本發(fā)明的目的是一種具有地面和根部過濾器的人工濕地污水處理系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)用于公共污水的自然處理，作為本地社區(qū)或單個(gè)住宅的污水處理廠。

有很多已知的具有地面和根部過濾器和水平或垂直流動的污水的濕地類型的污水處理廠，其中濾床由砂礫層和沙子層組成。在這種類型的污水處理廠，頂部過濾層種植蘆葦或其他親水性植物。由于通過枝條將氧氣運(yùn)輸至根部，因此圍繞著植物的根部創(chuàng)建了含氧區(qū)。在根部直系附近創(chuàng)建的含氧區(qū)之外，還有一個(gè)厭氧微生物在此生長的厭氧區(qū)。有氧區(qū)和厭氧區(qū)的存在，導(dǎo)致提高了參與污水成分分解的微生物的多樣性，包括有機(jī)物質(zhì)的氧化，硝化，反硝化，和磷的結(jié)合物。基于地面和根部的污水處理廠的大小取決于流入的污水量。太少的污水可能會導(dǎo)致植物枯萎。過多的污水，以及降雨帶來的洪水泛濫，可能導(dǎo)致污水處理的不足和過濾層的堵塞。此外，濾床結(jié)構(gòu)應(yīng)該為微生物的生長提供充分的條件。

波蘭專利號PL198680的專利說明書示出了一種生物污水處理廠，其具有一個(gè)外露蓄水池，配備一個(gè)具有垂直流污水的生物濾床。濾床由砂礫的底層、沙子的中層和種植著濕地植被的有機(jī)頂層構(gòu)成。初步處理后的污水通過位于外露蓄水池的底部的排水系統(tǒng)進(jìn)行收集，并被重力引導(dǎo)至位于下面的反硝化池。經(jīng)處理后的污水被引入檢查井。這種類型的污水處理廠的缺點(diǎn)是占據(jù)相對大的土地面積，在冬季會降低功效和逐漸降低的吸附能力，特別是頂層。

美國專利號US4415450的專利說明書示出了一種利用微生物和親水性植被的污水處理方法，在厭氧條件下，污水在腐化池中進(jìn)行6至24小時(shí)的初始處理，并且流出物上升流引導(dǎo)至濾床。因此，在厭氧區(qū)，污水經(jīng)過位于厭氧區(qū)內(nèi)的濾床下部的微生物的作用，然后在有氧區(qū)分解。呈現(xiàn)在這個(gè)方案中的污水處理廠的示例中，濾床的底層包含尺寸在7.5至15厘米的巖石骨料，中層包含尺寸在2.5至7.5厘米的骨料，并且頂層包含砂礫。這樣的床結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致縮短了污水在床上滯留的時(shí)間、污水在床上不規(guī)則的分布、微生物被沖走和床上沉淀的泛濫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，通過增加有氧區(qū)和無氧區(qū)的使用，以及通過提供微生物和親水性植物的生長的充足條件，提高具有地面和根部過濾器的人工濕地污水處理系統(tǒng)的效率。

具有地面和根部過濾器的人工濕地污水處理系統(tǒng)，包括具有微粒固體過濾器的腐爛沉淀池、分配井、具有PVC管的排水系統(tǒng)和PVC箔絕緣的外露蓄水池，該外露蓄水池填充砂礫層和沙子層，種植的親水性植物的根部系統(tǒng)滲透區(qū)域大于濾床高度的1/3，檢查井在蓄水池出口，根據(jù)本發(fā)明的特征在于，濾床由三層構(gòu)成，底層填充粗粒度橢圓形砂礫，其中分散排水管位于底層高度的2/3處，分散排水管具有連接配送井的單獨(dú)供應(yīng)管并且以通風(fēng)煙囪作為終端，中層填充細(xì)粒度橢圓形砂礫，和頂層填充沙子，其中在頂層高度的一半處，布置具有出口連接至檢查井的收集排水管，由于腐爛沉淀池中污水的高度位于收集排水管的高度之上，在腐爛沉淀池中的污水通過供應(yīng)管由重力導(dǎo)向蓄水池。此外，分散排水管具有橫向槽，布置于排水管環(huán)形的側(cè)部。

有利地，底層是由8-16毫米顆粒的砂礫構(gòu)成，并且中層是由4-8毫米顆粒的砂礫構(gòu)成。

有利地，頂層是由0.05-4毫米顆粒的沙子構(gòu)成。

有利地，每一層具有相同高度，特別是1米，有±10％的公差。

有利地，外露蓄水池由具有傾斜的墻壁和矩形底部的狹窄空間的坑構(gòu)成。

有利地，外露蓄水池中的濾床體積是腐爛沉淀池體積的10到12倍。

有利地，收集排水管被水平布置為線圈的形狀，特別是螺旋形，收集排水管一端出口連接位于蓄水池出口的檢查井，在蓄水池中，收集排水管被布置在從蓄水池墻壁到緊鄰線圈部分至少五個(gè)排水管直徑的距離。

在污水處理廠的一個(gè)有利的實(shí)施中，分散排水管沿蓄水池墻壁被布置，最有利的是離墻壁三個(gè)排水管直徑的距離，橫向槽在垂直方向取向，槽之間的距離為排水管直徑的0.8至1.5倍，并且它們的寬度小于中層內(nèi)的砂礫顆粒。

根據(jù)本發(fā)明的解決方案，地面和根部過濾結(jié)構(gòu)保證了微生物的生長和親水性植被的維護(hù)的最佳條件。分散排水管的位置，確保了底層的厭氧微生物生長的有利條件，包括排水管的下面。收集排水管的位置，保證了保持在蓄水池中的污水的穩(wěn)定水位。此外，以這樣的方式執(zhí)行的過濾器結(jié)構(gòu)，通過具有位于供應(yīng)管和腐爛沉淀池中的污水高度之上的出口的收集排水管，確保了足夠的液壓和污水的接收。狹窄空間的蓄水池占地面積小，大約比處理效率相當(dāng)?shù)钠渌麧竦仡愋臀鬯幚韽S小三倍。

附圖說明

本發(fā)明目的在如附圖所示的實(shí)例實(shí)現(xiàn)，其中：

圖1示出了具有地面和根部過濾器的蓄水池的污水處理廠的側(cè)視截面圖；

圖2示出了蓄水池輪廓內(nèi)的分散排水管的布局的俯視圖；

圖3示出了具有供應(yīng)管的分散排水管的布局和煙囪的透視圖；

圖4示出了蓄水池輪廓內(nèi)的收集排水管的布局的俯視圖；

圖5示出了排水管片段的側(cè)視圖；

圖6示出了排水管片段的俯視圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，基于植物的污水處理廠，包括具有微粒固體過濾器的腐爛沉淀池1、配送井2和具有PVC管的排水系統(tǒng)和地面和根部過濾器的外露蓄水池4。外露蓄水池4中濾床的體積是腐爛沉淀池1體積的10到12倍。外露蓄水池4由具有傾斜的墻壁和矩形底部形成的狹窄空間的坑構(gòu)成。使用厚度至少是0.5毫米的PVC箔墊在坑的底部和墻壁上，使蓄水池4與地面絕緣。地面和根部過濾器是由兩個(gè)砂礫層和種植親水性植被10的沙子層組成。每一層具有相同高度，有±10％的公差，最好是1米。底層9填充8-16毫米顆粒的粗粒度橢圓形砂礫，在此，分散排水管5布置于底層高度的2/3處。分散排水管5與供應(yīng)管3連接并連接到配送井2，該排水管的末端連接到通風(fēng)煙囪11。中層8填充4-8毫米顆粒的細(xì)粒度橢圓形砂礫。頂層7填充0.05-4毫米顆粒的沙子，其中具有出口通向檢查井12的收集排水管6被布置于頂層高度的一半處。分散排水管5和收集排水管6最少使用直徑100毫米的PVC管。

如圖2所示，分散排水管5沿著蓄水池4的墻壁被布置，距離墻壁約三個(gè)排水管直徑的距離，或離相當(dāng)于底層9厚度的大約1/3的距離，距離墻壁最少30厘米。圖3的透視圖示出了分散排水管5與供應(yīng)管3和通風(fēng)煙囪11的連接關(guān)系。通風(fēng)煙囪11用于排水管的通風(fēng)。在排水管末端的通風(fēng)煙囪11的位置引起供給的污水的穿梭移動，以防止排水管淤塞。如圖5、圖6所示，橫向槽13被布置在分散排水管5環(huán)路的側(cè)部。在這個(gè)排水系統(tǒng)層中，橫向槽13是被垂直定位的，并且槽之間的距離是排水管直徑的0.8到1.5倍。橫向槽13的寬度小于中層8的砂礫顆粒，橫向槽13的寬度從1至4毫米。

如圖4所示，收集排水管6被水平布置為類似螺旋線圈的形狀。該排水管一端出口連接檢查井12。收集排水管6被布置在距離蓄水池4墻壁和緊鄰線圈部分至少五個(gè)排水管直徑的距離。腐爛沉淀池1中的污水和出口處連接蓄水池4的供應(yīng)管3的水平部分的高度低于收集排水管6和其從蓄水池4的出口的高度。

腐爛沉淀池1的目的是在一個(gè)厭氧發(fā)酵過程中，將未經(jīng)處理的污水進(jìn)行初始處理，并將未經(jīng)處理的污水的固體部分分離。腐爛沉淀池1的尺寸與被排放的污水的尺寸成正比例，并且等于五天未經(jīng)處理的污水的平均排放量的至少2/3。配送井的目的是為了緩沖污水，為了將污水均勻地提供給地面和根部過濾器。具有底部出口的檢查井12，是用于保持濾床的足夠濕度水平，并將多余的污水引導(dǎo)至接收器。這樣的接收器可以是澄清池、干燥井、地面排水系統(tǒng)、排水溝，天然水庫或河道。

與具有地面和根部過濾器的其他污水處理廠相比，以類似的污水處理效率，根據(jù)本發(fā)明的污水處理廠占地面積小三倍。地面和根部過濾器的結(jié)構(gòu)為微生物的生長，特別是靠近底層低于分散排水管處，和蓄水池內(nèi)的污水適當(dāng)?shù)囊簤禾峁┝俗罴褩l件。保持在蓄水池中的污水的恒定高度導(dǎo)致親水植被更易于保養(yǎng)。地面和根部過濾器可以使用本地材料容易地被制成，從而導(dǎo)致低工程造價(jià)。蓄水池結(jié)構(gòu)和過濾器結(jié)構(gòu)確保在較長的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)的可靠性和耐久性。過濾器的頂層7可以種植當(dāng)?shù)氐挠H水性植被，其根系滲透面積比濾床高度大1/3。根據(jù)本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)污水處理廠是種植常見的蘆葦(common reed Phragmites Australis)。種植密度為每平方米8棵。

權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)

1.具有地面和根部過濾器的人工濕地污水處理系統(tǒng)，包括具有微粒固體過濾器的腐爛沉淀池、配送井和具有構(gòu)成分散排水管和收集排水管的PVC管的排水系統(tǒng)和PVC箔絕緣的外露蓄水池4，該外露蓄水池填充砂礫層和沙子層，種植的親水性植被的根部系統(tǒng)滲透區(qū)域大于濾床高度的1/3，和檢查井在蓄水池出口，其特征在于，濾床由三層構(gòu)成，底層(9)填充粗粒度橢圓形砂礫，其中分散排水管(5)沿著蓄水池的墻壁被布置于底層高度的2/3處，分散排水管(5)具有連接配送井(2)的單獨(dú)供應(yīng)管(3)并以通風(fēng)煙囪(10)為終端，中層(8)填充細(xì)粒度橢圓形砂礫，和頂層(7)填充沙子，其中在頂層高度的一半處，具有出口連接至檢查井(12)的收集排水管(6)以線圈的形狀被水平地布置，腐爛沉淀池(1)中污水的高度位于收集排水管(6)高度之下，在腐爛沉淀池中的污水通過供應(yīng)管(3)由重力導(dǎo)向蓄水池(4)，此外，分散排水管(5)具有橫向槽(13)，布置于排水管圓周的側(cè)部。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于：底層(9)是由8-16毫米顆粒的砂礫構(gòu)成，和中層(8)是由4-8毫米顆粒的砂礫構(gòu)成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于：頂層(7)是由0.05-4毫米顆粒的沙子構(gòu)成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于：每一層具有相同高度，優(yōu)選是1米，有±10％的公差。

5.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于：外露蓄水池(4)由具有傾斜的墻壁和矩形底部的狹窄空間的坑構(gòu)成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于：外露蓄水池(4)中的濾床體積是腐爛沉淀池(1)體積的10到12倍。

7.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于：收集排水管(6)被布置為線圈的形狀，特別是螺旋形，收集排水管一端出口連接到蓄水池出口的檢查井(12)，收集排水管(6)被布置在離蓄水池墻壁(4)和緊鄰線圈部分至少五個(gè)排水管直徑的距離。

8.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于：離墻壁三個(gè)排水管直徑的距離，分散排水管(5)沿蓄水池墻壁(4)被布置。

9.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于：橫向槽(13)垂直方向取向，槽之間的距離是排水管直徑的0.8至1.5倍。

10.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于：橫向槽(13)的寬度小于中層(8)內(nèi)的砂礫顆粒。