專利名稱：潛流式人工濕地自動(dòng)增氧系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能自動(dòng)增加水中溶解氧的系統(tǒng)，尤其是能自動(dòng)增加廢水中溶解氧，提高脫氮效率的潛流式人工濕地用增氧系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
人工濕地是20世紀(jì)七八十年代發(fā)展起來的一種新型廢水處理工藝，該方法具有“一高三低”的特點(diǎn)，即高效率、低投資、低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用、低維持技術(shù)。近年來，已成功地用于含油廢水，生活污水、城市暴雨徑流、礦山廢水、養(yǎng)殖場(chǎng)廢水的處理，以及湖泊污染防治等。
目前，根據(jù)廢水流徑方式的不同來劃分，人工濕地廢水處理工藝的類型主要有3種形式表面流(SFW)工藝，地下潛流(SSFW)工藝，垂直流濕地(VFW)。由于表面流濕地與自然濕地極為類似，且運(yùn)行受氣候影響較大，夏季還有滋生蚊蠅的可能，故設(shè)計(jì)中一般不用；垂直流濕地的污水從濕地表面縱向流向填料床底部，床體處于不飽和狀態(tài)，氧氣可通過大氣擴(kuò)散和植物傳輸進(jìn)人濕地系統(tǒng)。垂直流濕地的硝化能力高于地下潛流濕地，但其建造要求高，夏季易滋生蚊蠅，所以使用較少；地下潛流工藝中廢水在人工濕地的地表下流動(dòng)，保溫效果好、負(fù)荷高、處理效果受氣候的影響小，且衛(wèi)生條件好，很少有惡臭和滋生蚊蠅的現(xiàn)象，目前國際上采用較多的也正是這種工藝。但是氮的去除一直是潛流人工濕地效能的限制因素，尤其是在冬季。一般TN去除率為44％，NH3-N去除率為45％。
潛流人工濕地處理系統(tǒng)對(duì)N的去除作用包括基質(zhì)的吸附、過濾、沉淀以及氨的揮發(fā)，植物的吸收和濕地中微生物作用下經(jīng)硝化、反硝化作用去除。微生物的硝化、反硝化作用在氮的去除中有重要作用，其基本條件是存在大量的硝化和反硝化細(xì)菌和適當(dāng)?shù)臐竦赝寥拉h(huán)境條件，硝化過程中需要硝化菌群的存在以及必要的好氧環(huán)境。潛流式濕地中氧的提供主要靠植物的根際傳輸，因此，潛流式濕地內(nèi)部，特別是非根際區(qū)經(jīng)常處于厭氧狀態(tài)，從而限制了硝化菌的增長及硝化反應(yīng)的發(fā)生。那么，硝化反應(yīng)能否順利進(jìn)行就直接決定著濕地系統(tǒng)脫氮能力的高低；因此，增加潛流式人工濕地中的溶解氧，就可以使微生物的硝化反應(yīng)順利進(jìn)行，再經(jīng)過微生物的反硝化作用將氮去除，進(jìn)而提高脫氮效率，但目前尚無相關(guān)的增氧系統(tǒng)問世。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種能增加所處理廢水的溶解氧，從而提高潛流式人工濕地對(duì)氮的去除效果，而且不用消耗任何動(dòng)力的潛流式人工濕地自動(dòng)增氧系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是自廢水輸入管至潛流式人工濕地入水口按照水自然流動(dòng)的落差，依次設(shè)置增氧器水槽I、增氧器和增氧器水槽II，所述增氧器是在連接于增氧器水槽II和增氧器水槽II之間的連接管上設(shè)置射流器；在潛流式人工濕地中設(shè)置增氧管路，所述增氧管路由至少兩層水平管和與各層水平管貫通、且上端伸出濕地地表的豎管組成，豎管頂端呈180度彎，水平管管壁上開有通孔。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于，在所述連接管中部串聯(lián)設(shè)置漸縮接頭和漸擴(kuò)接頭，所述漸縮接頭和漸擴(kuò)接頭的小端對(duì)應(yīng)連接，并與所述的射流器相連，射流器上豎立的直管頂端180度彎。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于在所述水平管上開設(shè)的通孔位于水平管的管下部，通孔的孔徑為1～2mm，孔間距為0.5～1.0cm。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在1、本發(fā)明可以在不用使用任何額外動(dòng)力的情況下，在廢水進(jìn)入潛流式人工濕地之前增加廢水的溶解氧；2、本發(fā)明通過在潛流式人工濕地中預(yù)埋穿孔管，利用廢水的流動(dòng)增加廢水中的溶解氧含量，進(jìn)而提高潛流式人工濕地的脫氮效果3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造安裝方便。


圖1為本發(fā)明廢水處理工藝流程示意圖。
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3(A)為本發(fā)明增氧器水槽與增氧器主視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3(B)為圖3(A)的俯視圖。
圖4(A)為本發(fā)明潛流式人工濕地中增氧管路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4(B)為圖4(A)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5(A)為圖4(A)的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5(B)為本發(fā)明增氣管路中水平管橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)1增氧器水槽I、2增氧器、3增氧器水槽II、4潛流式人工濕地、5廢水輸入管、6人工濕地入水口、7連接管、8射流器、9水平管、10豎管、11通孔、12、漸縮接頭、13漸擴(kuò)接頭、14豎立的直管。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
參見圖1、圖2，本實(shí)施例自廢水輸入管5至潛流式人工濕地入水口6按照水自然流動(dòng)的落差，依次設(shè)置I號(hào)增氧器水槽1、增氧器2和II號(hào)增氧器水槽3。其中，I號(hào)增氧器水槽1的入口與廢水輸入管5相通，II號(hào)增氧器水槽3的出口與潛流式人工濕地入水口6相通；在人工濕4地中設(shè)置增氧管路。
參見圖3(A)、圖3(B)，本實(shí)施例中，增氧器2是在連接于I號(hào)增氧器水槽1和II號(hào)增氧器水槽3之間的連接管7上設(shè)置射流器8。具體實(shí)施中，在連接管7中部串聯(lián)設(shè)置漸縮接頭12和漸擴(kuò)接頭13，漸縮接頭12和漸擴(kuò)接頭13的小端對(duì)應(yīng)連接，并與射流器8相連。
本實(shí)施例中射流器8的結(jié)構(gòu)形式如圖2及圖3(A)所示，它具有一段分別與漸縮接頭12、漸擴(kuò)接頭13的小端相連的中間管，與水流方向成鈍角并連接在中間管中部的斜管，以及與斜管相連的豎立的直管14，其中，豎立的直管14的上部呈180度彎，射流器8可以直接從市場(chǎng)購得。
理論上講，為使水自然流動(dòng)，以及獲得較好的增氧效果，在各水槽之間的落差應(yīng)該越大越好，但實(shí)際中考慮到其他因素，落差在0.5-1.0米之間較好。具體設(shè)置可以為I號(hào)增氧器水槽1的水位高出II號(hào)增氧器水槽3的水位0.5-1.0米；II號(hào)增氧器水槽3的水位比潛流式人工濕地4的水位高出約20cm；潛流式人工濕地4中的水位落差根據(jù)具體的濕地尺寸來確定。
參見圖4(A)、圖4(B)和圖5(A)，潛流式人工濕地4中的增氧管路由至少兩層水平管9和與各層水平管9貫通、且上端伸出人式濕地4的地表的豎管10組成，豎管10的頂端呈180度彎，水平管9管壁上開有通孔11。
參見圖5(A)、圖5(B)，具體實(shí)施中，為了避免在增氧管路中形成堵塞，開設(shè)在水平管9上的通孔11應(yīng)該位于水平管9的管下部，通孔11的孔徑為1～2mm，孔間距為0.5～1.0cm。
工作過程廢水經(jīng)收集通過廢水輸入管5進(jìn)入I號(hào)增氧器水槽1，當(dāng)廢水在I號(hào)增氧器水槽1中達(dá)到一定深度，廢水在流經(jīng)連接管7時(shí)，首先流經(jīng)漸縮接頭12，進(jìn)入射流器8的中間管，此時(shí)廢水在射流器8的中間管中流速加快，并因射流器8的特殊結(jié)構(gòu)而由豎立的直管14吸入一定量的空氣；再經(jīng)過漸擴(kuò)接頭13后，廢水流速相對(duì)減緩，空氣與廢水得到較好的混合，從而增加了廢水中的溶解氧。
潛流式人工濕地采用連續(xù)進(jìn)水間歇出水的工作方式，從II號(hào)增氧器水槽3中流出的廢水進(jìn)入潛流式人工濕地4，在潛流式人工濕地4中依靠基質(zhì)的吸附、過濾、沉淀以及氨的揮發(fā)、植物的吸收和潛流式人工濕地中微生物的硝化、反硝化作用對(duì)氮進(jìn)行去除，但主要是微生物的硝化、反硝化作用。由于廢水在進(jìn)入潛流式人工濕地之前的自動(dòng)增氧，廢水中的溶解氧含量增加，微生物的硝化反應(yīng)得以在較好的環(huán)境中進(jìn)行，再經(jīng)過微生物的反硝化作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)氮的去除。由于潛流式人工濕地中廢水在地下流動(dòng)，大氣的賦氧作用不很明顯，而在人工濕地中鋪設(shè)的增氧管路可以使水平管9中的水與大氣接觸，增強(qiáng)大氣的賦氧作用。在廢水流出潛流式人工濕地的同時(shí)，將增氧管路中部分溶解氧含量較高的廢水吸入潛流式人工濕地，此部分含氧量較高的廢水有助于微生物的硝化作用，再經(jīng)過微生物的反硝化作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)氮的去除。
權(quán)利要求
1.潛流式人工濕地自動(dòng)增氧系統(tǒng)，其特征是自廢水輸入管(5)至潛流式人工濕地入水口(6)按照水自然流動(dòng)的落差，依次設(shè)置增氧器水槽I(1)、增氧器(2)和增氧器水槽II(3)，所述增氧器(2)是在連接于增氧器水槽II(1)和增氧器水槽II(3)之間的連接管(7)上設(shè)置射流器(8)；在潛流式人工濕地(4)中設(shè)置增氧管路，所述增氧管路由至少兩層水平管(9)和與各層水平管(9)貫通、且上端伸出濕地地表的豎管(10)組成，所述豎管(10)的頂端呈180度彎，水平管(9)的管壁上開有通孔(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛流式人工濕地自動(dòng)增氧系統(tǒng)，其特征是在所述連接管(7)的中部串聯(lián)設(shè)置漸縮接頭(12)和漸擴(kuò)接頭(13)，所述漸縮接頭(12)和漸擴(kuò)接頭(13)的小端對(duì)應(yīng)連接，并與所述的射流器(8)相連，射流器(8)上豎立的直管(14)頂端180度彎。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛流式人工濕地自動(dòng)增氧系統(tǒng)，其特征是所述水平管(9)上開設(shè)的通孔(11)位于水平管(9)的管下部，通孔(11)的孔徑為1～2mm，孔間距為0.5～1.0cm。
全文摘要
潛流式人工濕地自動(dòng)增氧系統(tǒng)，其特征是自廢水輸入管至潛流式人工濕地的入水口按照水自然流動(dòng)的落差，依次設(shè)置增氧器水槽I、增氧器和增氧器水槽II，增氧器是在連接于增氧器水槽II和增氧器水槽II之間的連接管上設(shè)置射流器；在潛流式人工濕地中設(shè)置增氧管路，增氧管路由至少兩層水平管和與各層水平管貫通、且上端伸出濕地地表的豎管組成，豎管頂端呈180度彎，水平管管壁上開有通孔。本系統(tǒng)可大大提高潛流式人工濕地中廢水的溶解氧含量，提高脫氮效果，無需增加外界動(dòng)力。
文檔編號(hào)C02F7/00GK1792883SQ20051009524
公開日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月1日
發(fā)明者孫亞兵, 馮景偉, 李署, 田園春, 李茂 , 趙大勇, 馬海云, 帖靖璽, 張繼彪 申請(qǐng)人:南京大學(xué)