專利名稱：一種用于污水處理與生態(tài)修復(fù)的復(fù)合人工濕地系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于污(廢)水處理與生態(tài)修復(fù)的復(fù)合人工濕地系統(tǒng)，主用于城市污水處理、初期雨水與工業(yè)尾水的深度凈化及受污染河、湖等地面水體的生態(tài)修復(fù)，屬污(廢)水處理的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
人工濕地是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一項(xiàng)生態(tài)污水處理技術(shù)，由于具有投入少、運(yùn)行成本低、運(yùn)行簡便、處理效果穩(wěn)定等諸多特點(diǎn)，目前，已在多種污(廢)水處理領(lǐng)域得到較廣泛應(yīng)用。但由于人工濕地系由模擬自然生態(tài)而來，至今仍帶有若干自然、粗放的特點(diǎn)，特別是易堵塞、因溶解氧缺乏影響硝化與脫氮效果和除磷率每況愈下等，已成為制約人工濕地推廣應(yīng)用的重大障礙。·
為此，本申請人已申請過5項(xiàng)中國發(fā)明專利(用于污水預(yù)處理的自然復(fù)氧/沉淀一體化裝置ZL201010109840. 3，防堵塞人工濕地進(jìn)水分布器ZL200710022270. 2，可更換填料人工濕地強(qiáng)化除磷脫氮槽ZL200610096747. 7，人工濕地出水收集器ZL200710022269. X，一種用于穩(wěn)定人工濕地進(jìn)水的調(diào)壓檢查井，20121020424. 9)，以上幾項(xiàng)技術(shù)公開了幾個(gè)相對獨(dú)立的處理單元和設(shè)備，可以起到各自的技術(shù)效果。但是還沒有一項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)⑾嚓P(guān)技術(shù)進(jìn)行組合和優(yōu)化，形成一個(gè)性能集成的系統(tǒng)，能夠最大程度發(fā)揮技術(shù)效果，最大限度地削減進(jìn)入人工濕地污水的SS，提高其DO水平，通過人工濕地本體與強(qiáng)化除磷脫氮槽的多級串聯(lián)運(yùn)行，使在人工濕地中形成多個(gè)A/0過程，確保包括SS、C0D、TN、NH4+-N、TP等各項(xiàng)污染物全面、穩(wěn)定達(dá)到國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918-2002》一級(A)標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于污(廢)水處理與生態(tài)修復(fù)的復(fù)合人工濕地系統(tǒng)，可穩(wěn)定并增強(qiáng)人工濕地運(yùn)行效果，解決人工濕地易堵塞、脫氮及除磷效果差的實(shí)際問題，主要用于城市污水處理、初期雨水與工業(yè)尾水的深度凈化及受污染河、湖等地面水體的生態(tài)修復(fù)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種用于污(廢)水處理與生態(tài)修復(fù)的復(fù)合人工濕地系統(tǒng)，包括依次連接的調(diào)壓檢查井、高負(fù)荷水解池、自然復(fù)氧/沉淀一體化裝置、人工濕地；所述調(diào)壓檢查井包括調(diào)壓檢查井井體，調(diào)壓檢查井井體的井壁上設(shè)置有進(jìn)水管一、出水管一、溢流管，所述出水管一位于調(diào)壓檢查井井體的中部，進(jìn)水管一和溢流管位于調(diào)壓檢查井井體的上部，且溢流管位置在進(jìn)水管一之上，所述進(jìn)水管一設(shè)有導(dǎo)流裝置，所述溢流管上設(shè)有水位調(diào)節(jié)閘板，所述出水管一與高負(fù)荷水解池連接。所述高負(fù)荷水解池包括進(jìn)水管二、隔板、PVC底板、潛污泵、水位控制儀、排氣孔、出水管二，所述進(jìn)水管二與所述出水管一連接，高負(fù)荷水解池內(nèi)設(shè)置有隔板，高負(fù)荷水解池的頂部設(shè)有排氣孔，所述PVC底板安裝在高負(fù)荷水解池內(nèi)，PVC底板上安裝有由水位控制儀控制的潛污泵，潛污泵與出水管二連接，出水管二連接至自然復(fù)氧/沉淀一體化裝置；
所述自然復(fù)氧/沉淀一體化裝置包括水射器、水蘑菇噴淋、多級交錯(cuò)層疊式波紋板、沉淀區(qū)、出水收集區(qū)、出水管三，所述水射器與所述出水管二連接，水射器后設(shè)有水蘑菇噴淋，水射器下方設(shè)有多級交錯(cuò)層疊式波紋板，多級交錯(cuò)層疊式波紋板下方設(shè)有沉淀區(qū)，沉淀區(qū)與出水收集區(qū)連通，出水收集區(qū)與出水管三連接，出水管三連接至人工濕地；所述人工濕地包括人工濕地本體、防堵塞進(jìn)水分布器、強(qiáng)化除磷脫氮槽、出水收集器；所述防堵塞進(jìn)水分布器與所述出水管三連接，防堵塞進(jìn)水分布器與人工濕地本體連接，人工濕地本體上設(shè)有強(qiáng)化除磷脫氮槽，人工濕地本體與出水收集器連接。本發(fā)明的復(fù)合人工濕地系統(tǒng)包括調(diào)壓檢查井、高負(fù)荷水解池、自然復(fù)氧/沉淀一體化裝置及人工濕地四部分組成，人工濕地又包括人工濕地本體、防堵塞進(jìn)水分布器、強(qiáng)化除磷脫氮槽及出水收集器等。所述調(diào)壓檢查井位于該系統(tǒng)的最前端，污水依次經(jīng)調(diào)壓檢查井、高負(fù)荷水解池、自然復(fù)氧/沉淀一體化裝置后進(jìn)入人工濕地，通過人工濕地防堵塞進(jìn)水分布器進(jìn)行進(jìn)水分布，經(jīng)人工濕地本體及強(qiáng)化除磷脫氮槽處理后，通過出水收集器收集排放。所述調(diào)壓檢查井用于排除多余流量污水，確保進(jìn)入高負(fù)荷水解池及人工濕地的污·水水位恒定，使人工濕地系統(tǒng)按設(shè)計(jì)負(fù)荷正常運(yùn)行。所述高負(fù)荷水解池用于將污水中難生物降解、大顆粒污染物水解轉(zhuǎn)化為易生物降解、小顆粒污染物，降低SS，提高污(廢)水的可生化性。所述自然復(fù)氧/沉淀一體化裝置既能對污水進(jìn)行自然復(fù)氧，又可進(jìn)行懸浮物沉降分離，在提高DO的同時(shí)，進(jìn)一步降低SS濃度。所述人工濕地通過人工濕地本體與強(qiáng)化除磷脫氮槽的多級串聯(lián)運(yùn)行，借助微生物的新陳代謝作用，使在人工濕地中形成多個(gè)A/0過程，確保包括ss、cod、tn、nh4+-n、tp等各項(xiàng)污染物全面、穩(wěn)定達(dá)到國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918-2002》一級(A)標(biāo)準(zhǔn)。防堵塞進(jìn)水分布器除可進(jìn)一步截流SS，補(bǔ)充DO外，還與出水收集器相呼應(yīng)，最大限度地保證污水在人工濕地全斷面均勻分布和收集，在人工濕地中形成近乎于平行流動，充分發(fā)揮全濕地空間的凈化能力。本發(fā)明主要用于城市污水處理、初期雨水與工業(yè)尾水的深度凈化及受污染河、湖等地面水體的生態(tài)修復(fù)。有益效果本發(fā)明為有效解決人工濕地易堵塞、脫氮及除磷效果差的問題，采用調(diào)壓檢查井、高負(fù)荷水解池、自然復(fù)氧/沉淀一體化裝置及人工濕地(包括人工濕地本體、防堵塞進(jìn)水分布器、強(qiáng)化除磷脫氮槽及出水收集器)的復(fù)合系統(tǒng)，可穩(wěn)定人工濕地進(jìn)水，最大限度地削減進(jìn)入人工濕地污水的SS，大大提高其DO水平，通過人工濕地本體與強(qiáng)化除磷脫氮槽的多級串聯(lián)運(yùn)行，使在人工濕地中形成多個(gè)A/0過程，確保包括SS、COD、TN、NH4+-N、TP等各項(xiàng)污染物全面、穩(wěn)定達(dá)到國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918-2002》一級(A)標(biāo)準(zhǔn)。申請者在相關(guān)研究計(jì)劃的支持下，在南京市江寧區(qū)建立了具有生產(chǎn)規(guī)模的本復(fù)合人工濕地系統(tǒng)試驗(yàn)工程，用于城市污水處理，一年多的研究結(jié)果表明，調(diào)壓檢查井的設(shè)立，有效保證了進(jìn)入聞負(fù)荷水解池和人工濕地的水位、流量的穩(wěn)定；聞負(fù)荷水解池可去除SS30%左右，B/C比平均值由0. 32提高到0. 43左右，大大改善了污水的可生化性；自然復(fù)氧/沉淀一體化裝置使高負(fù)荷水解池來水的DO由0. 3-0. 5提高至2. 3-3. 5，進(jìn)一步去除SS15%左右，有效提高了進(jìn)入人工濕地污水的D0，降低了引起堵塞的SS濃度；兩段強(qiáng)化除磷脫氮槽可使TP去除率提高8-12%，TN、NH4+-N去除率分別提高5%和8%左右，進(jìn)水分布器和出水收集器的設(shè)置，有效改善了目前一般人工濕地的內(nèi)部流態(tài)。上述技術(shù)的應(yīng)用，真正意義上解決了目前常規(guī)人工濕地TP、TN不達(dá)標(biāo)和易堵塞的問題，確保了全流程出水全面達(dá)到或優(yōu)于國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918-2002》一級(A)標(biāo)準(zhǔn)。


圖I為本發(fā)明的復(fù)合人工濕地系統(tǒng)流程圖；圖2為本發(fā)明的調(diào)壓檢查井結(jié)構(gòu)簡圖；圖3為本發(fā)明的高負(fù)荷水解池結(jié)構(gòu)簡圖；圖4為本發(fā)明的自然復(fù)氧/沉淀一體化裝置結(jié)構(gòu)簡圖；·
圖5為本發(fā)明的人工濕地結(jié)構(gòu)示意圖；圖5-1為本發(fā)明的防堵塞進(jìn)水分布器結(jié)構(gòu)簡圖；圖5-2為本發(fā)明的強(qiáng)化除磷脫氮槽結(jié)構(gòu)簡圖；圖5-3為本發(fā)明的人工濕地出水收集器結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。如圖I所示，在本復(fù)合人工濕地系統(tǒng)中，污水經(jīng)總進(jìn)水管進(jìn)入調(diào)壓檢查井1，進(jìn)一步進(jìn)入后續(xù)的高負(fù)荷水解池2、自然復(fù)氧/沉淀一體化裝置3及人工濕地4進(jìn)行多級處理后經(jīng)總出水管排放。如圖2所示，調(diào)壓檢查井I包括調(diào)壓檢查井井體10，調(diào)壓檢查井井體10的井壁上設(shè)置有進(jìn)水管一 U、出水管一 12、溢流管13,所述出水管12位于調(diào)壓檢查井井體10中部，進(jìn)水管11和溢流管13位于調(diào)壓檢查井井體10的上部,且溢流管13位置在進(jìn)水管11之上，所述進(jìn)水管11設(shè)有導(dǎo)流裝置15，所述溢流管13上設(shè)有水位調(diào)節(jié)閘板14，所述出水管一 12與高負(fù)荷水解池2連接。所述溢流管13用于排除多余流量污水，該管的始端與污水檢查井井體10相連通，可控制溢流管13管底與后續(xù)處理系統(tǒng)水位的高差，確保進(jìn)入高負(fù)荷水解池2、人工濕地4污水水位恒定，使人工濕地系統(tǒng)按設(shè)計(jì)負(fù)荷正常運(yùn)行。所述進(jìn)水管一 11設(shè)有導(dǎo)流裝置(彎管或擋板)15，便于污水向下沉入調(diào)壓檢查井下部，進(jìn)行懸浮物沉降分離，去除部分懸浮物及部分有機(jī)物，同時(shí)，通過導(dǎo)流，避免與出水管一12間發(fā)生短流。當(dāng)污水水位在設(shè)計(jì)水位時(shí)，進(jìn)水管一 11的出水通過導(dǎo)流裝置15向下進(jìn)入調(diào)壓檢查井井體10的底部，通過出水管一 12流出調(diào)壓檢查井I，進(jìn)入后續(xù)的高負(fù)荷水解池2、自然復(fù)氧/沉淀一體化裝置3、人工濕地4進(jìn)行生化處理后經(jīng)最終排放；當(dāng)污水水位超過設(shè)計(jì)水位時(shí)，進(jìn)水管一 11的出水通過導(dǎo)流裝置15向下進(jìn)入調(diào)壓檢查井井體10的底部，一部分仍通過出水管一 12進(jìn)入后續(xù)的高負(fù)荷水解池2、自然復(fù)氧/沉淀一體化裝置3及人工濕地4進(jìn)行生化處理后最終排放，多余部分則通過溢流管13流出調(diào)壓檢查井1，以保持后續(xù)高負(fù)荷水解池2、人工濕地4的水位不超過設(shè)計(jì)水位，保障生態(tài)處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
如圖3所示，高負(fù)荷水解池2包括進(jìn)水管二 21、隔板22、PVC底板23、潛污泵24、水位控制儀25、出水管二 26、排氣孔27。污水經(jīng)進(jìn)水管二 21流入高負(fù)荷水解池2，經(jīng)池內(nèi)設(shè)置的隔板22后，由放置在PVC底板23上的潛污泵24通過水位控制儀25的控制經(jīng)出水管二 26將處理過的污水送至自然復(fù)氧/沉淀一體化裝置3。在高負(fù)荷水解池2的頂部設(shè)有排氣孔27。如圖4所示，自然復(fù)氧/沉淀一體化裝置3包括水射器31、水蘑菇噴淋32、多級交錯(cuò)層疊式波紋板33、斜板(或斜管)沉淀區(qū)34和出水收集區(qū)35。來自高負(fù)荷水解池2的污水首先通過水射器31，進(jìn)一步通過水蘑菇噴淋32及多級交錯(cuò)層疊式波紋板33后，重力流跌入斜板(或斜管)沉淀區(qū)34，經(jīng)過斜板(或斜管)沉淀區(qū)34底部的連通，自流進(jìn)入出水收集區(qū)35，再通過出水管三進(jìn)入人工濕地，藉此對污(廢)水進(jìn)行自然復(fù)氧，提高DO水平，以提高后續(xù)人工濕地的處理效果。如圖5所示，人工濕地4包括防堵塞進(jìn)水分布器41、強(qiáng)化除磷脫氮槽42及出水收集器43。自然復(fù)氧/沉淀一體化裝置的出水經(jīng)防堵塞進(jìn)水分布器41，均勻噴灑于人工濕地處理系統(tǒng)內(nèi)，進(jìn)一步提高DO和降低人工濕地進(jìn)水的SS，經(jīng)人工濕地本體及強(qiáng)化除磷脫氮槽·42的處理，穩(wěn)定并提高人工濕地對有機(jī)物及氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)的去除效果，最后經(jīng)出水收集器43收集后達(dá)標(biāo)排放。如圖5-1所示，防堵塞進(jìn)水分布器41包括穿孔管411、防沖擊擋板412、集水沉淀槽413、格柵414、礫石區(qū)415、多孔布水花墻416六部分。在集水沉淀槽413進(jìn)水面的上部設(shè)有穿孔管411，在集水沉淀槽413中正對著穿孔管411的進(jìn)口處設(shè)有防沖擊擋板412，在集水沉淀槽413出水面的上部設(shè)有格柵414并與位于集水沉淀槽413旁的礫石區(qū)415的進(jìn)水面連通，礫石區(qū)415的出水面設(shè)有多孔布水花墻416，多孔布水花墻416的外面為本分布器的出水面。穿孔管411外表面的上下兩側(cè)交錯(cuò)設(shè)有通孔。在集水沉淀槽413底部設(shè)有污泥排放管4131。污水通過穿孔管411，經(jīng)防沖擊擋板412阻隔后進(jìn)入集水沉淀槽413，再經(jīng)過格柵414進(jìn)入濕地前部的礫石區(qū)415，最后經(jīng)多孔布水花墻416均勻分布后進(jìn)入濕地本體。如圖5-2所示，強(qiáng)化除磷脫氮槽42包括防滲底板421，穿孔隔板422，曝氣器423，除磷填料424。其底部為槽底防滲底板421，兩側(cè)為進(jìn)、出水穿孔隔板422，在槽底防滲底板421上設(shè)有曝氣器423，除磷填料424填充于強(qiáng)化除磷脫氮槽中。在槽內(nèi)布設(shè)微孔或穿孔管曝氣器，對流經(jīng)的污(廢)水425進(jìn)行再補(bǔ)氧，使在全濕地系統(tǒng)形成多個(gè)A/0和硝化/反硝化鏈，強(qiáng)化脫氮效果和難降解有機(jī)物的去除效果；曝氣器423為微孔或穿孔管曝氣器，為避免受填料撞擊，曝氣器上部設(shè)固體網(wǎng)架構(gòu)件。所述的除磷填料424粒徑為20 50mm，為具有高吸附性能和高反應(yīng)活性的富含鈣、鐵、鎂等離子的材料。如圖5-3所示，人工濕地出水收集器43包括穿孔布水花墻431，笛形管集水裝置432，集中出水收集裝置433，礫石緩沖區(qū)434、集水槽435。其中，礫石緩沖區(qū)434的進(jìn)水端為本收集器的進(jìn)水端，在該端設(shè)有穿孔布水花墻431，穿孔布水花墻431隨濕地寬度而設(shè)置，自上而下均勻打孔，對濕地出水進(jìn)行控制，保證來流均勻分布；在礫石緩沖區(qū)434的出水側(cè)設(shè)置笛形收集管432，用于收集礫石緩沖區(qū)434出水，集水槽435的出水端設(shè)有集中出水收集裝置433。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)?！?br> 權(quán)利要求
1.一種用于污水處理與生態(tài)修復(fù)的復(fù)合人工濕地系統(tǒng)，其特征在于包括依次連接的調(diào)壓檢查井、高負(fù)荷水解池、自然復(fù)氧/沉淀一體化裝置、人工濕地； 所述調(diào)壓檢查井包括調(diào)壓檢查井井體，調(diào)壓檢查井井體的井壁上設(shè)置有進(jìn)水管一、出水管一、溢流管，所述出水管一位于調(diào)壓檢查井井體的中部，進(jìn)水管一和溢流管位于調(diào)壓檢查井井體的上部，且溢流管位置在進(jìn)水管一之上，所述進(jìn)水管一設(shè)有導(dǎo)流裝置，所述溢流管上設(shè)有水位調(diào)節(jié)閘板，所述出水管一與高負(fù)荷水解池連接。
所述高負(fù)荷水解池包括進(jìn)水管二、隔板、PVC底板、潛污泵、水位控制儀、排氣孔、出水管二，所述進(jìn)水管二與所述出水管一連接，高負(fù)荷水解池內(nèi)設(shè)置有隔板，高負(fù)荷水解池的頂部設(shè)有排氣孔，所述PVC底板安裝在高負(fù)荷水解池內(nèi)，PVC底板上安裝有由水位控制儀控制的潛污泵，潛污泵與出水管二連接，出水管二連接至自然復(fù)氧/沉淀一體化裝置； 所述自然復(fù)氧/沉淀一體化裝置包括水射器、水蘑菇噴淋、多級交錯(cuò)層疊式波紋板、沉淀區(qū)、出水收集區(qū)、出水管三，所述水射器與所述出水管二連接，水射器后設(shè)有水蘑菇噴淋，水射器下方設(shè)有多級交錯(cuò)層疊式波紋板，多級交錯(cuò)層疊式波紋板下方設(shè)有沉淀區(qū)，沉淀區(qū)與出水收集區(qū)連通，出水收集區(qū)與出水管三連接，出水管三連接至人工濕地；· 所述人工濕地包括人工濕地本體、防堵塞進(jìn)水分布器、強(qiáng)化除磷脫氮槽、出水收集器；所述防堵塞進(jìn)水分布器與所述出水管三連接，防堵塞進(jìn)水分布器與人工濕地本體連接，人工濕地本體上設(shè)有強(qiáng)化除磷脫氮槽，人工濕地本體與出水收集器連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于污(廢)水處理與生態(tài)修復(fù)的復(fù)合人工濕地系統(tǒng)，包括調(diào)壓檢查井、高負(fù)荷水解池、自然復(fù)氧/沉淀一體化裝置及人工濕地四部分組成，人工濕地又包括人工濕地本體、防堵塞進(jìn)水分布器、強(qiáng)化除磷脫氮槽及出水收集器等。所述調(diào)壓檢查井位于該系統(tǒng)的最前端，污水依次經(jīng)調(diào)壓檢查井、高負(fù)荷水解池、自然復(fù)氧/沉淀一體化裝置后進(jìn)入人工濕地，通過人工濕地防堵塞進(jìn)水分布器進(jìn)行進(jìn)水分布，經(jīng)人工濕地本體及強(qiáng)化除磷脫氮槽處理后，通過出水收集器收集排放。本發(fā)明主要用于城市污水處理、初期雨水與工業(yè)尾水的深度凈化及受污染河、湖等地面水體的生態(tài)修復(fù)。
文檔編號C02F9/14GK102745869SQ201210257879
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者李賀, 王世和 申請人:東南大學(xué)