申请日2017.06.21
公开(公告)日2017.08.22
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明属于环境工程领域，特别是指一种用于污水处理的人工湿地装置及其使用方法。本发明采用如下技术方案：一种用于污水处理的人工湿地装置，其特征是：包括有处理人工湿地单元和终端强化除磷人工湿地单元，其中处理人工湿地单元至少有三级，最后一级处理人工湿地单元的出水管与终端强化除磷人工湿地单元的进水区贯通设置，本发明方法的技术方案是：污水依次通过进入处理人工湿地单元，最后一级处理人工湿地单元的出水管排水给终端强化除磷人工湿地单元的进水区，污水在强化除磷人工湿地单元中的停留时间为4‑12h，最后经终端强化除磷人工湿地单元内放置系统总出水管排出。采用上述方案，本发明提出了一种无剩余污泥产生，装置运行过程中不会产生剩余污泥，日常维护简单处理效果好的新型用于污水处理的人工湿地装置及其使用方法。
权利要求书
1.一种用于污水处理的人工湿地装置，其特征是：包括有处理人工湿地单元和终端强化除磷人工湿地单元，其中处理人工湿地单元至少有三级，所述处理人工湿地单元包括有隔板、人工湿地填料、水力风机、进水区、曝气管、出水泵、低液位感应器、出水区、进气管、溢流管、高液位感应器和出水管，所述隔板设置在人工湿地填料的前后两侧，且与人工湿地填料的前后两侧之间均隔开设置，人工湿地填料前侧与隔板之间的空间构成进水区，人工湿地填料后侧与隔板之间的空间构成出水区，所述曝气管的端部位于人工湿地填料的底部，出水泵上连接出水管，最前端的处理人工湿地单元为一级处理人工湿地单元，一级处理人工湿地单元的出水管与下一级处理人工湿地单元的进水区贯通设置，最后一级处理人工湿地单元的出水管与终端强化除磷人工湿地单元的进水区贯通设置，所述终端强化除磷人工湿地单元包括有人工湿地填料、水力风机、进水区、曝气管、进气管和系统总出水管，其中终端强化除磷人工湿地单元的曝气管设置在终端强化除磷人工湿地单元的人工湿地填料的底部，系统总出水管设置在终端强化除磷人工湿地单元的人工湿地填料的中部。
2.根据权利要求1所述的用于污水处理的人工湿地装置，其特征是：所述一级处理人工湿地单元后的处理人工湿地单元的出水泵后还连接有回流管，该回流管的出口部位于上一级处理人工湿地单元的人工湿地填料的顶部。
3.根据权利要求1或2所述的用于污水处理的人工湿地装置，其特征是：所述处理人工湿地单元的水力风机位于进水区上，水力风机连接曝气管和进气管，水力风机运转实现空气由进气管进入曝气管，所述低液位感应器和高液位感应器设置在出水区，低液位感应器和高液位感应器分别控制出水泵，隔板把各处理人工湿地单元隔开设置，所述前一级处理人工湿地单元出水管的出口位于下一级处理人工湿地单元进水区的水力风机上方，从而可实现污水流动推动水力风机运转。
4.根据权利要求1或2所述的用于污水处理的人工湿地装置，其特征是：单个处理人工湿地单元的有效排水体积指该处理人工湿地单元内所排放的高液位感应器和低液位感应器之间的蓄水量，单个处理人工湿地单元的有效排水体积是该级处理人工湿地单元总蓄水体积的70%-100%，一级处理人工湿地单元之后的单个处理人工湿地单元的有效排水体积是上一级处理人工湿地单元有效排水体积的2.1-2.3倍，一级处理人工湿地单元之后的单个处理人工湿地单元的出水泵的排水流量设定为上一级处理人工湿地单元的出水泵流量的2-3倍，回流管的回流量设定为与上一级处理人工湿地单元出水管的排水流量一致且出水管的排水量为上一级处理人工湿地单元出水泵流量的1-2倍。
5.根据权利要求1或2所述的用于污水处理的人工湿地装置，其特征是：所述的处理人工湿地单元的人工湿地填料为沸石、页岩、砾石、陶粒或砖头中的一种或几种，一级处理人工湿地单元内的人工湿地填料的粒径为5-8 cm，一级处理人工湿地单元后的处理人工湿地单元的人工湿地填料的粒径为3-5 cm，再之后的处理人工湿地单元的人工湿地填料的粒径为1-3cm，终端强化除磷人工湿地单元内所放置的人工湿地填料为石灰石、贝壳、珊瑚石、页岩陶粒或水化硅酸钙中的一种或几种，其粒径为1-3 cm，处理人工湿地单元和终端强化除磷人工湿地单元的表面种植植物。
6.根据权利要求1所述的用于污水处理的人工湿地装置的使用方法，其特征是：污水首先通过进入一级处理人工湿地单元的进水区，进水区有效宽度为30-50cm，长度与一级处理人工湿地单元的宽度一致，然后污水进入一级处理人工湿地单元的人工湿地填料区，污水进入时带动水力风机运行，水力风机连接曝气管和进气管，空气由进气管进入然后从曝气管排出，对人工湿地填料区充氧的作用，污水经过人工湿地填料区后进入出水区，在出水区中设置出水泵、出水管、低液位感应器和高液位感应器，当一级处理人工湿地单元中的液位达到高液位感应器时启动出水泵排水，当达到低液位感应器时候关闭出水泵，一级处理人工湿地单元与下级人工湿地单元通过隔板隔离保持相互独立，一级处理人工湿地单元的出水管与出水泵相连并穿过隔板，出口在处理人工湿地单元的进水区，一级处理人工湿地单元的出水由出水泵排入下级人工湿地单元的进水区，一级处理人工湿地单元后的处理人工湿地单元依次按照上述方式工作，然后最后一级处理人工湿地单元的出水管排水给终端强化除磷人工湿地单元的进水区，污水在强化除磷人工湿地单元中的停留时间为4-12h，最后经终端强化除磷人工湿地单元内放置系统总出水管排出。
7.根据权利要求6所述的用于污水处理的人工湿地装置的使用方法，其特征是：所述一级处理人工湿地单元后的处理人工湿地单元的出水泵后还连接有回流管，该回流管的出口部位于上一级处理人工湿地单元的人工湿地填料的顶部，污水通过回流管同时流向上一级处理人工湿地单元的人工湿地填料的顶部，所述终端强化除磷人工湿地单元进水区的污水进入时带动终端强化除磷人工湿地单元的水力风机运行，水力风机连接曝气管和进气管，空气由进气管进入然后从曝气管排出，对终端强化除磷人工湿地单元的人工湿地填料区充氧的作用。
说明书
一种用于污水处理的人工湿地装置及其使用方法
技术领域
本发明属于环境工程领域，特别是指一种用于污水处理的人工湿地装置及其使用方法。
背景技术
目前我国应用的人工湿地大多分为表面流湿地和潜流湿地两类，上述类型人工湿地普遍存在占地面积大、容易堵塞等问题，因而，如何改进人工湿地结构，提高其复氧效果促进其处理效率，成为人们广泛关注的问题。目前，改进人工湿地复氧效率的常用方法往往是通过设置电力曝气机得以实现，这种方法耗电耗能且投入较大，因而需要开发新型的人工湿地处理工艺。
发明内容
本发明针对现有人工湿地工艺复氧能力的不足，提出了一种无剩余污泥产生。装置运行过程中不会产生剩余污泥，日常维护简单处理效果好的新型用于污水处理的人工湿地装置及其使用方法。
实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于污水处理的人工湿地装置，其特征是：包括有处理人工湿地单元和终端强化除磷人工湿地单元，其中处理人工湿地单元至少有三级，所述处理人工湿地单元包括有隔板、人工湿地填料、水力风机、进水区、曝气管、出水泵、低液位感应器、出水区、进气管、溢流管、高液位感应器和出水管，所述隔板设置在人工湿地填料的前后两侧，且与人工湿地填料的前后两侧之间均隔开设置，人工湿地填料前侧与隔板之间的空间构成进水区，人工湿地填料后侧与隔板之间的空间构成出水区，所述曝气管的端部位于人工湿地填料的底部，出水泵上连接出水管，最前端的处理人工湿地单元为一级处理人工湿地单元，一级处理人工湿地单元的出水管与下一级处理人工湿地单元的进水区贯通设置，最后一级处理人工湿地单元的出水管与终端强化除磷人工湿地单元的进水区贯通设置，所述终端强化除磷人工湿地单元包括有人工湿地填料、水力风机、进水区、曝气管、进气管和系统总出水管，其中终端强化除磷人工湿地单元的曝气管设置在终端强化除磷人工湿地单元的人工湿地填料的底部，系统总出水管设置在终端强化除磷人工湿地单元的人工湿地填料的中部。
本发明进一步设置是：所述一级处理人工湿地单元后的处理人工湿地单元的出水泵后还连接有回流管，该回流管的出口部位于上一级处理人工湿地单元的人工湿地填料的顶部。
本发明再进一步设置是：所述处理人工湿地单元的水力风机位于进水区上，水力风机连接曝气管和进气管，水力风机运转实现空气由进气管进入曝气管，所述低液位感应器和高液位感应器设置在出水区，低液位感应器和高液位感应器分别控制出水泵，隔板把各处理人工湿地单元隔开设置，所述前一级处理人工湿地单元出水管的出口位于下一级处理人工湿地单元进水区的水力风机上方，从而可实现污水流动推动水力风机运转。
本发明再进一步设置是：单个处理人工湿地单元的有效排水体积指该处理人工湿地单元内所排放的高液位感应器和低液位感应器之间的蓄水量，单个处理人工湿地单元的有效排水体积是该级处理人工湿地单元总蓄水体积的70%-100%，一级处理人工湿地单元之后的单个处理人工湿地单元的有效排水体积是上一级处理人工湿地单元有效排水体积的2.1-2.3倍，一级处理人工湿地单元之后的单个处理人工湿地单元的出水泵的排水流量设定为上一级处理人工湿地单元的出水泵流量的2-3倍，回流管的回流量设定为与上一级处理人工湿地单元出水管的排水流量一致且出水管的排水量为上一级处理人工湿地单元出水泵流量的1-2倍。
本发明再进一步设置是：所述的处理人工湿地单元的人工湿地填料为沸石、页岩、砾石、陶粒或砖头中的一种或几种，一级处理人工湿地单元内的人工湿地填料的粒径为5-8cm，一级处理人工湿地单元后的处理人工湿地单元的人工湿地填料的粒径为3-5 cm，再之后的处理人工湿地单元的人工湿地填料的粒径为1-3cm，终端强化除磷人工湿地单元内所放置的人工湿地填料为石灰石、贝壳、珊瑚石、页岩陶粒或水化硅酸钙中的一种或几种，其粒径为1-3 cm，处理人工湿地单元和终端强化除磷人工湿地单元的表面种植植物。
本发明使用方法的技术方案是：污水首先通过进入一级处理人工湿地单元的进水区，进水区有效宽度为30-50cm，长度与一级处理人工湿地单元的宽度一致，然后污水进入一级处理人工湿地单元的人工湿地填料区，污水进入时带动水力风机运行，水力风机连接曝气管和进气管，空气由进气管进入然后从曝气管排出，对人工湿地填料区充氧的作用，污水经过人工湿地填料区后进入出水区，在出水区中设置出水泵、出水管、低液位感应器和高液位感应器，当一级处理人工湿地单元中的液位达到高液位感应器时启动出水泵排水，当达到低液位感应器时候关闭出水泵，一级处理人工湿地单元与下级人工湿地单元通过隔板隔离保持相互独立，一级处理人工湿地单元的出水管与出水泵相连并穿过隔板，出口在处理人工湿地单元的进水区，一级处理人工湿地单元的出水由出水泵排入下级人工湿地单元的进水区，一级处理人工湿地单元后的处理人工湿地单元依次按照上述方式工作，然后最后一级处理人工湿地单元的出水管排水给终端强化除磷人工湿地单元的进水区，污水在强化除磷人工湿地单元中的停留时间为4-12h，最后经终端强化除磷人工湿地单元内放置系统总出水管排出。
本发明使用方法进一步技术方案是：所述一级处理人工湿地单元后的处理人工湿地单元的出水泵后还连接有回流管，该回流管的出口部位于上一级处理人工湿地单元的人工湿地填料的顶部，污水通过回流管同时流向上一级处理人工湿地单元的人工湿地填料的顶部，所述终端强化除磷人工湿地单元进水区的污水进入时带动终端强化除磷人工湿地单元的水力风机运行，水力风机连接曝气管和进气管，空气由进气管进入然后从曝气管排出，对终端强化除磷人工湿地单元的人工湿地填料区充氧的作用。
本发明装置和方法的优点在于：
1.装置运行简单、维护方便。系统主体机械设备仅为几台出水泵，没有额外的动力设备，使用方法简单。
2.运行成本低。系统仅有几台设备，因而所需电费较省，运行成本低。
3.处理效果好，通过无动力水力曝气设备的充氧作用，及人工湿地干湿交替运行时自然复氧的控制方式，可以使得装置具有良好的充氧能力，大大促进装置的运行效能，出水水质较好。
4.景观效果好，人工湿地装置表面种植景观植物，外观效果较好。
5.无剩余污泥产生。装置运行过程中不会产生剩余污泥，日常维护简单。