公布日：2023.03.14
申请日：2022.12.02
分类号：C02F3/32(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明提供了一种适用于生活污水处理的后生态人工湿地系统，解决了现有系统的过滤结构容易堵塞的技术问题。该系统包括位于植物种植层下方并自上而下设置的粗石层、滤料层、过滤层和集水层，其特征在于：该系统还包括曝气装置，所述曝气装置的曝气管分布于滤料层的底部。曝气装置的曝气管分布于滤料层下方，一方面，用于为滤料层及粗石层提供氧气补充，另一方，通过曝气保持滤料之间间隙的通透，有效降低、迟缓湿地堵塞情况的发生。
权利要求书
1.一种适用于生活污水处理的后生态人工湿地系统，包括位于植物种植层下方并自上而下设置的粗石层、滤料层、过滤层和集水层，其特征在于：该系统还包括曝气装置，所述曝气装置的曝气管分布于滤料层的底部。
2.如权利要求1所述的一种适用于生活污水处理的后生态人工湿地系统，其特征在于：所述粗石层、滤料层、过滤层置于由封板围合形成的过滤型腔内，所述粗石层、滤料层和过滤层下方分别设置有第一隔板、第二隔板和第三隔板，所述有第一隔板、第二隔板和第三隔板均分布有过水孔，所述系统还包括滤料翻动装置，所述翻动装置设置于粗石层、滤料层下方，所述滤料翻动装置包括气囊和供气单元，所述气囊设置有多个并且呈矩阵分布，所述第一隔板、第二隔板均包括托板和连接板，所述托板与气囊一一对应并安装于气囊上端，所述托板周向与封板之间以及与相邻托板之间分别通过连接板相连，所述连接板为波纹状并具有弹性，所述供气单元分别通过支路与各个气囊连接，所述各个支路上安装有阀门。
3.如权利要求2所述的一种适用于生活污水处理的后生态人工湿地系统，其特征在于：所述托板、连接板设置有自上而下贯穿的过水孔，所述托板的下端面设有均匀并间隔分布的导流槽，所述过水孔与过水孔连通。
4.如权利要求3所述的一种适用于生活污水处理的后生态人工湿地系统，其特征在于：所述冲洗单元的冲洗管呈波浪状弯曲设置于各个托板上，所述冲洗管端部与托板固定连接，所述冲洗管位于各个托板上方的、弯曲的拐点处均通过拉簧与托板弹性连接。
5.如权利要求1所述的一种适用于生活污水处理的后生态人工湿地系统，其特征在于：所述植物种植层包含用于固定植物生长的砂石及用于水净化的水生/半水生植物。
6.如权利要求5所述的一种适用于生活污水处理的后生态人工湿地系统，其特征在于：植物种植层所采用砂石为含有机质的砂石，砂石粒径为0.1cm-0.2cm。
7.如权利要求5所述的一种适用于生活污水处理的后生态人工湿地系统，其特征在于：所述植物种植层选用常绿水生鸢尾作为种植植物，种植密度优选为20-25株/平方米；或者常绿水生鸢尾与其他水生植物混栽；采用底部带空隙的植物种植轻质器皿，以模块化组合的形式进行种植植物的种植
。8.如权利要求1所述的一种适用于生活污水处理的后生态人工湿地系统，其特征在于：在植物种植层下方设置有第四隔板，所述第四隔板与粗石层之间形成有布水层；所述布水层中设置聚乙烯或聚丙烯涡型球填料，所述涡型球填料为粒径约8-10cm的空心球形填料，内部填充有多孔物质；所述布水层中的布水管设置按照30-40cm间距进行设置管道，在管道上按照15-20cm间距进行开孔，开孔孔径为1-2mm，且相邻两根布水管间的开孔采用错位开孔。同一根布水管两侧的开孔间夹角为90度。
9.如权利要求1所述的一种适用于生活污水处理的后生态人工湿地系统，其特征在于：所述粗石层的生物填料为火山岩、沸石或其组合，所述滤料层的生物滤料采用陶粒，所述过滤层为单细沙层，或者，活性炭层与细沙层的组合，该组合以活性炭层在上细沙层在下的形式进行布置；所述粗石层的生物填料粒径为2-3cm；所述滤料层的生物滤料的粒径为2-5mm，细沙粒径为0.25-0.35mm，活性炭的粒径为0.8-1.5mm。
10.如权利要求1所述的一种适用于生活污水处理的后生态人工湿地系统，其特征在于：所述集水层的截面为L形，所述集水层的横向部位为储液区，设置于第三隔板的下方，所述集水层的纵向部位为出液区，设置于过滤型腔的侧部，该系统还包括气提装置，所述气提装置包括气提管，气提管上开设有提回流进水孔，所述曝气装置的曝气供气管、气提装置的气提管均竖立状设置于出液区内，所述曝气供气管的下端与气提管以及储液区内的曝气管连通，所述曝气供气管的中段与滤料层下方的曝气管连通。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种适用于生活污水处理的后生态人工湿地系统，解决了现有系统的过滤结构容易堵塞的技术问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种适用于生活污水处理的后生态人工湿地系统，包括位于植物种植层下方并自上而下设置的粗石层、滤料层、过滤层和集水层，其特征在于：该系统还包括曝气装置，所述曝气装置的曝气管分布于滤料层的底部。
优选地，所述粗石层、滤料层、过滤层置于由封板围合形成的过滤型腔内，所述粗石层、滤料层和过滤层下方分别设置有第一隔板、第二隔板和第三隔板，所述有第一隔板、第二隔板和第三隔板均分布有过水孔，所述系统还包括滤料翻动装置，所述翻动装置设置于粗石层、滤料层下方，所述滤料翻动装置包括气囊和供气单元，所述气囊设置有多个并且呈矩阵分布，所述第一隔板、第二隔板均包括托板和连接板，所述托板与气囊一一对应并安装于气囊上端，所述托板周向与封板之间以及与相邻托板之间分别通过连接板相连，所述连接板为波纹状并具有弹性，所述供气单元分别通过支路与各个气囊连接，所述各个支路上安装有阀门。
特别地，所述托板、连接板设置有自上而下贯穿的过水孔，所述托板的下端面设有均匀并间隔分布的导流槽，所述过水孔与过水孔连通。
特别地，所述冲洗单元的冲洗管呈波浪状弯曲设置于各个托板上，所述冲洗管端部与托板固定连接，所述冲洗管位于各个托板上方的、弯曲的拐点处均通过拉簧与托板弹性连接。
优选地，所述植物种植层包含用于固定植物生长的砂石及用于水净化的水生/半水生植物。
优选地，植物种植层所采用砂石为含有机质(如树皮、松针等)的砂石(粒径优选为0.1cm-0.2cm)。
特别地，所述植物种植层选用常绿水生鸢尾作为种植植物(种植密度优选为20-25株/平方米)；或者常绿水生鸢尾与其他水生植物混栽。
优选地，采用底部带空隙的植物种植轻质器皿，以模块化组合的形式进行种植。
特别地，在植物种植层下方设置有第四隔板，所述第四隔板与粗石层之间形成有布水层。
优选地，所述布水层中设置聚乙烯或聚丙烯涡型球填料。所述涡型球填料为粒径约8-10cm的空心球形填料，内部填充有多孔物质(例如海绵)。
特别地，所述布水层中的布水管设置按照30-40cm间距进行设置管道，在管道上按照15-20cm间距进行开孔，开孔孔径为1-2mm，且相邻两根布水管间的开孔采用错位开孔。同一根布水管两侧的开孔间夹角为90度。
特别地，所述粗石层的生物填料为火山岩、沸石或其组合，所述滤料层的生物滤料采用陶粒，所述过滤层为单细沙层，或者，活性炭层与细沙层的组合，该组合以活性炭层在上细沙层在下的形式进行布置。
特别地，所述粗石层的生物填料粒径为2-3cm；所述滤料层的生物滤料的粒径为2-5mm，细沙粒径为0.25-0.35mm，活性炭的粒径为0.8-1.5mm。
优选地，所述集水层中间采用支撑板进行支撑，所述支撑板上开有过水孔。
特别地，所述集水层中分布有曝气管。
特别地，所述集水层的出水方式为系统自流出水或通过增加排水泵的形式进行强制排水。
特别地，所述集水层的截面为L形，所述集水层的横向部位为储液区，设置于第三隔板的下方，所述集水层的纵向部位为出液区，设置于过滤型腔的侧部，该系统还包括气提装置，所述气提装置包括气提管，气提管上开设有提回流进水孔，所述曝气装置的曝气供气管、气提装置的气提管均竖立状设置于出液区内，所述曝气供气管的下端与气提管以及储液区内的曝气管连通，所述曝气供气管的中段与滤料层下方的曝气管连通。
特别地，曝气管道和气提回流管道上均设置有阀门。
(三)有益效果
本发明提供了一种适用于生活污水处理的后生态人工湿地系统，具备以下有益效果：曝气装置的曝气管分布于滤料层下方，一方面，用于为滤料层及粗石层提供氧气补充，另一方，通过曝气保持滤料之间间隙的通透，有效降低、迟缓湿地堵塞情况的发生。本发明在曝气装置的基础上，还增设了翻动装置，翻动粗石层、滤料层的滤料，进一步持滤料之间间隙的通透，防止堵塞。
（发明人：徐卫东;刘加杰;李自辉）