申请日2008.09.11
公开(公告)日2009.07.15
IPC分类号C02F3/32; C02F3/34
摘要
一种间歇式无动力垂直流型人工湿地处理污水系统，属于环保领域。间歇式无动力垂直流型人工湿地处理污水系统由沉淀池1、虹吸式间歇进水调节池2、垂直流型人工湿地3、集水池4组成。污水首先进入沉淀池进行预处理，然后进入虹吸式间歇进水调节池，在虹吸控制方式下按照一定的时间间隔间歇流入垂直流型人工湿地进行处理，出水收集在集水池中，以达到各种实用目的。在此系统中，虹吸式间歇进水调节池有两种形式可供选择，即虹吸式间歇进水调节池I和虹吸式间歇进水调节池II。采用虹吸式间歇进水控制方式替代常规的泵提升间歇进水控制方式，可以解决垂直流型人工湿地在广大农村和城镇推广过程中面临的电耗成本高、供电无法保证、水泵维护管理复杂等问题。
权利要求书
1.一种间歇式无动力垂直流型人工湿地处理污水系统，其特征是由沉淀 池(1)、虹吸式间歇进水调节池(2)、垂直流型人工湿地(3)、集水池(4) 组成;各构筑物的位置高差依次降低，水首先进入沉淀池进行预处理，然后进入 虹吸式间歇进水调节池，在虹吸控制方式下按照设定的时间间隔间歇流入垂直流 型人工湿地进行处理。
2.如权利要求1所述一种间歇式无动力垂直流型人工湿地处理污水系统， 其特征是沉淀池(1)出水通过溢流方式在重力的作用下进入虹吸式间歇进水调 节池(2);虹吸式间歇进水调节池(2)分为两个隔间，即虹吸隔间(5)及出 水隔间(6);虹吸隔间(5)用于接收来自沉淀池(1)的出水，是虹吸式间歇 进水调节池(2)的主体部分，虹吸作用发生在此隔间;出水隔间(6)用于暂 存虹吸隔间的出水，在出水进入下一单元的垂直流型人工湿地(3)的过程中， 发挥着缓冲作用，以利于流量的控制;虹吸式间歇进水调节池(2)为圆柱形或 者是长方体形，顶部无盖或者加盖;调节池(2)出水经过垂直流型人工湿地处 理后收集在集水池中。
3.如权利要求1或2所述一种间歇式无动力垂直流型人工湿地处理污水系 统，其特征是虹吸式间歇进水调节池(2)由虹吸隔间(5)、出水隔间(6)、 倒U形管(7)组成;倒U形管(7)的顶部距池底的高度根据进水流量及间歇 运行时间来确定;倒U形管(7)的两段直管的长短不同，虹吸隔间(5)内的 直管长度短于出水隔间(6)内的直管长度;当虹吸隔间(5)内的水位高于倒U 形管(7)的顶部时，虹吸作用发生，水开始从虹吸隔间(5)流出，直至水位降 至倒U形管(7)的短直管管口以下时停止。
4.如权利要求1或2所述一种间歇式无动力垂直流型人工湿地处理污水系 统，其特征是虹吸式间歇进水调节池(2)由虹吸隔间(5)、出水隔间(6)、L 形管(8)、套间(9)、支架(10)组成;L形管(8)外有一个套间(9)，顶 封无底，为柱形或者是长方体形，由支架(10)将套间(9)固定在虹吸隔间(5) 的墙体或者底部地面，支架(10)不封堵水的上下流通;套间(9)的材质为PVC、 PE或有机玻璃。
说明书
一种间歇式无动力垂直流型人工湿地处理污水系统
技术领域：
本实用新型属于环保领域，涉及一种间歇式无动力垂直流型人工湿地处理污 水系统，适用于土地条件比较宽裕的广大农村和城镇的分散式污水处理，具有投 资少、运行费用低和维护简单的特点。
背景技术：
人工湿地是指通过模拟天然湿地的结构与功能，选择一定的地理位置与地 形，根据人们的需要人为设计与建造的湿地。人工湿地有多种用途，可以用于实 现生产、生活、防灾及污水处理等目的。利用人工湿地处理污水是20世纪70 年代发展起来的一种生态工程技术。人工湿地处理污水系统通过填料、水生植物 和微生物的协同作用对污水进行净化，具有投资少、运行成本低、维护管理简单 等优点。该系统有广泛的应用领域，既可以处理生活污水，也可以用于生活污水 和工业废水的深度处理，并且在景观水体补水净化、景观水体本身循环净化、雨 洪污水处理和面源污染控制等方面有很好的应用前景。人工湿地占地面积较大， 应用于土地条件宽裕的农村和城镇的分散式污水处理有很好的推广前景。
在人工湿地处理污水系统中，人工湿地根据水流的特点可以分为：表面流型 人工湿地、水平潜流型人工湿地、垂直流型人工湿地、复合垂直流型人工湿地。 其中，垂直流型人工湿地以其处理效率高、脱氮效果好、不易发生短流、无恶臭、 不滋生蚊蝇等特点近年来逐渐得到人们的青睐。垂直流型人工湿地的污水流向是 从池体顶部通过填料垂直流向池体底部，通过湿地系统的物理、化学和生物过程 的共同作用，实现污水净化目的。垂直流型人工湿地采用间歇进水运行方式，可 以增强充氧能力，提高湿地的处理效率。目前，垂直流型人工湿地一般采用泵提 升设备进行间歇进水控制。这种控制方式在城市推广的难度不大，但是在广大农 村和城镇，存在能源短缺、供电系统不完善、技术力量相对缺乏等问题，因而这 种控制方式在推广过程中会面临电耗成本高、供电无法保证、水泵维护管理复杂 等障碍。因此，倘若能够找到一种可替代的无动力间歇进水控制方式，势必有很 大的应用前景。
发明内容：
本发明的目的是为了解决垂直流型人工湿地在广大农村和城镇分散式污水 处理推广过程中面临的电耗成本高、供电无法保证、水泵维护管理复杂等问题， 采用虹吸式间歇进水控制方式替代常规的泵提升间歇进水控制方式，构建出一种 间歇式无动力垂直流型人工湿地处理污水系统。
一种间歇式无动力垂直流型人工湿地处理污水系统，由沉淀池、虹吸式间歇 进水调节池、垂直流型人工湿地、集水池组成(参见图1)。污水首先进入沉淀 池进行预处理，然后进入虹吸式间歇进水调节池，在虹吸控制方式下按照设定的 时间间隔间歇流入垂直流型人工湿地进行处理。
沉淀池出水通过溢流方式在重力的作用下进入虹吸式间歇进水调节池。虹吸 式间歇进水调节池分为两个隔间，即虹吸隔间及出水隔间。虹吸隔间用于接收来 自沉淀池的出水，是虹吸式间歇进水调节池的主体部分，虹吸作用发生在此隔间。 出水隔间用于暂存虹吸隔间的出水，在出水进入下一单元的垂直流型人工湿地 的过程中，发挥着缓冲作用，以利于流量的控制。虹吸式间歇进水调节池可以是 圆柱形，也可以是长方体形，顶部无盖(也可加盖)。调节池出水经过垂直流型 人工湿地处理后收集在集水池中，可以达到各种实用目的。
在间歇式无动力垂直流型人工湿地处理污水系统中，各构筑物的位置高差依 次降低，以保证污水在重力的作用下实现整个流程的稳定运行，各构筑物的布置 可以根据当地地形进行灵活设计。
本发明设计的虹吸式间歇进水调节池有两种形式，即虹吸式间歇进水调节池 I(如图2所示)和虹吸式间歇进水调节池II(如图3所示)，两种虹吸装置原 理相同，只是形式有所变化。
虹吸式间歇进水调节池I包括虹吸隔间、出水隔间、倒U形管。倒U形管 的顶部距池底的高度根据进水流量及间歇运行时间来确定。倒U形管的两段直 管的长短不同，虹吸隔间内的直管长度短于出水隔间内的直管长度。当虹吸隔间 内的水位高于倒U形管的顶部时，虹吸作用发生，水开始从虹吸隔间流出，直 至水位降至倒U形管的短直管管口以下时停止。
虹吸式间歇进水调节池II包括虹吸隔间、出水隔间、L形管、套间、支架。 L形管外有一个套间，顶封无底，可以是柱形，也可以是长方体形，有若干支架 将其固定在虹吸隔间的墙体或者底部地面，支架不封堵水的上下流通。套间的材 质要求既轻又结实(例如PVC、PE或有机玻璃等)，便于安装及取出，以利于 进行故障检查。套间顶部距池底的高度以及L形管在套间内的长度根据进水流 量及间歇运行时间来确定。当虹吸隔间内的水位高于L形管的顶部时，虹吸作 用发生，水开始从虹吸隔间流出，直至水位降至套间的底部以下时停止。
本实用新型采用虹吸式间歇进水控制方式，比常规的泵提升间歇进水控制方 式节约能耗、维护管理简易，解决了垂直流型人工湿地在广大农村和城镇污水分 散处理推广过程中存在的问题。另外，构建的间歇式无动力垂直流型人工湿地处 理污水系统污水处理效果好，出水可根据当地需求回用。