專利名稱：垂直潛流式人工濕地凈化污水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人工濕地深度處理污水的方法，具體涉及一種垂直潛流式人工 濕地凈化污水的方法。
背景技術(shù)：
采用人工濕地進(jìn)行污水處理是八十年代發(fā)展起來(lái)的污水處理技術(shù)，90年代以 來(lái)，人工濕地污水處理技術(shù)得到極快的發(fā)展。目前，應(yīng)用最多的新型人工濕地主要為潛 流濕地和垂直流濕地，與傳統(tǒng)的自由表面流濕地相比，二者在提高污染物去除效率、減 小占地面積等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)有的垂直流濕地由基坑、圍堰、布水管網(wǎng)、集水管 網(wǎng)、由透水性基質(zhì)組成的具有一定層數(shù)結(jié)構(gòu)的填料層、依附于填料層的微生物群落及植 被構(gòu)成，布水管網(wǎng)布滿人工濕地，管道較長(zhǎng)，施工投資較大，此外，由于管道較長(zhǎng)，污 水處理過(guò)程中容易造成堵塞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提供一種投資低，污水凈 化效果好的垂直潛流式人工濕地凈化污水的方法。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
本發(fā)明垂直潛流式人工濕地凈化污水的方法，原污水經(jīng)過(guò)前期處理后，污水COD降 至300mg/L以下，無(wú)機(jī)懸浮物(SS)降至20mg/L以下，將其上清液引入人工濕地處 理，所述人工濕地由基坑、圍堰、布水管網(wǎng)、集水管網(wǎng)、由透水性基質(zhì)組成的具有一定 層數(shù)結(jié)構(gòu)的填料層、依附于填料層的微生物群落及植被構(gòu)成，基坑底和圍堰作加固、防 滲處理，所述的布水管網(wǎng)由主管道和與其垂直相連的支管道組成，主管長(zhǎng)度為人工濕地 長(zhǎng)度的1/3-1/2，管徑由過(guò)水量決定，每條布水支管下部?jī)蓚?cè)分布有與水平方向呈45° 的出水孔，出水孔直徑10-20mm，孔間距5_10cm。本發(fā)明中的在人工濕地內(nèi)垂直方向設(shè)有通氣管，所述的通氣管直徑為 150-200mm,每個(gè)通氣管服務(wù)面積為50_80m2。所述的基坑底和圍堰由粘土磚砌成或由石料砌成。對(duì)于處理低濃度污水的人工濕地，所述的填料層從下到上依次為 大顆粒石子層厚度30-50cm 粒徑5-80mm
中顆粒石子層厚度30-540cm 粒徑20_40mm 米石層 厚度20-40cm 粒徑5-10mm。大沙層 厚度20-30cm 粒徑0.5_2mm 米石層 厚度10-20cm 粒徑5-IOmm 表土層 厚度10_30cm 粒徑2 -5mm。對(duì)于處理高濃度污水的人工濕地，所述的填料層從下到上依次為 小顆粒石子層厚度30-50cm 粒徑10-20mm細(xì)小顆粒石子層厚度30-50cm 粒徑5-IOmm 爐渣層 厚度5-15cm 粒徑5-20mm 大沙層 厚度30-50cm 粒徑0.5-2mm 米石層 厚度20-40cm 粒徑5-IOmm 表土層 厚度10_30cm 粒徑2 -5mm。所述人工濕地基坑長(zhǎng)寬之比在1: 1-1: 5之間，開(kāi)挖的基坑底坡度為0.2%_0.8%， 表面坡度不能超過(guò)0.3m，向集水管出口方向傾斜，基坑深1.5-2. 5m，基坑池之間并聯(lián)。所述集水管網(wǎng)由長(zhǎng)管道構(gòu)成，管徑由出水量決定，長(zhǎng)管為主要集水管道，在 其上部?jī)蓚?cè)分布有與水平方向呈45°的進(jìn)水孔，進(jìn)水孔直徑為10-20mm，分布間距5-10cm。人工濕地中布水管網(wǎng)的控制閥門均置于閥門井當(dāng)中，閥門井上方有井蓋。在表土層上種植適應(yīng)北方生長(zhǎng)的根系發(fā)達(dá)、生物量較大、耐污能力強(qiáng)的植物品 種蘆葦、風(fēng)車草、美人蕉、查莆、水冬青或水蓮子。在人工濕地表面覆蓋植被秸稈和塑料薄膜，起保溫作用。所述人工濕地的建造地點(diǎn)，根據(jù)氣候條件選擇在背風(fēng)、向陽(yáng)的地帶。由于本發(fā)明的布水管網(wǎng)的主管長(zhǎng)度為人工濕地長(zhǎng)度的1/3-1/2，不僅降低了施工 投資，而且增加了污水在濕地里面水流時(shí)間，提高了濕地污水處理效果。此外，在濕地 里面增加通氣管道，在進(jìn)水的時(shí)候，濕地里面不會(huì)形成真空，在進(jìn)水的同時(shí)，濕地里面 的空氣會(huì)通過(guò)通氣管道排出，出水是通過(guò)自然排水，在出水的同時(shí)，大氣會(huì)通過(guò)通氣管 自然的進(jìn)入濕地里面，補(bǔ)充濕地里面微生物所需要的氧氣。


圖1為本發(fā)明中人工濕地的縱剖圖。圖2為本發(fā)明中布水管的截面圖。圖3為圖1的A-A剖視圖。圖4為圖1的B-B剖視圖。圖5為本發(fā)明中集水管的截面圖。圖6為圖1的D-D剖視圖。
具體實(shí)施例方式人工濕地結(jié)構(gòu)大致由三部分組成簡(jiǎn)單土建、圍堰等基礎(chǔ)設(shè)施；上下進(jìn)出水管 道；各種具有透水性的特殊基質(zhì)組成的填料層，如砂、礫石、殘?jiān)?、特殊材料等。一、土建、圍?br> 土建包括基坑開(kāi)挖、圍堰周圍素土回填、基坑底加固、防滲等。其中基坑底防滲 采用三七土夯實(shí)并加5cm素水泥覆蓋，坑底坡度0.2% 0.8%，向排水管出口方向傾斜。濕地圍堰主要采用240mm、370mm或500mm磚墻砌筑，內(nèi)側(cè)需做防滲處理。二、進(jìn)出水管道
進(jìn)出水管道采用PVC管道埋入填料層構(gòu)建，管徑由過(guò)水量決定。管道布置詳見(jiàn) 下述實(shí)施例。
排水管道同為PVC穿孔管道，放置填料層最底部，管徑為150mm-200mm。三、填料層
填料層由各種具有透水性的特殊基質(zhì)分層填充構(gòu)成。按照處理水質(zhì)不同填料層組成 分為兩種1.處理高濃度廢水；2.處理低濃度廢水。其詳細(xì)組成見(jiàn)下述實(shí)施例。實(shí)施例1
設(shè)計(jì)處理能力1000噸/天，人工濕地總面積1600m2，分二格，每格800m2，兩格并 聯(lián)，分別進(jìn)水。所述人工濕地基坑長(zhǎng)寬比為1: 1，開(kāi)挖的基坑底坡度為0.8%，向集水管 出口方向傾斜，表面坡度不能超過(guò)0.3m，基坑深2.5m。原污水經(jīng)過(guò)格柵進(jìn)入混凝沉淀池 沉淀后，然后進(jìn)入曝氣池充氧氧化，再將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的COD降至lOOmg/L以下，無(wú)機(jī)懸 浮物(SS)降至20mg/L以下，上清液引入人工濕地處理。如圖所示，所述人工濕地由基坑7、圍堰4、布水管網(wǎng)1、集水管網(wǎng)5、由透水性 基質(zhì)組成的具有一定層數(shù)結(jié)構(gòu)的填料層、依附于填料層的微生物群落及植被構(gòu)成，基坑 底和圍堰作加固、防滲處理，所述的布水管網(wǎng)由主管道1-1和與其垂直相連的支管道1-2 組成，主管長(zhǎng)度為人工濕地長(zhǎng)度的1/2，管徑由過(guò)水量決定，每條布水支管下部?jī)蓚?cè)分布 有與水平方向呈45°的出水孔2，出水孔2直徑10mm，孔間距5cm。本發(fā)明中的在人工濕地內(nèi)垂直方向設(shè)有通氣管3，所述的通氣管直徑為 150mm，每個(gè)通氣管服務(wù)面積為50m2。所述的基坑底和圍堰由粘土磚砌。對(duì)于處理低濃度污水的人工濕地，所述的填料層從下到上依次為 大顆粒石子層厚度30-50cm 粒徑5-80mm
中顆粒石子層厚度30-540cm 粒徑20_40mm 米石層 厚度20-40cm 粒徑5-10mm。大沙層 厚度20_30cm 粒徑0.5_2mm 米石層 厚度10-20cm 粒徑5-IOmm 表土層 厚度10_30cm 粒徑2 -5mm。所述集水管網(wǎng)由長(zhǎng)管5道構(gòu)成，管徑由出水量決定，長(zhǎng)管為主要集水管道，在 其上部?jī)蓚?cè)分布有與水平方向呈45°的進(jìn)水孔6，進(jìn)水孔直徑為10mm，分布間距5cm。人工濕地中每層布水管網(wǎng)的控制閥門均置于閥門井當(dāng)中，閥門井上方有井蓋。在表土層上種植適應(yīng)北方生長(zhǎng)的根系發(fā)達(dá)、生物量較大、耐污能力強(qiáng)的植物品 的水蓮子。在人工濕地表面覆蓋植被秸稈和塑料薄膜，起保溫作用。所述人工濕地的建造地點(diǎn)，根據(jù)氣候條件選擇在背風(fēng)、向陽(yáng)的地帶。水質(zhì)監(jiān)測(cè)情況如下原水化學(xué)需氧量1.10X104mg/L,沉淀池出水化學(xué)需氧量 208mg/L，出口收集凈化水39.5mg/L。實(shí)施例2
設(shè)計(jì)處理能力2000噸/天，人工濕地總面積3000m2，分三格，每格1000m2，三格并 聯(lián)，分別進(jìn)水。所述人工濕地基坑長(zhǎng)寬比為1: 3，開(kāi)挖的基坑底坡度為0.5%，向集水管 出口方向傾斜，表面坡度不能超過(guò)0.3m，基坑深1.5m。原污水經(jīng)過(guò)格柵進(jìn)入混凝沉淀池 沉淀后，然后進(jìn)入曝氣池充氧氧化，再將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的COD降至lOOmg/L以下，無(wú)機(jī)懸浮物(SS)降至20mg/L以下，上清液引入人工濕地處理。所述人工濕地由基坑、圍堰、布水管網(wǎng)、集水管網(wǎng)、由透水性基質(zhì)組成的具有 一定層數(shù)結(jié)構(gòu)的填料層、依附于填料層的微生物群落及植被構(gòu)成，基坑底和圍堰作加 固、防滲處理，所述的布水管網(wǎng)由主管道和與其垂直相連的支管道組成，主管長(zhǎng)度為 人工濕地長(zhǎng)度的1/3，管徑由過(guò)水量決定，每條布水支管下部?jī)蓚?cè)分布有與水平方向呈 45°的出水孔，出水孔直徑15mm，孔間距8cm。本發(fā)明中的在人工濕地內(nèi)垂直方向設(shè)有通氣管，所述的通氣管直徑為180mm， 每個(gè)通氣管服務(wù)面積為60m2。所述的基坑底和圍堰由石料砌。對(duì)于處理低濃度污水的人工濕地，所述的填料層從下到上依次為 小顆粒石子層厚度30-50cm 粒徑10-20mm
細(xì)小顆粒石子層厚度30-50cm 粒徑5-10mm 爐渣層 厚度5-15cm 粒徑5-20mm 大沙層 厚度30-50cm 粒徑0.5-2mm 米石層 厚度20-40cm 粒徑5-10mm 表土層 厚度10_30cm 粒徑2 -5mm。所述集水管網(wǎng)由長(zhǎng)管道構(gòu)成，管徑由出水量決定，長(zhǎng)管為主要集水管道，在其 上部?jī)蓚?cè)分布有與水平方向呈45°的進(jìn)水孔，進(jìn)水孔直徑為15mm，分布間距8cm，長(zhǎng)管 埋入池底收集整池集水。人工濕地中每層布水管網(wǎng)的控制閥門均置于閥門井當(dāng)中，閥門井上方有井蓋。在表土層上種植適應(yīng)北方生長(zhǎng)的根系發(fā)達(dá)、生物量較大、耐污能力強(qiáng)的植物品 的蘆葦。在人工濕地表面覆蓋植被秸稈和塑料薄膜，起保溫作用。所述人工濕地的建造地點(diǎn)，根據(jù)氣候條件選擇在背風(fēng)、向陽(yáng)的地帶。水質(zhì)監(jiān)測(cè)情況如下原水化學(xué)需氧量.0.98X 104mg/L,沉淀池出水化學(xué)需氧量 202mg/L，出口收集凈化水37.5mg/L。實(shí)施例3
設(shè)計(jì)處理能力2000噸/天，人工濕地總面積3000m2，分三格，每格1000m2，三格并 聯(lián)，分別進(jìn)水。所述人工濕地基坑長(zhǎng)寬比為1: 5，開(kāi)挖的基坑底坡度為0.8%，向集水管 出口方向傾斜，基坑深2.0m。原污水經(jīng)過(guò)格柵進(jìn)入混凝沉淀池沉淀后，然后進(jìn)入曝氣池 充氧氧化，再將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的COD降至100mg/L以下，無(wú)機(jī)懸浮物(SS)降至20mg/ L以下，上清液引入人工濕地處理。所述人工濕地由基坑、圍堰、布水管網(wǎng)、集水管網(wǎng)、由透水性基質(zhì)組成的具有 一定層數(shù)結(jié)構(gòu)的填料層、依附于填料層的微生物群落及植被構(gòu)成，基坑底和圍堰作加 固、防滲處理，所述的布水管網(wǎng)由主管道和與其垂直相連的支管道組成，主管長(zhǎng)度為人 工濕地長(zhǎng)度的5/12，管徑由過(guò)水量決定，每條布水支管下部?jī)蓚?cè)分布有與水平方向呈 45°的出水孔，出水孔直徑20mm，孔間距10cm。本發(fā)明中的在人工濕地內(nèi)垂直方向設(shè)有通氣管，所述的通氣管直徑為200mm， 每個(gè)通氣管服務(wù)面積為80m2。
所述的基坑底和圍堰由石料砌。對(duì)于處理低濃度污水的人工濕地，所述的填料層從下到上依次為 小顆粒石子層厚度30-50cm 粒徑10-20mm
細(xì)小顆粒石子層厚度30-50cm 粒徑5-10mm 爐渣層 厚度5-15cm 粒徑5-20mm 大沙層 厚度30-50cm 粒徑0.5-2mm 米石層 厚度20-40cm 粒徑5-10mm 表土層 厚度10_30cm 粒徑2 -5mm。所述集水管網(wǎng)由長(zhǎng)管道構(gòu)成，管徑由出水量決定，長(zhǎng)管為主要集水管道，在 其上部?jī)蓚?cè)分布有與水平方向呈40-50°的進(jìn)水孔，進(jìn)水孔直徑為5-15_，分布間距 5-10cm,長(zhǎng)管埋入池底收集整池集水。人工濕地中每層布水管網(wǎng)的控制閥門均置于閥門井當(dāng)中，閥門井上方有井蓋。在表土層上種植適應(yīng)北方生長(zhǎng)的根系發(fā)達(dá)、生物量較大、耐污能力強(qiáng)的植物品 的蘆葦。在人工濕地表面覆蓋植被秸稈和塑料薄膜，起保溫作用。所述人工濕地的建造地點(diǎn)，根據(jù)氣候條件選擇在背風(fēng)、向陽(yáng)的地帶。水質(zhì)監(jiān)測(cè)情況如下原水化學(xué)需氧量丄06X 104mg/L,沉淀池出水化學(xué)需氧量 199mg/L，出口收集凈化水36.9mg/L。
權(quán)利要求
1.一種垂直潛流式人工濕地凈化污水的方法，原污水經(jīng)過(guò)前期處理后，污水COD降 至300mg/L以下，無(wú)機(jī)懸浮物(SS)降至20mg/L以下，將其上清液引入人工濕地處 理，所述人工濕地由基坑、圍堰、布水管網(wǎng)、集水管網(wǎng)、由透水性基質(zhì)組成的具有一定 層數(shù)結(jié)構(gòu)的填料層、依附于填料層的微生物群落及植被構(gòu)成，基坑底和圍堰作加固、防 滲處理，其特征在于所述的布水管網(wǎng)由主管道和與其垂直相連的支管道組成，主管長(zhǎng) 度為人工濕地長(zhǎng)度的1/3-1/2，管徑由過(guò)水量決定，每條布水支管下部?jī)蓚?cè)分布有與水平 方向呈45°的出水孔，出水孔直徑10-20mm，孔間距5_10cm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直潛流式人工濕地凈化污水的方法，其特征在于在人 工濕地內(nèi)垂直方向設(shè)有通氣管，所述的通氣管直徑為150-200mm，每個(gè)通氣管服務(wù)面積 為 50-80m2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的垂直潛流式人工濕地凈化污水的方法，其特征在于所述 的基坑底和圍堰由粘土磚砌成或由石料砌成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垂直潛流式人工濕地凈化污水的方法，其特征在于所述 的填料層從下到上依次為大顆粒石子層厚度30-50cm 粒徑5-80mm 中顆粒石子層厚度30-40cm 粒徑20-40mm 米石層 厚度20-40cm 粒徑5-10mm 大沙層 厚度20-30cm 粒徑0.5-2mm 米石層 厚度10-20cm 粒徑5-10mm 表土層 厚度10-30cm 粒徑2 -5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的垂直潛流式人工濕地凈化污水的方法，其特征在于所述 的填料層從下到上依次為小顆粒石子層厚度30-50cm 粒徑10-20mm 細(xì)小顆粒石子層厚度30-50cm 粒徑5-IOmm 爐渣層 厚度5-15cm 粒徑5-20mm 大沙層 厚度30-50cm 粒徑0.5-2mm 米石層 厚度20-40cm 粒徑5-IOmm 表土層 厚度10_30cm 粒徑2 -5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的垂直潛流式人工濕地凈化污水的方法，其特征在于所 述人工濕地基坑長(zhǎng)寬之比在1: 1-1: 5之間，開(kāi)挖的基坑底坡度為0.2%-0.8%，表面坡度不 能超過(guò)0.3m，向集水管出口方向傾斜，基坑深1.5-2. 5m，基坑池之間并聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的垂直潛流式人工濕地凈化污水的方法，其特征在于所 述集水管網(wǎng)由長(zhǎng)管道構(gòu)成，管徑由出水量決定，長(zhǎng)管為主要集水管道，在其上部?jī)蓚?cè)分 布有與水平方向呈45°的進(jìn)水孔，進(jìn)水孔直徑為10-20mm，分布間距5-10cm。
全文摘要
一種垂直潛流式人工濕地凈化污水的方法，原污水經(jīng)過(guò)前期處理后，污水COD降至300mg/L以下，無(wú)機(jī)懸浮物(SS)降至20mg/L以下，將其上清液引入人工濕地處理，所述人工濕地由基坑、圍堰、布水管網(wǎng)、集水管網(wǎng)、由透水性基質(zhì)組成的具有一定層數(shù)結(jié)構(gòu)的填料層、依附于填料層的微生物群落及植被構(gòu)成，基坑底和圍堰作加固、防滲處理，所述的布水管網(wǎng)由主管道和與其垂直相連的支管道組成，主管長(zhǎng)度為人工濕地長(zhǎng)度的1/3-1/2，管徑由過(guò)水量決定，每條布水支管下部?jī)蓚?cè)分布有與水平方向呈45°的出水孔，出水孔直徑10-20mm，孔間距5-10cm。該凈化方法施工造價(jià)低，水處理效果好。
文檔編號(hào)C02F3/34GK102010066SQ201010541998
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者張四海 申請(qǐng)人:張四海