一種防堵脫氮的濕地結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種防堵脫氮的濕地結(jié)構(gòu)，通過人工濕地結(jié)構(gòu)的合理創(chuàng)新，將濕地分為升流處理區(qū)和旋流處理區(qū)，在旋流處理區(qū)充分去處不溶性污染物后，再進(jìn)入升流處理區(qū)進(jìn)行進(jìn)一步處理，有效防止了濕地中因填料間空隙較小而不溶性污染物過多而形成的堵塞情況；同時，通過合理布設(shè)回流管道，利用污水原水作為回流的動力源和反硝化反應(yīng)的碳源，進(jìn)行脫氮處理，在不增加運(yùn)行成本的情況下,使出水水質(zhì)得以改善。
【專利說明】
一種防堵脫氮的濕地結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于人工濕地技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防堵脫氮的濕地結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]人工濕地是一種人工強(qiáng)化后的自然污水處理方式，主要利用濕地內(nèi)基質(zhì)的過濾吸附，微生物和濕地植物對污染物的吸收和降解作用來去除水中的各種污染物，具有能耗低，環(huán)保，處理效果好等特點(diǎn)，在我國一些分散居住或村鎮(zhèn)地區(qū)，常常利用這種方式對其生活生產(chǎn)污水進(jìn)行處理。
[0003]我國在改良人工濕地方面作了不少研究，如中國專利“CN201520455468”公布了一種人工濕地污水處理系統(tǒng)，包括至少兩個相互串聯(lián)連通的凈水箱，凈水箱包括箱體和種植槽;箱體包括方形框體;方形框體的兩個縱、橫板之間設(shè)有若干根橫、縱連桿;種植槽包括頂部開口的容器主體以及環(huán)形凸沿;每個種植槽的容器主體均插接于方形插接孔中，每個種植槽的環(huán)形凸沿均搭接在與其對應(yīng)的方形插接孔的邊沿上。該實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便的優(yōu)點(diǎn)，使?jié)竦匚鬯幚硐到y(tǒng)的維護(hù)可操作性更強(qiáng)；又如中國專利“CN201520393405”公開了一種無動力生態(tài)污水處理系統(tǒng)，污水通過城鎮(zhèn)家庭化糞池后匯集進(jìn)入人工濕地，通過布水槽均勻進(jìn)入一級水平潛流人工濕地，之后進(jìn)入二級表流人工濕地，然后進(jìn)入坑塘或河流，坑塘或河流邊坡上栽植香蒲或矮化蘆葦，在水中布置人工生態(tài)浮島。該實(shí)用新型利用農(nóng)村原有坑塘及河流，很大程度上降低建設(shè)費(fèi)用;無需專業(yè)運(yùn)行管理，只需定期清理，降低了維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)和設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用，綠化景觀效果好。
[0004]然而，現(xiàn)有的人工濕地處理系統(tǒng)仍存在一些問題，很多人工濕地前端對污水中的不溶性污染物去除程度不夠，導(dǎo)致后端時常出現(xiàn)堵塞的問題，影響了人工濕地的正常運(yùn)行，另外，很多人工濕地脫氮效果不明顯，致使污水出水含氮量高，容易引起自然水體富營養(yǎng)化等情況。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)方法的不足，本實(shí)用新型的目的在于提出一種防堵脫氮的濕地結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型通過人工濕地結(jié)構(gòu)的合理創(chuàng)新，將濕地分為升流處理區(qū)和旋流處理區(qū)，在旋流處理區(qū)充分去處不溶性污染物后，再進(jìn)入升流處理區(qū)進(jìn)行進(jìn)一步處理，能夠有效防止了濕地中因填料間空隙較小而不溶性污染物過多而形成的堵塞情況；同時，通過合理布設(shè)回流管道，利用污水原水作為回流的動力源和反硝化反應(yīng)的碳源，進(jìn)行脫氮處理，在不增加運(yùn)行成本的情況下使出水水質(zhì)得以改善。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種防堵脫氮的濕地結(jié)構(gòu)，包括升流處理區(qū)和旋流處理區(qū)，旋流處理區(qū)環(huán)繞在所述升流處理區(qū)周圍；
[0007]所述升流處理區(qū)為中空圓柱體，在所述升流處理區(qū)內(nèi)裝填濕地基質(zhì)并種植濕地植物;在所述升流處理區(qū)下方鋪設(shè)有布水管，所述布水管進(jìn)水端連通所述旋流處理區(qū)；在所述升流處理區(qū)上部設(shè)置回流管，所述回流管連通所述旋流處理區(qū)頂部;所述升流處理區(qū)的上部還設(shè)置有出水管，所述回流管和出水管上設(shè)置有相應(yīng)的控制閥門；所述回流管設(shè)置于設(shè)計(jì)水位以下和濕地基質(zhì)以上，所述出水管的標(biāo)高在回流管之上且持平或高于設(shè)計(jì)水位；
[0008]所述旋流處理區(qū)橫向截面為環(huán)形，旋流處理區(qū)縱向截面為倒三角型或直角梯形；在所述旋流處理區(qū)內(nèi)裝填旋流處理區(qū)填料;在所述旋流處理區(qū)的側(cè)壁上設(shè)置有進(jìn)水管，在所述旋流處理區(qū)內(nèi)部縱向設(shè)置有流向控制隔墻，所述進(jìn)水管和回流管位于在所述隔墻的正偵L進(jìn)水管的出水口應(yīng)正對所述回流管出水口的下方;在所述旋流處理區(qū)的底部設(shè)置有排泥管，所述排泥管和布水管位于所述隔墻的背側(cè)。
[0009]進(jìn)一步的是，所述升流處理區(qū)上方種植濕地植物且敞開于空氣中；所述升流處理區(qū)直徑為3-10m，濕地設(shè)計(jì)水位為1.0-2.5m，總有效容積為7-200m3;所述升流處理區(qū)間裝填的濕地基質(zhì)包括卵石、爍石和土壤，所述濕地基質(zhì)的粒徑為0.1-5Cm，所述濕地基質(zhì)為均質(zhì)基質(zhì)或分級裝配。
[0010]進(jìn)一步的是，所述回流管管徑為50-150mm，所述回流管進(jìn)水口安裝高度應(yīng)在濕地基質(zhì)之上且在濕地設(shè)計(jì)水位下2-3cm，回流管上安裝有回流閥門，回流管出水口位于旋流處理區(qū)進(jìn)水管出水口處上方，回流管出水口方向應(yīng)垂直向下。
[0011]進(jìn)一步的是，所述出水管位于升流處理區(qū)上方，管徑小于回流管，管徑為40-1 OOmm，在所述出水管上安裝有出水閥門。
[0012]進(jìn)一步的是，所述旋流處理區(qū)高度為0.3-1.0m，所述旋流處理區(qū)的倒三角型或直角梯形的斜邊傾角0為45-75°，旋流處理區(qū)容積與升流處理區(qū)容積比為1:6-1:3;旋流處理區(qū)填料采用礫石或卵石。
[0013]進(jìn)一步的是，所述布水管進(jìn)水口位于旋流處理區(qū)末端的上方，布水管的管徑為40-120mm，在所述布水管上均勻設(shè)置有孔徑10-20mm的出水孔。
[0014]進(jìn)一步的是，所述進(jìn)水管沿旋流方向切向進(jìn)水，管徑為50-150mm，在所述進(jìn)水管上安裝有進(jìn)水閥門。
[0015]進(jìn)一步的是，所述排泥管的管徑為50-200mm，在所述排泥管上安裝有排泥閥門。
[0016]進(jìn)一步的是，在所述旋流處理區(qū)上部并且對應(yīng)于回流管的橫向?qū)?cè)處設(shè)置有沼氣導(dǎo)流管。
[0017]采用本技術(shù)方案的有益效果:
[0018]本實(shí)用新型中，旋流處理區(qū)的流體力學(xué)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得污水中的不溶性污染物更易被截流，從而減少了污水帶入后期升流處理區(qū)的顆粒污染物，有效地防止了堵塞情況的發(fā)生。
[0019]本實(shí)用新型中，充分利用了回流管道的設(shè)計(jì)，使污水反復(fù)經(jīng)歷了厭氧/兼氧/好氧多個過程，并充分利用了進(jìn)水中的碳源為反硝化反應(yīng)提供了良好的條件，使系統(tǒng)的脫氮效率更高，出水水質(zhì)更好。
[0020]本實(shí)用新型中，旋流處理區(qū)和升流處理區(qū)均通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)避免了出現(xiàn)明顯的流動死角，整個系統(tǒng)內(nèi)流態(tài)較好，裝置的容積利用高。
[0021]本實(shí)用新型中，通過相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，充分利用了污水進(jìn)水的動力作為循環(huán)的驅(qū)動力，防止了堵塞的情況，使污水流動需要的動力較小，從而減少了整個系統(tǒng)的能耗，且整個系統(tǒng)的操作管理方便，運(yùn)行維護(hù)需投入的成本低。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型的一種防堵脫氮的濕地結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實(shí)用新型的一種防堵脫氮的濕地結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0024]圖3為本實(shí)用新型的回流循環(huán)示意圖；
[0025]其中，I是升流處理區(qū)，2是旋流處理區(qū)，3是進(jìn)水管，4是進(jìn)水閥門，5是出水管，6是出水閥門，7是排泥管，8是排泥閥門，9是回流管，10是回流閥門，11是布水管，12是旋流處理區(qū)填料，13是濕地基質(zhì)，14是進(jìn)水流向，15是旋流處理區(qū)流向，16是布水流向，17是回流流向，18是出水流向，19是隔墻，20是沼氣導(dǎo)流管。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述。
[0027]實(shí)施例一，如圖1和圖2所示，一種防堵脫氮的濕地結(jié)構(gòu)，包括升流處理區(qū)I和旋流處理區(qū)2，旋流處理區(qū)2環(huán)繞在所述升流處理區(qū)I周圍；
[0028]所述升流處理區(qū)I為中空圓柱體，在所述升流處理區(qū)I內(nèi)裝填濕地基質(zhì)13并種植濕地植物;在所述升流處理區(qū)I下方鋪設(shè)有布水管11，所述布水管11進(jìn)水端連通所述旋流處理區(qū)2;在所述升流處理區(qū)I上部設(shè)置回流管9，所述回流管9連通所述旋流處理區(qū)2頂部;所述升流處理區(qū)I的上部還設(shè)置有出水管5，所述回流管9和出水管5上設(shè)置有相應(yīng)的控制閥門；所述回流管9設(shè)置于設(shè)計(jì)水位以下和濕地基質(zhì)13以上，所述出水管5的標(biāo)高在回流管9之上且持平或高于設(shè)計(jì)水位；
[0029]所述旋流處理區(qū)2橫向截面為環(huán)形，旋流處理區(qū)2縱向截面為倒三角型或直角梯形;在所述旋流處理區(qū)2內(nèi)裝填旋流處理區(qū)填料12;在所述旋流處理區(qū)2的側(cè)壁上設(shè)置有進(jìn)水管3，在所述旋流處理區(qū)2內(nèi)部縱向設(shè)置有流向控制隔墻19，所述進(jìn)水管3和回流管9位于在所述隔墻19的正側(cè);進(jìn)水管3的出水口應(yīng)正對所述回流管9出水口的下方;在所述旋流處理區(qū)2的底部設(shè)置有排泥管7，所述排泥管7和布水管11位于所述隔墻19的背側(cè)。
[0030]實(shí)施例二，在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，所述升流處理區(qū)I上方種植濕地植物且敞開于空氣中；所述升流處理區(qū)I直徑為3-10m，濕地設(shè)計(jì)水位為1.0-2.5m，總有效容積為7_200m3 ；所述升流處理區(qū)I間裝填的濕地基質(zhì)13包括卵石、礫石和土壤，所述濕地基質(zhì)13的粒徑為0.1-5cm，所述濕地基質(zhì)13為均質(zhì)基質(zhì)或分級裝配。
[0031]所述回流管9管徑為50-150mm，所述回流管9進(jìn)水口安裝高度應(yīng)在濕地基質(zhì)13之上且在濕地設(shè)計(jì)水位下2-3cm，回流管9上安裝有回流閥門10，回流管9出水口位于旋流處理區(qū)2進(jìn)水管3出水口處上方，回流管9出水口方向應(yīng)垂直向下。
[0032]所述出水管5位于升流處理區(qū)I上方，管徑小于回流管9，管徑為40-100mm，在所述出水管5上安裝有出水閥門6。
[0033]實(shí)施例三，在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，所述旋流處理區(qū)2高度為0.3-1.0m，所述旋流處理區(qū)(2)的倒三角型或直角梯形的斜邊傾角0為45-75°，旋流處理區(qū)2容積與升流處理區(qū)I容積比為1:6-1:3;旋流處理區(qū)2裝填填料采用礫石或卵石。
[0034]所述布水管11進(jìn)水口位于旋流處理區(qū)2末端的上方，布水管11的管徑為40-120mm，在所述布水管11上均勻設(shè)置有孔徑10-20mm的出水孔，所述出水孔在平面上布滿整個升流處理區(qū)I。
[0035]所述進(jìn)水管3沿旋流方向切向進(jìn)水，管徑為50-150mm，在所述進(jìn)水管3上安裝有進(jìn)水閥門4。
[0036]所述排泥管7的管徑為50-200mm，在所述排泥管7上安裝有排泥閥門8。
[0037]在所述旋流處理區(qū)2的上部并且對應(yīng)于回流管9的橫向?qū)?cè)處設(shè)置有沼氣導(dǎo)流管
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[0038]實(shí)施例四，在實(shí)施例二的基礎(chǔ)上，所述旋流處理區(qū)2高度為0.3-1.0m,斜邊安裝傾角0為45-75°，旋流處理區(qū)2容積與升流處理區(qū)I容積比為1:6-1:3;旋流處理區(qū)填料12采用礫石或卵石。
[0039]所述布水管11進(jìn)水口位于旋流處理區(qū)2末端的上方，布水管11的管徑為40-120mm，所述布水管11的出水處分布在升流處理區(qū)I下方，在所述布水管11上設(shè)置有孔徑10_20mm的出水孔，所述出水孔在平面上布滿整個升流處理區(qū)I。
[°04°]所述進(jìn)水管3沿旋流方向切向進(jìn)水，管徑為50-150mm，在所述進(jìn)水管3上安裝有進(jìn)水閥門4。
[0041]所述排泥管7安裝在旋流處理區(qū)2的底部，管徑為50-200mm，在所述排泥管7上安裝有排泥閥門8。
[0042]在所述旋流處理區(qū)2的上部和回流管9的對側(cè)處設(shè)置有沼氣導(dǎo)流管20。
[0043]實(shí)施例五，為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方案:
[0044]所述升流處理區(qū)I為直徑設(shè)為5m，濕地設(shè)計(jì)水位為2m，總有效容積為40m3;以卵石作為濕地基質(zhì)13，升流處理區(qū)I下方卵石粒徑為3cm，升流處理區(qū)I上方卵石粒徑為Icm;回流管9管徑為60mm，安裝在設(shè)計(jì)水位以下3cm;出水管5管徑為40mm，安裝在升流處理區(qū)I上方。
[0045]所述旋流處理區(qū)2高度為0.5m，其斜邊安裝傾角0為45°，所述旋流處理區(qū)2與升流處理區(qū)I容積比約為1:5，并安裝隔墻19;所述布流管管徑為50mm，在布流管上設(shè)置1mm的出水孔;進(jìn)水管3管徑為60mm;排泥管7在旋流處理區(qū)2內(nèi)安裝在另一側(cè)的底部，其管徑為60mm，并安裝排泥閥門8。
[0046]為了更好的理解本實(shí)用新型，下面對本實(shí)用新型的工作原理作一次完整的描述:
[0047I污水由進(jìn)水管3進(jìn)入旋流處理區(qū)2 ；污水在旋流處理區(qū)2進(jìn)行旋轉(zhuǎn)流動，去除固態(tài)污染物;去除固態(tài)污染物的污水進(jìn)入升流處理區(qū)I，經(jīng)升流處理區(qū)I凈化污水;凈化后進(jìn)入升流處理區(qū)I上方與空氣接觸，通過空氣復(fù)氧，與水中的微生物進(jìn)行硝化反應(yīng)，將水中的氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮;復(fù)氧和硝化反應(yīng)完成后，污水通過回流管9重新流入旋流處理區(qū)2，流向如圖3所示;進(jìn)水管3旋流動力攜帶回流水在旋流處理區(qū)2流動，回流水在旋流處理區(qū)2處進(jìn)行反硝化反應(yīng)去除污水中的氮，產(chǎn)生的氣體從沼氣導(dǎo)流管20排放;污水經(jīng)過多次回流循環(huán)后，從出水管5排放。
[0048]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種防堵脫氮的濕地結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括升流處理區(qū)(I)和旋流處理區(qū)(2)，旋流處理區(qū)(2)環(huán)繞在所述升流處理區(qū)(I)周圍； 所述升流處理區(qū)(I)為中空圓柱體，在所述升流處理區(qū)(I)內(nèi)裝填濕地基質(zhì)(13)并種植濕地植物;在所述升流處理區(qū)(I)下方鋪設(shè)有布水管(11)，所述布水管(11)進(jìn)水端連通所述旋流處理區(qū)(2);在所述升流處理區(qū)(I)上部設(shè)置回流管(9)，所述回流管(9)連通所述旋流處理區(qū)(2)頂部;所述升流處理區(qū)(I)的上部還設(shè)置有出水管(5)，所述回流管(9)和出水管(5)上設(shè)置有相應(yīng)的控制閥門；所述回流管(9)設(shè)置于設(shè)計(jì)水位以下和濕地基質(zhì)(13)以上，所述出水管(5)的標(biāo)高在回流管(9)之上且持平或高于設(shè)計(jì)水位； 所述旋流處理區(qū)(2)橫向截面為環(huán)形，旋流處理區(qū)(2)縱向截面為倒三角型或直角梯形;在所述旋流處理區(qū)(2)內(nèi)裝填旋流處理區(qū)填料(12);在所述旋流處理區(qū)(2)的側(cè)壁上設(shè)置有進(jìn)水管(3)，在所述旋流處理區(qū)(2)內(nèi)部縱向設(shè)置有流向控制隔墻(19)，所述進(jìn)水管(3)和回流管(9)位于在所述隔墻(19)的正側(cè);進(jìn)水管(3)的出水口應(yīng)正對所述回流管(9)出水口的下方;在所述旋流處理區(qū)(2)的底部設(shè)置有排泥管(7)，所述排泥管(7)和布水管(11)位于所述隔墻(19)的背側(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防堵脫氮的濕地結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述升流處理區(qū)(I)上方種植濕地植物且敞開于空氣中；所述升流處理區(qū)(I)直徑為3-10m，濕地設(shè)計(jì)水位為1.0-2.5m，總有效容積為7-200m3;所述升流處理區(qū)(I)間裝填的濕地基質(zhì)(13)包括卵石、礫石和土壤，所述濕地基質(zhì)(13)的粒徑為0.1-5cm，所述濕地基質(zhì)(13)為均質(zhì)基質(zhì)或分級裝配。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種防堵脫氮的濕地結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述回流管(9)管徑為50-150mm，所述回流管(9)進(jìn)水口安裝高度應(yīng)在濕地基質(zhì)(13)之上且在濕地設(shè)計(jì)水位下2-3cm，回流管(9)上安裝有回流閥門(10)，回流管(9)出水口位于旋流處理區(qū)(2)進(jìn)水管(3)出水口處上方，回流管(9)出水口方向應(yīng)垂直向下。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種防堵脫氮的濕地結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述出水管(5)位于升流處理區(qū)(I)上方，管徑小于回流管(9)，管徑為40-100mm，在所述出水管(5)上安裝有出水閥門(6)。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種防堵脫氮的濕地結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述旋流處理區(qū)(2)高度為0.3-1.0m，所述旋流處理區(qū)(2)的倒三角型或直角梯形的斜邊傾角0為45-75°，旋流處理區(qū)(2)容積與升流處理區(qū)(I)容積比為1:6-1:3;旋流處理區(qū)填料(12)采用礫石或卵石O6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種防堵脫氮的濕地結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述布水管(11)進(jìn)水口位于旋流處理區(qū)(2)末端的上方，布水管(11)的管徑為40-120mm，在所述布水管(11)上均勻設(shè)置有孔徑10_20mm的出水孔。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種防堵脫氮的濕地結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述進(jìn)水管(3)沿旋流方向切向進(jìn)水，管徑為50-150mm，在所述進(jìn)水管(3)上安裝有進(jìn)水閥門(4)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種防堵脫氮的濕地結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述排泥管(7)的管徑為50-200mm，在所述排泥管(7)上安裝有排泥閥門(8)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種防堵脫氮的濕地結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述旋流處理區(qū)(2)的上部并且對應(yīng)于回流管(9)的橫向?qū)?cè)處設(shè)置有沼氣導(dǎo)流管(20)。
【文檔編號】C02F3/30GK205575779SQ201620350970
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】潘科, 施國中, 賀莉, 陳子愛, 申祿坤
【申請人】農(nóng)業(yè)部沼氣科學(xué)研究所