申请日2016.04.05
公开(公告)日2016.06.15
IPC分类号C02F3/32; C02F3/34
摘要
本发明涉及垂直流人工湿地污水净化系统，有效解决湿地氮磷去除能力低、景观效果差、冬季净污效果差的问题，基质床体一端的进水渠内嵌插有通过基质床体底部、并伸入基质床体另一端的收水渠内的进水管，进水管上沿进水管轴向设置有等间距的布水孔，进水管末端装有置于收水渠内便于控制基质床体内水位的控制阀，基质床体内自上而下竖向铺设有炉渣-活性钙层、沸石层、纤维素碳源的玉米芯层、砾石层，炉渣-活性钙层内沿水平方向布设有收水管，收水管在收水渠内的一端上装有360°旋转的弯头，基质床体与进水渠、收水渠之间设有溢流堰，基质床体上种植有湿地植物，本发明易建造，成本低，使用效果好，提高湿地氮磷去除能力、景观效果和冬季净污效果。
权利要求书
1.一种垂直流人工湿地污水净化系统，包括基质床体、进水渠和收水渠，其特征在于，基质床体(1)一端的进水渠(2)内嵌插有通过基质床体底部、并伸入基质床体另一端的收水渠(15)内的进水管(3)，进水管(3)上沿进水管轴向设置有等间距的布水孔(4)，进水管(3)末端装有置于收水渠(15)内便于控制基质床体内水位的控制阀(5)，防止基质床体(1)堵塞，基质床体(1)内自上而下竖向铺设有炉渣-活性钙层(11)、沸石层(12)、纤维素碳源的玉米芯层(13)、砾石层(14)，炉渣-活性钙层(11)内沿水平方向布设有收水管(6)，收水管(6)上沿长向设有均布的收水孔(7)，收水管(6)在收水渠(15)内的一端上装有360°旋转的弯头(8)，控制阀(5)和弯头(8)用于调节基质床体(1)中水位，基质床体(1)与进水渠(2)、收水渠(15)之间设有溢流堰(10)，基质床体表面的炉渣-活性钙层(11)上种植有供微生物附着及增加景观的湿地植物(9)，外界气温较高时，湿地溢流出水，结合湿地植物(9)湿地表层可形成水域生态景观，外界气温较低时通过调节弯头(8)倾斜度，使基质床体的水位处于不同高度，以适应季节变化。
2.根据权利要求1所述的垂直流人工湿地污水净化系统，其特征在于，所述的炉渣-活性钙层(11)铺设厚度40cm，其中炉渣粒径0.5~1.0cm、活性钙粒径0.5~1.0cm，炉渣与活性钙的体积比5~10︰1。
3.根据权利要求1所述的垂直流人工湿地污水净化系统，其特征在于，所述的沸石层(12)铺设厚度30cm，沸石粒径1.0~2.0cm。
4.根据权利要求1所述的垂直流人工湿地污水净化系统，其特征在于，所述的砾石层(14)铺设厚度70cm，砾石粒径2.0~4.0cm。
5.根据权利要求1所述的垂直流人工湿地污水净化系统，其特征在于，所述的纤维素碳源的玉米芯层(13)玉米芯粒径1.0~2.0cm，与基质床体的体积比5~10︰100，均布在沸石层(12)与砾石层(14)之间，有利于提高湿地系统对氮磷的去除能力。
6.根据权利要求1所述的垂直流人工湿地污水净化系统，其特征在于，所述的基质床体长、宽比为1.5︰1，基质床体深1.7m，进水管下部的基质床体底部铺设有防渗水层(16)，防渗水层(16)是由夯实的20cm厚的素土层(16-3)、1.5mm高密度聚乙烯防渗布层(16-2)和夯实的10cm厚的粘土层(16-1)构成的复合底层。
说明书
一种垂直流人工湿地污水净化系统
技术领域
本发明涉及环保，特别是一种垂直流人工湿地污水净化系统。
背景技术
当前，我国水环境污染问题较为严重，水量少、水质差更是我国中原气候地区面临的严峻问题，水体中氮磷污染物的去除也是污水处理的难题。人工湿地污水处理技术是20世纪70年代兴起的一种污水生态处理技术，其具有投资少、运行费用低、管理方便、无二次污染等优点，近年来已成功用于生活污水、农村点源和面源污染、暴雨径流、以及湖泊富营养化等方面的治理，并取得了显著的成效。但是人工湿地在实际应用过程中也暴露出了很多问题，如易受气候条件和温度的影响，基质易饱和易堵塞，易受植物种类影响，占地面积较大，管理不合理，设计不规范，生态服务功能单一等，这些问题在一定程度上影响了人工湿地对污水的处理效果，缩短了人工湿地的使用寿命，阻碍了人工湿地的推广应用。
人工湿地主要依靠基质、植物、微生物三者的作用实现对污染物的去除，受温度等自然条件的影响较大。在我国南方地区由于常年平均气温较高，较适合湿地植物和微生物的生长，因此人工湿地在南方地区发展较为迅速，污水净化效果也更好;而北部及中原气候地区由于冬季气温低，植物难以生长，微生物活性降低，造成处理效果差，无法正常运行。
目前，国内外虽然在人工湿地的构造、基质组配、布水方式、复氧方式、植物配置、保温措施等方面开展了大量的研究，但是仍有许多待解决问题，如提高水力停留时间、提升净化效果、增加景观效果、保障低温季节处理效果、减小占地面积等。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种垂直流人工湿地污水净化系统，可有效解决湿地氮磷去除能力低、景观效果差、冬季净污效果差的问题。
本发明解决的技术方案是，包括基质床体、进水渠(又称进水设施)和收水渠(又称收水设施)，基质床体一端的进水渠内嵌插有通过基质床体底部、并伸入基质床体另一端的收水渠内的进水管，进水管上沿进水管轴向设置有等间距的布水孔，进水管末端装有置于收水渠内便于控制基质床体内水位的控制阀，防止基质床体堵塞，基质床体内自上而下竖向铺设有炉渣-活性钙层、沸石层、纤维素碳源的玉米芯层、砾石层，炉渣-活性钙层内沿水平方向布设有收水管，收水管在收水渠内的一端上装有360°旋转的弯头，控制阀和弯头用于调节基质床体中水位，基质床体与进水渠、收水渠之间设有溢流堰，基质床体表面的炉渣-活性钙层上种植有供微生物附着及增加景观的湿地植物，外界气温较高时，湿地溢流出水，结合湿地植物湿地表层可形成水域生态景观，外界气温较低时通过调节弯头倾斜度，使基质床体的水位处于不同高度，以适应季节变化。
本发明结构新颖独特，易建造，成本低，使用效果好，有效提高了湿地氮磷去除能力、景观效果和冬季净污效果，经济和社会效益巨大。