專利名稱：一種垂直流人工濕地底層曝氣增氧方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本項技術(shù)屬于水污染控制領(lǐng)域，可應(yīng)用于垂直流人工濕地改善系統(tǒng)氧化環(huán)境、提高凈化效果。
背景技術(shù)：
垂直流人工濕地作為水污染控制的一項技術(shù)，具有投資運行成本低、生態(tài)安全性好、規(guī)模適用性強等優(yōu)點，但同時，占地廣、易堵塞、凈化能力有限且季節(jié)性波動大等缺點讓人們常常對它望而卻步。我國目前正在運行的人工濕地污水處理工程中水力負荷大多在0. 025-0. 2m3/m2. d之間，0 &表面負荷也只有0. 007-0. 01 kg/m2, d。而據(jù)美國環(huán)保局對100多個運行中人工濕地的調(diào)查，有將近一半的濕地系統(tǒng)在投入使用后的5年內(nèi)形成了堵塞。究其原因，氧利用率低是造成人工濕地凈化效率較低的主要原因。缺氧條件下，生物不能進行正常的有氧呼吸，還原態(tài)的某些元素和有機物的濃度可達到有毒的水平。較低的氧濃度導(dǎo)致濕地系統(tǒng)內(nèi)有機質(zhì)氧化分解速率降低，硝化反應(yīng)不徹底，限制了濕地系統(tǒng)氮的去除，而濕地系統(tǒng)的堵塞大多是由于污水中的懸浮物和有機質(zhì)在濕地系統(tǒng)中的滯留、累積造成的。因此充足地供氧可以提高濕地系統(tǒng)凈化能力、延長使用壽命的關(guān)鍵。而現(xiàn)有的濕地工藝主要通過結(jié)構(gòu)布局和進水方式的調(diào)整來改善濕地內(nèi)的氧化環(huán)境，改善能力有限，且效果穩(wěn)定性較差，本次發(fā)明的垂直流人工濕地底層曝氣增氧方法，通過在傳統(tǒng)的上升流垂直潛流濕地進水系統(tǒng)中增加了一套人工微曝氣系統(tǒng)，在進入濕地系統(tǒng)前實現(xiàn)水氣混合，不僅可以提高進水中的溶氧含量，也對濕地系統(tǒng)內(nèi)部的氧化環(huán)境進行改善，并能通過阻逆套管設(shè)計，防止雜物堵塞氣孔，保持曝氣系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運行。

發(fā)明內(nèi)容
垂直流人工濕地底層曝氣增氧方法主要包括垂直流濕地布水系統(tǒng)特征、布氣管網(wǎng)、輸氣管道及曝氣控制系統(tǒng)，具體內(nèi)容如下1、布水特征屬大阻力配水系統(tǒng)，布水管由布水溝底部引入垂直流濕地底部，進入濕地后縱貫垂直流濕地，末端封閉，所述布水管為①IIOmm的UPVC管,布水管間距為500mm。布水管頂部鉆O 6mm小孔作為布水孔，孔距為500mm。水流由布水溝進入布水管，再從布水 管頂部流出進入濕地系統(tǒng)。2、曝氣管路的結(jié)構(gòu)形式特征輸氣主管為O IOOmm鍍鋅鋼管，輸氣支管為0 40mmUPVC，曝氣管為外徑O 20mmPVC管，曝氣管路上鉆O 2mm小孔作為曝氣孔，曝氣孔上安裝阻逆套管，管路末端封閉。3、阻逆套管特征所述阻逆套管為內(nèi)徑O 20mm硅橡膠管，長度30mm，套在每個曝氣孔中心位置，在曝氣狀態(tài)下張開，曝氣停止時，緊貼曝氣孔，可以防止懸浮顆粒物或生物殘體堵塞曝氣孔。4、曝氣位置形態(tài)特征所述曝氣方式采用穿孔曝氣管進行曝氣，即2中所述的曝氣管，穿入I所述的布水管內(nèi)部，安置于垂直流濕地底部，故其間距也為500mm。空氣由曝氣管中小孔冒出后穿越布水孔進入濕地基質(zhì)層，然后向上流動至濕地上部后逸出5、曝氣控制系統(tǒng)所述可調(diào)控曝氣控制系統(tǒng)包括主供氣管路、電磁式空氣閥門、供電線路、控制柜與時間控制器組成，其特征為主供氣管路為0100鋼管，從主供氣管路上設(shè)置三通彎頭接出管段連接電磁式空氣閥門，然后再接以一級分支管路。供電線路由控制柜引出，分別引入并控制電磁式空氣閥門，供電線路連接控制柜中的時間控制器。本項發(fā)明主要有以下優(yōu)點1、可以實現(xiàn)垂直流濕地系統(tǒng)自動化曝氣充氧，曝氣強度和曝氣方式(連續(xù)或間歇式)可調(diào)。2、操作簡便，可在現(xiàn)有垂直流濕地上直接改造，工程實用性強。 3、阻逆套管設(shè)計可以有效預(yù)防曝氣管堵塞。


附圖1為垂直流濕地曝氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為曝氣支管與阻逆套管結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為曝氣支管與阻逆套管A-A剖視圖。圖例說明如下
權(quán)利要求
1.垂直流人工濕地底層曝氣增氧方法，其特征在于包含以下過程 通過鼓風(fēng)機(3)調(diào)解曝氣強度，使得壓縮空氣進入輸氣主管￠)，并由輸氣主管(6)進入輸氣支管(9)，利用時間控制器(2)控制安裝在輸氣支管(9)上的電磁式空氣閥門(5)來控制垂直流濕地系統(tǒng)的曝氣方式，即采用連續(xù)曝氣或者間歇式曝氣，并確定具體曝氣和停止時間，壓縮空氣通過電磁式空氣閥門(5)進入曝氣管(10)，并由曝氣孔(11)經(jīng)阻逆套管(12)進入布水管(4)，最終隨水流進入濕地系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的布水管，其特征在于沿濕地底部平行布設(shè)，材料為ΦΙΙΟπιπι的UPVC管，間距為500mm,布水管頂部鉆Φ6ι πι小孔作為布水孔,孔距為500mm。
3.根據(jù)權(quán)力要求I所述的輸氣主管，其特征在于輸氣主管(6)為ΦIOOmm鍍鋅鋼管
4.根據(jù)權(quán)力要求I所述的輸氣支管，其特征在于輸氣支管(9)為Φ40πιπιUPVC管。
5.根據(jù)權(quán)力要求I所述的曝氣管，其特征在于曝氣管(10)為Φ20πιπιPVC管，頂部鉆Φ2πιπι小孔作為曝氣孔(11)，孔距為500mm，管路末端封閉。
6.根據(jù)權(quán)力要求I所述的阻逆套管，其特征在于阻逆套管(12)為內(nèi)徑Φ20πιπι硅橡膠管，長度30_，套在每個曝氣孔(11)中心位置，在曝氣狀態(tài)下張開，曝氣停止時，緊貼曝氣孔，可以防止懸浮顆粒物或生物殘體堵塞曝氣孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及垂直流人工濕地底層曝氣增氧方法屬于水污染控制領(lǐng)域，通過在傳統(tǒng)的上升流垂直潛流濕地進水系統(tǒng)中增加了一套人工微曝氣系統(tǒng)，可以實現(xiàn)曝氣方式的自動控制，在進入濕地系統(tǒng)前水氣混合，不僅可以提高進水中的溶氧含量，也對濕地系統(tǒng)內(nèi)部的氧化環(huán)境進行改善，增強了濕地系統(tǒng)的處理能力，并通過阻逆套管設(shè)計，防止雜物堵塞氣孔，保持曝氣系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運行。該技術(shù)可應(yīng)用于新建或已建垂直流人工濕地的設(shè)計和升級改造。
文檔編號C02F7/00GK102992500SQ201210524108
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者潘繼征, 李文朝, 柯凡, 馮慕華 申請人:中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所