申请日2018.10.23
公开(公告)日2018.12.21
IPC分类号C02F9/14; C05F15/00; C05F17/02
摘要
本发明公开了一种适用于高海拔低温人工湿地污水净化系统，其包括包括堆肥箱和人工湿地净化系统，穿过堆肥箱进入人工湿地净化系统的送料管;人工湿地净化系统包括净化池和净化池底部中心固定安装的延伸出净化池的养殖池;养殖池四周的净化池内由上至下依次设置有浮板种植层、污水层、炉渣层、砾石层、砂砾层和碳化层;碳化层与养殖池之间连接有进水管道;净化池的四个角处安装有固定桩，相邻两个固定桩的顶部连接有连接横梁;固定桩朝向净化池外的两侧面上开设有滑动槽，四根固定桩和连接横梁形成的立方体的四个侧面上均安装有侧面挡风装置，顶面安装有顶部挡风装置。
权利要求书
1.适用于高海拔低温人工湿地污水净化系统，其特征在于，包括堆肥箱和人工湿地净化系统，所述堆肥箱内盛装有堆肥物料，所述堆肥物料为晒干的水生植物和动物粪便按1：2的比例混合而成;所述堆肥箱在竖直方向迂回设置的送料管一端延伸出堆肥箱与污水暂存池连接，另一端延伸出堆肥箱位于人工湿地净化系统内，未位于堆肥箱内的所述送料管的外表面包裹有海绵层;
所述人工湿地净化系统包括净化池，所述净化池的墙体包括空心砖墙体，所述空心砖墙体的两侧涂抹有水泥涂层，位于净化池内壁的水泥涂层上涂抹有防水涂层;所述净化池底部中心固定安装有延伸出净化池的养殖池，所述养殖池的外表面涂抹有防水涂层，养殖池内填充有砾石层和厚度远小于砾石层的泥土层，所述泥土层内种植有水草;所述泥土层上方的净化水层内养殖有水生底栖动物，净化水层上端的养殖池侧壁上固定安装有一根延伸出净化池的溢流管;
所述养殖池四周的净化池内由上至下依次设置有浮板种植层、污水层、炉渣层、砾石层、砂砾层和碳化层，所述送料管的端部延伸至污水层内;所述养殖池与净化池的墙体上固定安装有米字型的人行通道，所述人行通道上连接有与养殖池同心的圆形通道;所述浮板种植层位于人行通道与圆形通道形成的围合空间内，且相邻围合空间中的浮板种植层中种植的水生植物不相同;所述水生植物为香蒲、狐尾藻、西伯利亚鸢尾和菖蒲;
所述碳化层与所述养殖池内的砾石层之间连接有将碳化层内的水导入养殖池内的进水管道;所述净化池的四个角处安装有固定桩，相邻两个固定桩的顶部连接有连接横梁;所述固定桩朝向净化池外的两侧面上开设有滑动槽，四根固定桩和连接横梁形成的立方体的四个侧面上均安装有侧面挡风装置，顶面安装有顶部挡风装置;
所述侧面挡风装置包括第一活动辊、第一固定辊、两个第一电机和第一透明薄膜，两个第一电机分别固定在相邻两根固定桩顶端开设的凹槽内，第一固定辊的两端分别固定在相邻的两根固定桩的顶端侧面;所述第一电机的动力输出轴的端部设置有一圆形挡板;所述第一活动辊的两端均固定安装有一滚动轮，两个滚动轮分别安装在相邻两根固定桩同一侧面的滑动槽内;每个第一电机的动力输出轴与其下方的第一活动辊的端面分别与同一根长度等于固定桩高度的绳索两端连接，所述第一透明薄膜卷绕在第一活动辊上，且第一透明薄膜的两端分别固定在第一活动辊、第一固定辊上，所述第一透明薄膜的宽度等于第一活动辊上两个固定轮之间的间距;
所述顶部挡风装置包括安装在其中一个固定桩上的第二电机，所述第二电机的动力输出轴上固定安装有延伸至另一根固定桩顶部的丝杆，所述丝杆自由端处的固定桩上固定有一支撑块，所述支撑块上开设有一直径大于丝杆、并用于容纳丝杆末端的安装孔;
所述丝杆上安装的螺母上固定安装有第三电机，所述第三电机的动力输出轴上连接有一根第二活动辊，安装第三电机的固定桩与另一根固定桩上固定安装有与所述第二活动辊平行的第二固定辊;与丝杆平行、且远离丝杆的连接横梁上开设有滑槽，所述第二活动辊远离第三电机的端部固定安装的滚轮位于所述滑槽内;所述第二活动辊上卷绕有长度等于连接横梁长度、且两端分别固定连接在第二固定辊和第二活动辊上的第二透明薄膜;
所述第一电机、第二电机和第三电机均与电源模块和控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的适用于高海拔低温人工湿地污水净化系统，其特征在于，所述堆肥箱的侧壁上固定安装有溢流堰，所述溢流堰的顶端设置有一网孔直径为1mm的网板，所述溢流堰上安装的管道的另一端延伸至净化池的污水层。
3.根据权利要求1所述的适用于高海拔低温人工湿地污水净化系统，其特征在于，所述炉渣层的顶面朝向净化池一侧墙体倾斜，并在炉渣层的顶面安装有支撑框架，所述支撑框架上铺设有不锈钢网布;所述污水层的最低端处的净化池墙体上安装有污泥抽吸管，所述污泥抽吸管与泥浆泵连接，所述泥浆泵与电源模块和控制模块连接。
4.根据权利要求3所述的适用于高海拔低温人工湿地污水净化系统，其特征在于，还包括通过一根长度大于固定桩高度的支撑杆，所述支撑杆的顶端安装有太阳能电池板和路灯，所述太阳能电池板与电源模块连接，所述电源模块与蓄电池连接，其电源模块为充电电池。
5.根据权利要求1所述的适用于高海拔低温人工湿地污水净化系统，其特征在于，至少一个侧面挡风装置的第一透明薄膜上开设有弧形门洞，所述弧形门洞上通过拉链连接有一门帘。
6.根据权利要求5所述的适用于高海拔低温人工湿地污水净化系统，其特征在于，还包括多个设置在净化池上方、用于采用空气中温度的温度传感器，所述温度传感器与控制模块连接;
当80%的温度传感器采集的温度低于预设阈值时，则启动所有侧面挡风装置的第一电机及顶部挡风装置的第三电机和第二电机正转，当侧面挡风装置和顶部挡风装置形成一将净化池罩设在其内的密封空间后，关闭第一电机、第二电机和第三电机;
当80%的温度传感器采集的温度高于预设阈值时，则开启一个门帘通风;
当80%的温度传感器采集的温度高于预设温度时，则开启第一电机、第三电机和第二电机反转，直至侧面挡风装置的第一透明薄膜和顶部挡风装置的第二透明薄膜被完全收卷;其中预设温度大于预设阈值。
7.根据权利要求1所述的适用于高海拔低温人工湿地污水净化系统，其特征在于，所述连接横梁上连接有若干拉绳，所述拉绳的自由端与位于人工湿地净化系统外的地面连接，所述拉绳上设置有若干彩旗。
说明书
适用于高海拔低温人工湿地污水净化系统
技术领域
本发明涉及污水处理系统，具体涉及一种适用于高海拔低温人工湿地污水净化系统。
背景技术
人工湿地水质净化技术是一种新型的生态污水净化处理技术，它具有污水处理效果好、氮磷去除率高、投资运行维护费用低等优点，已被广泛的应用到生活和养殖业污水处理、矿山石油开采废水处理和农业面源的水质净化等领域。人工湿地水质净化技术的原理为污水中的污染物质(氮、磷、重金属和有毒有害有机物)可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢过程而被分解去除，从而使水质得到净化，也就是说，人工湿地是利用基质、植物和水体中所发生的物理、化学和生物反应来共同实现水质净化。
温度是制约人工湿地净化效率的关键因素，对于海拔稍高的地区，其温度相对其他地区会稍低，湿地植物将生长缓慢，同时，环境微生物也代谢缓慢，甚至代谢中止，从而导致人工湿地净化效率低下。多项研究结果发现，人工湿地水温低于10℃时，湿地的净化效率出现明显降低。硝化速率在水温10℃时受到抑制，4℃以下则趋于停止。
而现有技术中出现的湿地净化系统主要针对低海拔地区，由于高海拔地区温度相对较低，将现有的湿地净化系统应用在高海拔时处理效率非常低。
发明内容
针对现有技术上的上述不足，本发明提供的适用于高海拔低温人工湿地污水净化系统可以在气温低时将人工湿地净化系统罩设于一密封空腔内。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
提供一种适用于高海拔低温人工湿地污水净化系统，其包括堆肥箱和人工湿地净化系统，堆肥箱内盛装有堆肥物料，堆肥物料为晒干的水生植物和动物粪便按1：2的比例混合而成;堆肥箱在竖直方向迂回设置的送料管一端延伸出堆肥箱与污水暂存池连接，另一端延伸出堆肥箱位于人工湿地净化系统内，未位于堆肥箱内的送料管的外表面包裹有海绵层;
人工湿地净化系统包括净化池，净化池的墙体包括空心砖墙体，空心砖墙体的两侧涂抹有水泥涂层，位于净化池内壁的水泥涂层上涂抹有防水涂层;净化池底部中心固定安装有延伸出净化池的养殖池，养殖池的外表面涂抹有防水涂层，养殖池内填充有砾石层和厚度远小于砾石层的泥土层，泥土层内种植有水草;泥土层上方的净化水层内养殖有水生底栖动物，净化水层上端的养殖池侧壁上固定安装有一根延伸出净化池的溢流管;
养殖池四周的净化池内由上至下依次设置有浮板种植层、污水层、炉渣层、砾石层、砂砾层和碳化层，送料管的端部延伸至污水层内;养殖池与净化池的墙体上固定安装有米字型的人行通道，人行通道上连接有与养殖池同心的圆形通道;浮板种植层位于人行通道与圆形通道形成的围合空间内，且相邻围合空间中的浮板种植层中种植的水生植物不相同;水生植物为香蒲、狐尾藻、西伯利亚鸢尾和菖蒲;
碳化层与养殖池内的砾石层之间连接有将碳化层内的水导入养殖池内的进水管道;净化池的四个角处安装有固定桩，相邻两个固定桩的顶部连接有连接横梁;固定桩朝向净化池外的两侧面上开设有滑动槽，四根固定桩和连接横梁形成的立方体的四个侧面上均安装有侧面挡风装置，顶面安装有顶部挡风装置;
侧面挡风装置包括第一活动辊、第一固定辊、两个第一电机和第一透明薄膜，两个第一电机分别固定在相邻两根固定桩顶端开设的凹槽内，第一固定辊的两端分别固定在相邻的两根固定桩的顶端侧面;第一电机的动力输出轴的端部设置有一圆形挡板;第一活动辊的两端均固定安装有一滚动轮，两个滚动轮分别安装在相邻两根固定桩同一侧面的滑动槽内;每个第一电机的动力输出轴与其下方的第一活动辊的端面分别与同一根长度等于固定桩高度的绳索两端连接，第一透明薄膜卷绕在第一活动辊上，且第一透明薄膜的两端分别固定在第一活动辊、第一固定辊上，第一透明薄膜的宽度等于第一活动辊上两个固定轮之间的间距;
顶部挡风装置包括安装在其中一个固定桩上的第二电机，第二电机的动力输出轴上固定安装有延伸至另一根固定桩顶部的丝杆，丝杆自由端处的固定桩上固定有一支撑块，支撑块上开设有一直径大于丝杆、并用于容纳丝杆末端的安装孔;
丝杆上安装的螺母上固定安装有第三电机，第三电机的动力输出轴上连接有一根第二活动辊，安装第三电机的固定桩与另一根固定桩上固定安装有与第二活动辊平行的第二固定辊;与丝杆平行、且远离丝杆的连接横梁上开设有滑槽，第二活动辊远离第三电机的端部固定安装的滚轮位于滑槽内;第二活动辊上卷绕有长度等于连接横梁长度、且两端分别固定连接在第二固定辊和第二活动辊上的第二透明薄膜;
第一电机、第二电机和第三电机均与电源模块和控制模块连接。
进一步地，堆肥箱的侧壁上固定安装有溢流堰，溢流堰的顶端设置有一网孔直径为1mm的网板，溢流堰上安装的管道的另一端延伸至净化池的污水层。
进一步地，炉渣层的顶面朝向净化池一侧墙体倾斜，并在炉渣层的顶面安装有支撑框架，支撑框架上铺设有不锈钢网布;污水层的最低端处的净化池墙体上安装有污泥抽吸管，污泥抽吸管与泥浆泵连接，泥浆泵与电源模块和控制模块连接。
进一步地，适用于高海拔低温人工湿地污水净化系统还包括通过一根长度大于固定桩高度的支撑杆，支撑杆的顶端安装有太阳能电池板和路灯，太阳能电池板与电源模块连接，电源模块与蓄电池连接，其电源模块为充电电池。
进一步地，至少一个侧面挡风装置的第一透明薄膜上开设有弧形门洞，弧形门洞上通过拉链连接有一门帘。
进一步地，适用于高海拔低温人工湿地污水净化系统还包括多个设置在净化池上方、用于采用空气中温度的温度传感器，温度传感器与控制模块连接;
当80%的温度传感器采集的温度低于预设阈值时，则启动所有侧面挡风装置的第一电机及顶部挡风装置的第三电机和第二电机正转，当侧面挡风装置和顶部挡风装置形成一将净化池罩设在其内的密封空间后，关闭第一电机、第二电机和第三电机;
当80%的温度传感器采集的温度高于预设阈值时，则开启一个门帘通风;
当80%的温度传感器采集的温度高于预设温度时，则开启第一电机、第三电机和第二电机反转，直至侧面挡风装置的第一透明薄膜和顶部挡风装置的第二透明薄膜被完全收卷;其中预设温度大于预设阈值。
进一步地，连接横梁上连接有若干拉绳，拉绳的自由端与位于人工湿地净化系统外的地面连接，拉绳上设置有若干彩旗。
本发明的有益效果为：堆肥箱在堆肥过程中会产生大量的热量，进入人工湿地净化系统的污水在经过堆肥箱时，可以对污水进行初步加热，使得进入净化池的水会存在一定的温度，这样可以提高水生植物和净化池中微生物的代谢，从而提高污水的净化效率。
当净化池所在地区温度较低时，通过控制模块启动侧面挡风装置和顶部挡风装置形成一将净化池罩设在其内的密封空间，这样在不受外界气温影响的情况下，可以使密封空间内的温度大于外界温度，再加上进入的污水已被预加热，这样可以保证人工湿地净化系统内的温度高于外界温度，以保证水生植物和微生物的正常生长。