專利名稱：復合垂直流人工濕地增氧裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于環(huán)境工程污水處理技術領域，更具體涉及一種復合垂直流人 工濕地的簡單高效增氧裝置，適用于生活污水，受污染地表水，面源污水，濃度 較高氨氮廢水的處理，同時適用于寒冷地區(qū)的污水處理。
背景技術：
人工濕地是20世紀七十年代發(fā)展起來的一種新型污水處理工藝，具有效率 高、成本低、運行管理簡單等特點，已廣泛應用于生活污水、農村面源污染、垃 圾滲濾液的處理及湖泊污染防治。
人工濕地脫氮的主要途徑是依靠微生物的硝化與反硝化作用，而其它的去除 途徑如植物吸收、氨氮揮發(fā)等的去除量是非常少的。硝化反應是將,+->1轉化 為NCV-N的過程，它是一個氧化反應，需要好氧的濕地土壤環(huán)境條件；而反硝 化反應是將NCV-N轉化為N2的過程，它是一個還原反應，需要厭氧的濕地土壤 環(huán)境條件。因而，能否創(chuàng)造硝化與反硝化反應所需的環(huán)境條件就直接決定著濕地 系統(tǒng)脫氮能力的高低。在運行的大部分人工濕地中，對TSS和BOD的去除率非 常高，而對氮的去除率卻很低，尤其是在冬季,主要原因是濕地中供氧不足，整 個濕地內部處于單一的厭缺氧環(huán)境條件所引起的。
當前人工濕地的增氧方式有 一是在濕地系統(tǒng)內安裝開孔通氣管，進行自然 通氣；二是用空氣壓縮機連續(xù)或間歇向濕地系統(tǒng)中的開孔管進行強化通氣；三是 利用風能向濕地系統(tǒng)中的開孔管通入空氣。這三種增氧方式有以下不足
1、 通氣管是空氣自流換氣，空氣傳遞效率不高；且多層通氣管的鋪設，增 加了濕地系統(tǒng)的基建投資。
2、 風能增氧方式受地域及氣候限制很大，造成濕地系統(tǒng)處理效果不穩(wěn)定。
3、 三種增氧方式都沒有沒有創(chuàng)造硝化、反硝化反應所需最優(yōu)的好氧、厭氧交替變化的環(huán)境條件，導致濕地出水中NCb—-N的濃度增加，氮的去除率下降。 4、三種增氧方式都是直接將開孔通氣管埋在濕地系統(tǒng)的基質中，細小的沙
礫極易堵塞通氣管的開孔。
發(fā)明內容
本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提供了一種復合垂直流人工濕 地的增氧裝置，該系統(tǒng)結構簡單，利用在復合垂直流人工濕地底部設置排空管， 在下行流池底部的排空管內以最優(yōu)化增氧條件進行間歇曝氣，創(chuàng)造了硝化、反硝 化反應所需的好氧、厭氧交替變化的環(huán)境條件，大大提高了脫氮效果。
為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術措施 一種復合垂直流人工濕 地的增氧裝置，它由空氣壓縮機、復合垂直流人工濕地、下行流池和上行流池組 成，其特征是在底部連通的下行流池和上行流池組成的復合垂直流人工濕地， 在復合垂直流人工濕地的底部設置至少三個并聯(lián)連接的排空管，排空管的管壁上 開有通孔；在下行流池底部排空管內分別布置并聯(lián)連接的穿孔曝氣管，穿孔曝氣 管的一端封閉，另一端連接導氣管，導氣管與地表的空氣壓縮機相連。
本實用新型的結構特點也在于，所述穿孔曝氣管的開孔率為30% 50%。
本實用新型的結構特點也在于，所述排空管上的通孔的孔徑為5 7mm，孔 間距為150 200ram。
與已有技術相比，本實用新型的有益效果體現在
1、 本實用新型利用在下行流池底部的排空管內曝氣，不易造成穿孔曝氣管 上的開孔堵塞；且結構簡單，制造安裝方便。
2、 本實用新型采用最優(yōu)化的增氧條件進行間歇曝氣，創(chuàng)造了硝化、反硝化 反應所需的好氧、厭氧交替變化的環(huán)境條件，大大提高了濕地脫氮效果。
3、 所述空氣壓縮機的比曝氣速率為0. 1 0.5 mV0vm2)，開停時間比為 4h:20h 12h:12h時，污水中氮的去除率最高。


圖l (A)為一種復合垂直流人工濕地的增氧裝置結構示意圖。 圖1 (B)為圖1 (A)的俯視結構示意圖。圖2 (A)為排空管俯視結構示意圖。圖2 (B)為圖2 (A)的剖面結構示意圖。
圖中，空氣壓縮機l、復合垂直流人工濕地2、下行流池3、上行流池4、導氣管5、穿孔曝氣管6、排空管7、通孔8。
具體實施方式
實施例1
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明。
參見圖l (A)， 一種復合垂直流人工濕地的增氧裝置，它由空氣壓縮機、復合垂直流人工濕地、下行流池3和上行流池4組成，其特征是在底部連通的下行流池3和上行流池4組成的復合垂直流人工濕地2，在復合垂直流人工濕地的底部設置至少三個并聯(lián)連接的排空管7，排空管7的管壁上開有通孔8;在下行流池3底部排空管7內分別布置并聯(lián)連接的穿孔曝氣管6，穿孔曝氣管6的一端封閉，另一端連接導氣管5，導氣管5與地表的空氣壓縮機1相連。本實用新型的復合垂直流人工濕地2是由下行流池3和上行流池4組成，下行流池3和上行流池4中間設有隔墻，底部連通。下行流池3和上行流池4中均填有不同粒徑的砂(細碎的石粒)和礫石作為基質(碎石、碎瓦、小石或瓦礫中的一種)，其中下行流池3基質層比上行流池4的基質層要高10 20 cm。在下行流池3和上行流池4中植入水生、濕生植物如蘆葦、香蒲、莎草、黑三棱、燈心草、美人蕉、水杉、菖蒲、水蔥、慈菇、水雍草、蓮子草、水芹、苔草其中的一種或任意組合(4-14)。
參見圖1 (B)，穿孔曝氣管6由至少三個水平穿孔管6(a)、 6(b) 、 6(c)并聯(lián)連接組成，分別安裝在三個并聯(lián)連接的排空管7(a)、 7(b)、 7(c)內；穿孔曝氣管6根據污水處理裝置設計要求制作，在合適長度的PVC塑料管上鉆孔，開孔率為30% 50%。
參見圖2 (A)、圖2 (B)，排空管7選用OllOmm的PVC塑料管，排空管7上的通孔8的孔徑為5 7mm,孔間距為150 200mm。
具體實施時，為了創(chuàng)造硝化、反硝化反應所需的好氧、厭氧交替變化的環(huán)境條件，提高濕地脫氮效果，空氣壓縮機1的比曝氣速率為0. 1 0. 5 mV(lrm2)，開停時間比為4h: 20h 12h: 12h。工作過程
復合垂直流人工濕地2采用間歇進水、推流出水的工作方式，當污水經進水管進入下行流池3向下流動時，啟動空氣壓縮機l，其產生的高壓空氣經導氣管
5、穿孔曝氣管6、排空管7向上進入下行流池3，與污水形成對流，從而增加了污水中的溶解氧，使下行流池3形成了好氧環(huán)境條件，促進了硝化反應的進行(NH4+-N轉化為NCV-N)，當此部分含有大量NCV-N的污水被推流至上行流池4時，由于上行流池4的厭缺氧環(huán)境條件促進了反硝化反應的發(fā)生(NCV-N轉化為N2);同時當空氣壓縮機1的運行時間達到4h 12h(即開停時間比為4h:20h 12h:12h)時將其關閉，復合垂直流人工濕地2的內部逐漸恢復厭缺氧環(huán)境條件，進一步促進了反硝化反應的發(fā)生(N03—-N轉化為N2)，從而最終實現了對氮的徹底去除。
在本實用新型的一個實施例中，復合垂直流人工濕地由下行流池(lmxlmx0.7m)和上行流池(lmxlmx0.6m)組成，下行流池底部排空管內布置穿孔曝氣管，空氣壓縮機的比曝氣速率為O. l 0.5m3/Qvm2)，開停時間比為4h:20h 12h:12h。水力負荷為0. 2m7(m2-d)，進水氨氮、總氮濃度分別約為11mg/L、 49mg/L，測定結果氨氮、總氮的去除率分別約為96%、 80%。
權利要求1、一種復合垂直流人工濕地增氧裝置，它由空氣壓縮機(1)、復合垂直流人工濕地(2)、下行流池(3)和上行流池(4)組成，其特征在于在底部連通的下行流池(3)和上行流池(4)組成復合垂直流人工濕地(2)，在復合垂直流人工濕地(3)的底部設置至少三個并聯(lián)連接的排空管(7)，排空管(7)的管壁上開有通孔(8)；在下行流池(3)底部的排空管(7)內分別布置并聯(lián)連接的穿孔曝氣管(6)，穿孔曝氣管(6)的一端封閉，另一端連接導氣管(5)，導氣管(5)與地表的空氣壓縮機(1)相連。
2、 根據權利要求1所述的一種復合垂直流人工濕地增氧裝置，其特征在于 下行流池(3)和上行流池(4)中間設有隔墻，下行流池(3)和上行流池(4)中均填有 砂和礫石，下行流池(3)基質層比上行流池(4)的基質層高10 20 cm。
3、 根據權利要求1所述的一種復合垂直流人工濕地增氧裝置，其特征在于 穿孔曝氣管(6)至少三個水平穿孔曝氣管(6a、 6b、 6c)并聯(lián)連接，分別安裝在三 個并聯(lián)連接的排空管(7a、 7b、 7c)內；在PVC塑料管上鉆孔。
4、 根據權利要求1所述的一種復合垂直流人工濕地增氧裝置，其特征在于 排空管(7)上的通孔(8)的孔徑為5 7mm，孔間距為150 200 mm。
5、 根據權利要求1所述的一種復合垂直流人工濕地增氧裝置，其特征在于 在下行流池(3)和上行流池(4)中植入蘆葦、香蒲、莎草、黑三棱、燈心草、 美人蕉、水杉、菖蒲、水蔥、慈薛、水雍草、蓮子草、水芹、苔草其中的一種或任意組合。
專利摘要本實用新型公開了一種復合垂直流人工濕地增氧裝置，它由空氣壓縮機、復合垂直流人工濕地、下行流池和上行流池組成，在底部連通的下行流池和上行流池組成復合垂直流人工濕地，在復合垂直流人工濕地的底部設置至少三個并聯(lián)連接的排空管，排空管的管壁上開有通孔；在下行流池底部排空管內分別布置并聯(lián)連接的穿孔曝氣管，穿孔曝氣管的一端封閉，另一端連接導氣管，導氣管與地表的空氣壓縮機相連。本實用新型結構簡單，利用在復合垂直流人工濕地底部設置排空管，在下行流池底部的排空管內以最優(yōu)化增氧條件進行間歇曝氣，創(chuàng)造了硝化、反硝化反應所需的好氧、厭氧交替變化的環(huán)境條件，大大提高了脫氮效果。
文檔編號C02F3/32GK201305511SQ200820192850
公開日2009年9月9日 申請日期2008年11月24日 優(yōu)先權日2008年11月24日
發(fā)明者吳振斌, 棟 徐, 鋒 賀, 敏 陶 申請人:中國科學院水生生物研究所