申请日2014.03.25
公开(公告)日2014.06.18
IPC分类号C02F3/32
摘要
本发明公开了一种多功能膜曝气人工湿地污水处理系统，包括人工湿地池，在人工湿地池底部有防渗处理层，防渗处理层上方依次铺设卵石垫层、陶粒滤料层和种植土层;在人工湿地池两侧分别设置有配水区和集水区，配水区和集水区与人工湿地池之间由穿孔花墙相连接，可针对污水的进水水质进行变换的多功能人工湿地污水处理。其曝气方式灵活、运行形式灵活、处理效果佳、且节约能源。具备传统人工湿地的功能，又具有曝气型人工湿地的功能，同时可以以膜生物反应工艺、生物接触氧化形式进行多功能的运行。
权利要求书
1.一种多功能膜曝气人工湿地污水处理系统，包括人工湿地池(2)， 其特征在于，在人工湿地池(2)底部有防渗处理层(6)，防渗处理层(6) 上方依次铺设卵石垫层(7)、陶粒滤料层(9)和种植土层(10);在人 工湿地池(2)两侧分别设置有配水区(1)和集水区(3)，配水区(1) 和集水区(3)与人工湿地池(2)之间由穿孔花墙(5)相连接，其中：
所述的配水区(1)中设有用于连接进水泵的进水管(4);进水管(4) 上安装有用于控制流量的第一流量计(17-1);在配水区(1)底部设有 第一放空阀(15-1);
所述的集水区(3)设有第一出水管(16-1)和第二出水管(16-2)， 其中，第一出水管(16-1)为自由出流管，第二出水管(16-2)上有用于 控制流量的第二流量计(17-2);在集水区(3)底部有第二放空阀(15-2);
在卵石垫层(7)上方有曝气管网(8)，该曝气管网(8)包括有两 根曝气主管和数根曝气支管，一根曝气主管位于配水区(1)之外，另一 根曝气主管位于集水区(3)之外;曝气主管沿人工湿地池(2)的卵石垫 层(7)边缘布置，曝气支管并排平铺于卵石垫层(7)内部，各曝气支管 上连接曝气主管端设置有调节阀(12);曝气管网(8)中的两根曝气主 管和数根曝气支管均为穿孔曝气管与曝气的复合管网，曝气膜在两根曝气 主管和数根曝气支管上固定;
在位于配水区(1)之外的曝气主管上设置有主控阀(11)和外部风 机(13)，其中主控阀(11)用以切换曝气方式;在位于集水区(3)之 外的曝气主管上设置有带PLC控制系统的自吸泵(14)，其中，自吸泵(14) 与外部风机(13)为切换状态，即开启自吸泵(14)不能使用外部风机(13)， 开启外部风机(13)不能使用自吸泵(14)。
2.如权利要求1所述的多功能膜曝气人工湿地污水处理系统，其特 征在于，所述的陶粒滤料层(9)中的陶粒滤料直径为3-5mm。
3.如权利要求1所述的多功能膜曝气人工湿地污水处理系统，其特 征在于，所述的防渗层(6)、卵石垫层(7)、陶粒滤料层(9)与种植 土层(10)的高度分别为3cm～5cm、10cm～20cm、30cm～60cm以及15cm～ 20cm，总高度保持在1m以内。
4.如权利要求1所述的多功能膜曝气人工湿地污水处理系统，其特 征在于，所述的自吸泵(14)配有PLC自动控制装置一片，用于控制自吸 泵(14)的启停。
5.如权利要求1所述的多功能膜曝气人工湿地污水处理系统，其特 征在于，所述的穿孔曝气管材质为PVC或PPR;曝气膜材质为PE或PVDF。
6.如权利要求1所述的多功能膜曝气人工湿地污水处理系统，其特 征在于，所述的第二放空阀(15-2)兼作接触氧化工艺的排泥阀。
说明书
一种多功能膜曝气人工湿地污水处理系统
技术领域
本发明属于环境保护领域，具体涉及一种多功能膜曝气人工湿地污水 处理系统。
背景技术
人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水有 控制的投配到经人工建造的湿地上，污水在沿一定方向流动的过程中，主 要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用， 对污水进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还 原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分 吸收及各类动物的作用。
人工湿地处理系统主要用于污水深度处理，具有缓冲容量大、处理效 果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点，非常适合中、小城镇的污 水处理。但也有不足之处：如占地面积过大，氧气供应传质不佳等缺点。 尤其对潜流型人工湿地若无地下曝气装置，则其硝化反应较难进行。
已见公知的曝气型人工湿地(张建等，准潜流曝气人工湿地 [P].CN101708898A;方焰星等。曝气对人工湿地氮去除效果的影响[J].湿 地科学,第9卷第3期，270-276，2011;王磊等.低氧接触氧化/微曝气 人工湿地工艺净化污染河水[J].中国给水排水，第24卷第5期，22-26， 2008)通常的曝气装置主要是穿孔曝气管曝气，具有曝气不均匀、气泡形 状大、易堵塞等不足之处，且功能单一。而在人工湿地中应用膜曝气方式 却鲜有报道。而同时将人工湿地工艺通过改变运行状态使其形成膜生物反 应器工艺则未见报道。
发明内容
针对上述现有技术存在的的传质不均、氧利用率低的缺点，本发明的 目的在于，提供一种曝气方式灵活、运行形式灵活、处理效果佳、节约能源 的多功能膜曝气人工湿地污水处理系统。该系统具备传统人工湿地的功能， 又具有曝气型人工湿地的功能，同时可以以膜生物反应工艺、生物接触氧 化工艺形式进行多功能的运行。可以针对污水的进水水质进行变换处理。
为了实现上述任务，本发明采用如下的技术解决方案：
一种多功能膜曝气人工湿地污水处理系统，包括人工湿地池，其特征 在于，在人工湿地池底部有防渗处理层，防渗处理层上方依次铺设卵石垫 层、陶粒滤料层和种植土层;在人工湿地池两侧分别设置有配水区和集水 区，配水区和集水区与人工湿地池之间由穿孔花墙相连接，其中：
所述的配水区中设有用于连接进水泵的进水管;进水管上安装有用于 控制流量的第一流量计;在配水区底部设有第一放空阀;
所述的集水区设有第一出水管和第二出水管，其中，第一出水管为自 由出流管，第二出水管上有用于控制流量的第二流量计;在集水区底部有 第二放空阀;
在卵石垫层上方有曝气管网，该曝气管网包括有两根曝气主管和数根 曝气支管，一根曝气主管位于配水区之外，另一根曝气主管位于集水区之 外;曝气主管沿人工湿地池的卵石垫层边缘布置，曝气支管并排平铺于卵 石垫层内部，各曝气支管上连接曝气主管端设置有调节阀;曝气管网中的 两根曝气主管和数根曝气支管均为穿孔曝气管与曝气的复合管网，曝气膜 在两根曝气主管和数根曝气支管上固定;
在位于配水区之外的曝气主管上设置有主控阀和外部风机，其中主控 阀用以切换曝气方式;在位于集水区之外的曝气主管上设置有带PLC控制 系统的自吸泵，其中，自吸泵与外部风机为切换状态，即开启自吸泵不能 使用外部风机，开启外部风机不能使用自吸泵。
本发明的多功能膜曝气人工湿地污水处理系统，其创新点在于：
(1)采用膜曝气的方式对人工湿地进行曝气，提高了氧的利用效率， 加强了气体传质性能，提高了硝化反应的效果，节约能源，曝气效率高。
(2)可根据进水的水质情况进行多种方式处理，即可实现多功能、 多工艺运行。例如：当进水水质较差，而出水水质不要求回用时，可采用 生物接触氧化工艺方式对污水进行处理;当进水水质差，而出水水质要求 回用时，可采用膜生物反应器工艺方式处理污水;当进水为微污染原水时， 可采用传统型人工湿地的功能进行污水处理;当进水为高氨氮污水时，可 采用膜曝气型人工湿地的功能进行污水处理。
(3)本发明采用膜曝气方式，可实现无气泡曝气，对湿地植物有益。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
(1)用途较多，实现人工湿地工艺、生物接触氧化工艺以及膜生物 反应器三大工艺的有机结合。
(2)操作简便易行。实现了在一个单体构筑物内的三大污水处理工 艺的快速转换，非常适用于进水水质和出水水质要求不同而设定相应的工 艺。