)分2層鋪設，下部鋪直徑60 - 90mm粗沸石，上部鋪設直徑20-50mm小沸石。
6.權利要求1所述的處理裝置，其中濕地分季節交替運行，夏秋季節關閉水平潛流配水管和集水管，開啟垂直潛流配水管和集水管，冬、春季則運行水平潛流系統。
專利摘要本實用新型涉及一種多功能潛流人工濕地脫氮除磷處理裝置，其特征在于該處理裝置包括鋪設在濕地池體(1)內周壁和底壁上的復合防滲膜(8)，濕地池體中設有兩套配水和集水系統，包括總進水管(2)和總排水管(7)并設置有垂直潛流濕地配水管(3)、集水管(4)和水平潛流濕地配水管(5)、集水管(6)；濕地池體內設置有填料(9)，填料的上方種植濕地植物(10)，濕地池體底部設置有放空管(11)。該裝置具有高效脫氮除磷、填料有效再生、穩定性好等優點，在污染物減排、實現水體凈化方面有著非常廣闊的應用前景。
文檔編號C02F3/34GK202849165SQ20122048693
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月24日 優先權日2012年9月24日
發明者溫娟, 袁敏, 孫貽超, 邵曉龍, 劉紅磊, 趙文喜, 劉瓊瓊, 于丹, 李莉, 曾詩林, 張發闊 申請人:天津市環境保護科學研究院