專利名稱：一種保溫式農村生活污水人工濕地處理系統的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于污水處理技術領域，尤其是一種保溫式農村生活污水人工濕地處理系統。
背景技術：
隨著我國農村地區經濟的發展和農民生活方式的轉變，農村生活污水產生量逐年增多，其造成的環境污染問題日益突出，加之缺少污水處理設施，使農村的水污染問題更加嚴重。農村大部分地區的河、湖等水體普遍受到污染，飲用水水質安全受到嚴重威脅，直接危害農民的身體健康，嚴重影響農村地區的環境衛生，極易導致一些流行性疾病的發生與傳播。農村生活污水具有與城市污水不同的特點，農村生活污水主要是洗滌、沐浴和部分衛生潔具排水，水量因地區經濟程度的差異而不同。農村生活污水一般具有排量少、所含有機物濃度相對偏高、日變化系數大(一般在3. O 5. O之間)、間歇排放等特點。農村污水主要有以下四個方面的特征(1)農村人口分布較為分散，污水一般間歇排放且排放量較少；(2)污水管網收集系統不健全，污水處理率低；(3)污水中污染物濃度相對較高，可生化性強；(4)水質及水量隨季節、晝夜變化較大，日變化系數大。針對農村生活污水的上述特點，農村生活污水的處理有如下要求(I)農村(鎮)人口較少，分布廣而且分散，生活污水水質、水量波動性大，排水管網很不健全，因此所選污水處理工藝應抗沖擊負荷能力強，且宜就近單獨處理；(2)村鎮經濟力量薄弱，因此污水處理應充分考慮造價低、運行費用少、低能耗或無能耗的工藝；(3)村鎮缺乏污水處理專業人員，所選工藝應運行管理簡單，維護方便。目前，在農村生活污水處理 上，生化法由于處理效果好、運行費用低、運行效果穩定而成為主導工藝，其中，人工濕地污水處理技術是符合生態學觀點和可持續發展理論的一種方法，其針對農村分散居住的特點，以人工濕地分散處理農村污水且在各戶或各村就近單獨處理是比較優秀的方案。生活污水中的有機物和氮磷營養鹽，是人工濕地中微生物和水生植物養分，水生植物在生長的同時凈化了污水；該種方式動力消耗少，投資小，而且操作簡單、容易維護；選用有經濟價值的水生植物，在凈化污水的同時還可產生經濟效益。但是，現有的農村生活污水人工濕地處理系統存在以下問題(I)由于農村生活污水有機物濃度較高且存在較多的懸浮物質，采用單一人工濕地處理污水時，濕地出水水質不能得到保證，特別是由于有機負荷較高導致微生物在濕地中大量生長繁殖，再加上濕地填料對污水中懸浮物質的截留和過濾作用，所以隨著濕地系統的運行，濕地系統孔隙率降低，造成濕地系統堵塞，污水不能正常通過濕地，濕地系統不能正常運行。堵塞后濕地系統不能處理污水，自身難以恢復；只有通過更換填料和重新配置植物解決，這會加大濕地的投資和運行成本。(2)人工濕地處理農村生活污水的效果受溫度條件的影響較大一方面，低溫條件下濕地植物不能正常生長，無法依靠濕地植物吸收污水中氮磷營養鹽，濕地出水氮磷指標不能達到標準；另一方面，低溫條件下濕地填料和植物根系中微生物數量少、活性低，不能有效去除污水中的污染物。因此在低溫條件下，人工濕地處理農村生活污水時效果較差，無法達到預期目的。
發明內容本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種保溫式農村生活污水人工濕地處理系統，解決了單一人工濕地技術濕地容易堵塞、填料和植物更換費用高的問題，同時保證了北方冬季低溫條件下的正常運行。本實用新型解決其技術問題是采取以下技術方案實現的一種保溫式農村生活污水人工濕地處理系統，包括串聯在一起的預處理部分和人工濕地部分，所述的預處理部分由依次連接的格柵池、調節池、污水提升系統、接觸氧化池和沉淀池構成，人工濕地部分由水平潛流濕地和垂直流濕地串聯構成，其中，接觸氧化池、沉淀池以及人工濕地部分設置在溫室或保溫大棚內。而且，所述的調節池為鋼筋混凝結構，或采用聚乙烯標準罐體，該調節池采用地下埋設并在調節池上面覆1 1. 5m的土層。而且，所述的污水提升系統由兩臺主備機工作方式的不銹鋼潛污泵構成，用于將調節池穩定后的農村生活污水提升至接觸氧化池中。而且，所述的接觸氧化池為鋼筋混凝土結構，或由玻璃鋼制成，該接觸氧化池采用半地下埋設。而且，所述的接觸氧化池池底設置穿孔管并安裝多個與鼓風機連接的曝氣頭。而且，在接觸氧化池內設有填料層，填料上附著生長的生物膜。而且，所述的沉淀池為鋼筋混凝土結構，或由玻璃鋼制成，該沉淀池池采用半地下埋設。而且，所述的水平潛流濕地設有填料層，該填料層為粒徑為30_50mm的碎石，該填料層的厚度為1.0m。而且，所述的垂直流濕地設有三層填料層，該填料層為碎石和粗砂，該填料層總厚度1. 0m，其中底層粒徑16-32mm，厚O. 25m,中間粒徑8_16mm，厚O. 5m,上層粒徑4_8mm，厚
O.25m。而且，所述的格柵池與調節池之間、接觸氧化池與沉淀池以及沉淀池與人工濕地之間通過管道相連接并采用自流方式傳輸。本實用新型的優點和積極效果是1、本實用新型將接觸氧化池和沉淀池以及人工濕地部分建設在溫室或保溫大棚內，保證了室外低溫條件下濕地植物可以在溫室或保溫大棚中正常生長而發揮作用，微生物的活性可以保證，因此在冬季條件下可以正常運行；濕地前采用接觸氧化進行預處理，降低了進入濕地污水的負荷，保證了出水水質，避免了濕地的堵塞，節省了濕地填料的更換費用，降低了成本。2、本實用新型能夠對農村生活污水的C0D&、BOD5, SS、氨氮、TN和TP有較好的去除效果，其去除率分別達到90%、97%、95%、90%、70%和95%以上，處理出水C0D&、BOD5,SS、氨氮、TN 和 TP 的濃度分別小于 50mg/L、10mg/L、10、15mg/L、5mg/L 和 O. 5mg/L,達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)和《城市污水再生利用標準》(GB/T18920/18921-2002)中的生活雜用和景觀用水水質標準。3、本實用新型具有處理效果好、運行成本低、易于維護管理等多方面的優點。經過帶預處理的保溫式組合人工濕地處理，農村生活污水得到凈化，可以減少農村地區的環境污染；凈化后的出水能夠回用于農田灌溉、生活雜用等，可以減少自來水或其他水源的使用，同時溫室中的濕地上可以種植花卉等經濟植物，具有良好社會效益和經濟效益。
圖1是本實用新型的系統連接示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳述。一種保溫式農村生活污水人工濕地處理系統，如圖1所示，包括串聯在一起的預處理部分、人工濕地部分。預處理部分由依次連接的格柵池、調節池、污水提升系統、接觸氧化池和沉淀池構成，農村生活污水通過污水總管經格柵池進入到調節池以穩定水量水質，然后通過污水提升系統經接觸氧化池進入到沉淀池；人工濕地部分由水平潛流濕地和垂直流濕地串聯構成，其中，預處理部分的接觸氧化池和沉淀池以及人工濕地部分設置在溫室或保溫大棚內。下面對系統的各個組成部分分別進行說明調節池用于穩定農村生活污水的水量水質。由于農村生活污水的排放具有間歇性，有時水量大，有時可能斷流，因此通過調節池是將間歇排放到其內部的(水量變化)、污染物濃度(水質變化)的農村生活污水在調節池中進行混合以穩定農村生活污水的水量水質。調節池采用鋼筋混凝土結構，也可以是聚乙烯(PE)材料的標準罐體，并采用地埋式結構以利于保溫，通過在其上面覆I 1. 5m的土層來達到保溫及不影響土地使用功能的目的。當使用標準罐體作為調節池時，應考慮罐體的抗壓強度，在地下水位較高的地區還應采用防罐體上浮措施。
污水提升系統采用兩臺不銹鋼潛污泵通過管道將調節池穩定后的農村生活污水提升至接觸氧化池中，此后污水在后續系統中完全自流，降低了污水處理的運行費用。污水提升系統采用一臺不銹鋼潛污泵做主機，另一臺不銹鋼潛污泵做備機的主備機工作方式，能夠保證系統的穩定工作。接觸氧化池為鋼筋混凝土結構，或由玻璃鋼制成，接觸氧化池采用半地下埋設，并建設在溫室或保溫大棚內以利于保溫。接觸氧化池中內設有填料，填料淹沒在污水中，填料上長有生物膜，污水在與生物膜的接觸過程中，水中的有機物被微生物吸附、氧化分解和轉化為新的生物膜。在接觸氧化池池底設置穿孔管并安裝多個曝氣頭，曝氣頭采用變微孔曝氣器，通過羅茨風機進行鼓風曝氣，以提供微生物所需要的氧氣，在曝氣的作用下生物膜對污水中污染物進行吸附、降解，污水得到凈化，同時生物膜得到增殖，老化的生物膜脫落，從填料上脫落的生物膜，隨水自流到沉淀池被除去。接觸氧化池與沉淀池通過管道相連接，接觸氧化池出水通過管道自流至沉淀池。沉淀池為鋼筋混凝土結構，或由玻璃鋼制成，該沉淀池采用半地下埋設，并建設在溫室或保溫大棚內以利于保溫。接觸氧化池出水通過管道自流到沉淀池后進行沉淀處理，經過重力沉降作用去除污水中老化的生物膜。沉淀池與人工濕地通過管道相連接，沉淀池出水通過管道自流至人工濕地。人工濕地由水平潛流和垂直流濕地串聯組合構成，并建設在溫室或保溫大棚內以利于保溫。其中，水平潛流濕地設有厚度為1. Om的填料層，該填料層為粒徑為30-50mm的碎石；垂直流濕地設有三層填料層，該填料層為碎石和粗砂，填料層總厚度1.0m，其中底層粒徑16-32mm，厚O. 25m，中間粒徑8_16mm，厚O. 5m,上層粒徑4_8臟，厚O. 25m ;通過水平潛流濕地的大小控制投配負荷為O. 2m/d、停留時間為5d，通過垂直流潛流濕地的大小控制投配負荷為O. 5m/d、停留時間為2d，濕地填料中的微生物對污水中殘留的有機污染物進行進一步的降解，同時濕地中種植的水生植物也可以吸收污水中的氮磷污染物。本系統將接觸氧化池、沉淀池、人工濕地建在溫室或保溫大棚內以利于保溫，適用于冬季比較寒冷的地區。溫室或保溫大棚，可以采用普通溫室、二代日光溫室或塑料拱棚等，具體選用何種由建設地的朝向和建設者的經濟情況來選擇。人工濕地中種植水生植物，如蘆葦、菖蒲、水芹等，或者種植水生花卉等觀賞植物以增加效益，人工濕地采用水平潛流和垂直流串聯的組合形式，具有較好的B0D5、C0Dra、SS凈化效果，還可以去除氮、磷等富營養化物質。經過濕地處理后的出水可以達標排放，運行良好的濕地出水還可以作為回用水源使用。需要強調的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實用新型包括并不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本實用新型的技術方案得出的 其他實施方式，同樣屬于本實用新型保護的范圍。
權利要求1.一種保溫式農村生活污水人工濕地處理系統，包括串聯在一起的預處理部分和人工濕地部分，其特征在于所述的預處理部分由依次連接的格柵池、調節池、污水提升系統、接觸氧化池和沉淀池構成，人工濕地部分由水平潛流濕地和垂直流濕地串聯構成，其中，接觸氧化池、沉淀池以及人工濕地部分設置在溫室或保溫大棚內。
2.根據權利要求1所述的一種保溫式農村生活污水人工濕地處理系統，其特征在于所述的調節池為鋼筋混凝結構，或采用聚乙烯標準罐體，該調節池采用地下埋設并在調節池上面覆I 1. 5m的土層。
3.根據權利要求1所述的一種保溫式農村生活污水人工濕地處理系統，其特征在于所述的污水提升系統由兩臺主備機工作方式的不銹鋼潛污泵構成，用于將調節池穩定后的農村生活污水提升至接觸氧化池中。
4.根據權利要求1所述的一種保溫式農村生活污水人工濕地處理系統，其特征在于所述的接觸氧化池為鋼筋混凝土結構，或由玻璃鋼制成，該接觸氧化池采用半地下埋設。
5.根據權利要求4所述的一種保溫式農村生活污水人工濕地處理系統，其特征在于所述的接觸氧化池池底設置穿孔管并安裝多個與鼓風機連接的曝氣頭。
6.根據權利要求4所述的一種保溫式農村生活污水人工濕地處理系統，其特征在于在接觸氧化池內設有填料層，填料上附著生長的生物膜。
7.根據權利要求1所述的一種保溫式農村生活污水人工濕地處理系統，其特征在于所述的沉淀池為鋼筋混凝土結構，或由玻璃鋼制成，該沉淀池池采用半地下埋設。
8.根據權利要求1所述的一種保溫式農村生活污水人工濕地處理系統，其特征在于所述的水平潛流濕地設有填料層，該填料層為粒徑為30-50_的碎石，該填料層的厚度為1.Om0
9.根據權利要求1所述的一種保溫式農村生活污水人工濕地處理系統，其特征在于所述的垂直流濕地設有三層填料層，該填料層總厚度1.0m，其中底層粒徑16-32mm，厚O.25m,中間粒徑8-16mm，厚O. 5m,上層粒徑4_8mm，厚O. 25m。
10.根據權利要求1至9任一項所述的一種保溫式農村生活污水人工濕地處理系統，其特征在于所述的格柵池與調節池之間、接觸氧化池與沉淀池以及沉淀池與人工濕地之間均通過管道相連接并采用自流方式傳輸。
專利摘要本實用新型涉及一種保溫式農村生活污水人工濕地處理系統，包括串聯在一起的預處理部分和人工濕地部分，其主要技術特點是所述的預處理部分由依次連接的格柵池、調節池、污水提升系統、接觸氧化池和沉淀池構成，人工濕地部分由水平潛流濕地和垂直流濕地串聯構成，其中，接觸氧化池、沉淀池以及人工濕地部分設置在溫室或保溫大棚內。本實用新型將接觸氧化池和沉淀池以及人工濕地部分建設在溫室或保溫大棚內，保證了室外低溫條件下濕地植物可以在溫室或保溫大棚中正常生長而發揮作用，保證了冬季條件下的正常運行；采用接觸氧化進行預處理，降低了進入濕地污水的負荷，保證了出水水質，避免了濕地的堵塞，節省了濕地填料的更換費用，降低了成本。
文檔編號C02F3/32GK202898113SQ20122052110
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月12日 優先權日2012年10月12日
發明者張偉玉, 石利軍, 董晉峰 申請人:天津農學院