專利名稱：應(yīng)用于農(nóng)村生物污水的人工濕地微動(dòng)力處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人工污水處理系統(tǒng)，具體涉及一種濕地污水處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
人工濕地系統(tǒng)是上世紀(jì)七十年代發(fā)展起來的污水處理新技術(shù)之一，由于具有高效的去除水體中的氮磷營養(yǎng)及有機(jī)物的能力，出水水質(zhì)可達(dá)到或超過常規(guī)二級(jí)處理水平，且基建投資及日常運(yùn)行費(fèi)用比常規(guī)二級(jí)處理廠低得多，因而逐步被廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)污水、畜牧業(yè)、食品業(yè)和礦山等工農(nóng)業(yè)廢水的處理。目前人工濕地存在一些不足，特別是針對(duì)性和通用性的矛盾，其兼容性存在不足，其自動(dòng)化也有需要改進(jìn)提高的地方，比如太陽能微動(dòng)力動(dòng)能裝置的應(yīng)用，在人工濕地中暫 時(shí)沒有出現(xiàn)。目前濕地系統(tǒng)的主要缺陷表現(xiàn)在I、進(jìn)入人工濕地的污水，前處理粗放型管理，甚至沒有進(jìn)行處理，因此需要細(xì)化。由于實(shí)際污水中含有漂浮物、砂子、SS等易對(duì)人工濕地系統(tǒng)造成堵塞，使人工濕地系統(tǒng)失去凈化功能。2、到目前為止，濕地系統(tǒng)中的植物基本都使用水生作物，易倒伏，而且換季后常落枯萎，不能四季長青，濕地污水治理與景觀美化往往不能融為一體。大部分中小城鎮(zhèn)及農(nóng)村沒有合理的污水規(guī)劃，或者就是沒有規(guī)劃，鎮(zhèn)、村道路雜亂無章，雖然部分設(shè)置合流制管網(wǎng)收集，但這些合流制管網(wǎng)起的作用只是局部的，由于這些地區(qū)居住人口密集，水體污染嚴(yán)重，環(huán)境狀況較為惡劣。各鎮(zhèn)郊和農(nóng)村內(nèi)，沿水塘、河涌邊外來人口經(jīng)營的養(yǎng)殖業(yè)較多(如養(yǎng)鴨，養(yǎng)豬、養(yǎng)魚等)，各種生活、屠宰的污水直接排入水中，嚴(yán)重污染了水體，并且這些養(yǎng)殖戶的管理大多是無序的，數(shù)量多，分散且污染嚴(yán)重，急需治理。農(nóng)村生活污水具有特定的污染物特征和地域特點(diǎn)，需要有針對(duì)性地構(gòu)建人工濕地植物系統(tǒng)，進(jìn)行合理的養(yǎng)護(hù)管理，才能有效地發(fā)揮人工濕地的處理效能。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述所存在的問題，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于農(nóng)村生物污水的人工濕地微動(dòng)力處理系統(tǒng)，包括集水池(I)、漫水堤壩(2)、過濾網(wǎng)閘(3)、堤壩植物種植區(qū)(4)、第一水生植物種植區(qū)(5)、沸石炭化蔗渣過濾堤(6)、自來水或天然水集水池(7)、絮凝沉淀緩沖池
(8)、第二水生植物種植區(qū)(9)、過濾池(10)、經(jīng)濟(jì)作物種植區(qū)(11)、進(jìn)出水管(12);所述集水池(I)、漫水堤壩(2)、過濾網(wǎng)閘(3)、堤壩植物種植區(qū)(4)、第一水生植物種植區(qū)(5)、沸石炭化蔗渣過濾堤(6)、自來水或天然水集水池(7)、絮凝沉淀緩沖池(8)、第二水生植物種植區(qū)(9)、過濾池(10)、經(jīng)濟(jì)作物種植區(qū)(11)、進(jìn)出水管(12)、依次順序設(shè)置；進(jìn)出水管的管徑應(yīng)當(dāng)大于2cm，小于5cm，其中一個(gè)人工濕地自來水或天然水集水池設(shè)置3個(gè)。所述第一、二水生植物種植區(qū)(5、9 )包括池體、填充于池體內(nèi)的填料床體、種植于填料床體上的水生植物以及設(shè)置在池內(nèi)的布水管和集水管，所述填料床體為沸石、炭化蔗渣、黃壤或紅壤、腐殖質(zhì)、沙礫、礫石中任意一種或幾種組成的填料床體。所述填料床體優(yōu)選組分為沸石63-73%、炭化蔗渣2-12%、黃壤或紅壤9_17%、腐殖質(zhì)7-18% ;其中炭化蔗渣，炭化溫度為420°C，先用石灰調(diào)節(jié)蔗渣的PH為10-11，使用馬弗爐加熱，氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下進(jìn)行炭化生產(chǎn)，使其炭化程度75-95%。
為了更好的實(shí)現(xiàn)除污功能，所述沸石的填料高度控制為O. 7-1. 5m，其氨氮的交換容量為9-17kg/m3，所述沸石選用斜發(fā)沸石，其顆粒目數(shù)為10-30目。所述的絮凝沉淀緩沖池(8)池底由炭化蔗渣、沸石結(jié)合水泥制作而成，且與水流方向形成坡度，坡度為5-45度。為了方便澆灌，可以在人工濕地微動(dòng)力處理系統(tǒng)兩側(cè)設(shè)置天然水集水池，集水池側(cè)設(shè)置噴灌頭，可以用人工或者機(jī)械對(duì)濕地進(jìn)行噴水操作。如圖所示，污水進(jìn)水方式選擇，控制生活污水(若該生活污水濃度太高，則引入周邊河水以稀釋)，經(jīng)過集水池沉淀部分雜質(zhì)，經(jīng)過漫水堤壩，將上層低濃度污水流入人工濕地系統(tǒng)，漫水堤壩靠近人工濕地的一側(cè)，建筑材料使用沸石和碳化蔗渣組合，漫水堤壩應(yīng)高于人工濕地2-lOcm，而低于混凝土堤壩10cm，以防止?jié)竦刂械奈鬯唤?jīng)過濕地流出，過濾網(wǎng)閘(網(wǎng)孔口徑根據(jù)實(shí)際調(diào)整，在2-15目之間調(diào)整)，過濾掉相應(yīng)的雜質(zhì)，網(wǎng)閘由兩道網(wǎng)組成。生活污水與河水進(jìn)入由系統(tǒng)，進(jìn)入已經(jīng)分隴種植的茭白，兩側(cè)茭白采用沸石為基，種植基本高于水面，根系扎于水面以下的沸石基上。分隴種植的優(yōu)勢在于，有利于裸露在沸石基外的、根系較為發(fā)達(dá)的茭白對(duì)水中的氮磷元素進(jìn)行吸收，同時(shí)能增加水流速度，提高污水處理效率。經(jīng)上述系統(tǒng)處理后的污水已經(jīng)可以達(dá)到無污染排放，可進(jìn)入農(nóng)田直接用于灌溉。本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果本發(fā)明采用去除氨氮效果較好的斜發(fā)沸石和炭化蔗渣，作為人工濕地的填料，利用了沸石-炭化蔗渣-茭白-紅葉石楠的人工濕地，形成了水底、水中、水面的污水富營養(yǎng)物質(zhì)吸收體系。該人工濕地采用了合理的組合分壟種植，輪種了茭白，通過縱向配合橫向的行列種植，延長了污水處理的實(shí)際流域長度，更好發(fā)揮了茭白在沸石-茭白-蛭石立體人工濕地中的作用，逐級(jí)排污處理，并在最終處理階段將形成了經(jīng)濟(jì)類作物，水質(zhì)得到良好改善的同時(shí)節(jié)約了經(jīng)濟(jì)作物種植成本，比如紅葉石楠的種植空間節(jié)約，減少耕地的占用。本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供一種利用所述的人工濕地處理系統(tǒng)對(duì)生活污水進(jìn)行處理的方法，采用生活污水連續(xù)進(jìn)水方式，對(duì)生活污水進(jìn)行處理。通常的，所述污水COD為60-150mg/L，氨氮含量為20_60mg/L。本發(fā)明首次使用紅葉石楠作為微動(dòng)力污水處理系統(tǒng)的堤壩植物，用于污水處理，而不僅僅使用常規(guī)水生作物，且具有空氣凈化及良好的根系吸收作用，能有效且大量降低本污水處理系統(tǒng)水質(zhì)中的污水中的營養(yǎng)物質(zhì)，而不會(huì)與常規(guī)的水生植物一樣容易落葉在微動(dòng)力系統(tǒng)中，導(dǎo)致系統(tǒng)堵塞，重復(fù)污染。此外，本發(fā)明采用特殊工藝處理的炭化蔗渣可以有效的清除氨氮。本系統(tǒng)具有占地小，運(yùn)行費(fèi)用低，管理簡便，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，出水穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在處理農(nóng)村和市郊的分散生活污水具有優(yōu)勢。


圖I人工濕地微動(dòng)力處理系統(tǒng)組成圖
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I應(yīng)用于農(nóng)村生物污水的人工濕地微動(dòng)力處理系統(tǒng)，包括包括集水池(I)、漫水堤壩(2)、過濾網(wǎng)閘(3)、堤壩植物種植區(qū)(4)、第一水生植物種植區(qū)(5)、沸石炭化蔗渣過濾堤(6)、自來水或天然水集水池(7)、絮凝沉淀緩沖池(8)、第二水生植物種植區(qū)(9)、過濾池
(10),經(jīng)濟(jì)作物種植區(qū)(11)、進(jìn)出水管(12)、，所述集水池(I)、漫水堤壩(2)、過濾網(wǎng)閘(3)、堤壩植物種植區(qū)(4)、第一水生植物種植區(qū)(5)、沸石炭化蔗渣過濾堤(6)、自來水或天然水集水池(7)、絮凝沉淀緩沖池(8)、第二水生植物種植區(qū)(9)、過濾池(10)、經(jīng)濟(jì)作物種植區(qū)
(11)、進(jìn)出水管(12)、依次順序設(shè)置，其中一個(gè)人工濕地自來水或天然水集水池設(shè)置3個(gè)，進(jìn)出水管的管徑2cm-5cm之間。第一、二水生植物種植區(qū)(5、9)包括池體、填充于池體內(nèi)的填料床體、種植于填料床體上的水生植物以及設(shè)置在池內(nèi)的布水管和集水管，所述填料床體組成為沸石63-73%、炭化蔗渣2-12%、黃壤或紅壤9-17%、腐殖質(zhì)7-18% ;其中炭化蔗渣，炭化溫度為420°C，先用石灰調(diào)節(jié)蔗渣的PH為10-11，使用馬弗爐加熱，氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下進(jìn)行炭化生產(chǎn)，炭化程度75-95%。沸石的填料高度控制為O. 7-1. 5m，其氨氮的交換容量為9_17kg/m3，所述沸石選用斜發(fā)沸石，其顆粒目數(shù)為10-30目。絮凝沉淀緩沖池(8)池底由炭化蔗渣、沸石結(jié)合水泥制作而成，且與水流方向形成坡度，坡度為5-45度。實(shí)施例2人工濕地系統(tǒng)(圖I)內(nèi)復(fù)合填充料有72%不同顆徑的沸石，沸石氨氮的交換容量為7 12kg/m3,粒徑為50mm、20mm、5mm的斜發(fā)沸石填料以I :1 1的體積比混合，3%的炭化蔗洛，11%的紅壤和6%的腐殖質(zhì)，濕地面積20m2，坑深I(lǐng). lm，坡度5% (即h/L=5%)，沸石、碳化蔗渣過濾池斜面坡度15度。布水管采用25mm的PVC管，集水管采用50mm的PVC管。人工濕地表面種植英白，邊緣圍繞種植紅葉石楠植株，棵型可選擇50cm-100cm為佳；在該濕地培養(yǎng)23天之后，采用生活污水連續(xù)進(jìn)水的方式，生活污水C0D、氨氮分別為70mg/L、30mg/L，處理出水C0D、氨氮去除率分別為96%、94%。實(shí)施例3人工濕地系統(tǒng)(圖I)內(nèi)復(fù)合填充料有63%不同顆徑的沸石,粒徑為50mm、20mm、5mm的斜發(fā)沸石填料以I :1 1的體積比混合，5%炭化蔗渣，17%的紅壤和15%的腐殖質(zhì)組成，濕地面積10m2，坑深I(lǐng). Om,坡度3%(即h/L=3%)。布水管采用25mm的PVC管，集水管采用50mm的PVC管。人工濕地表面種植茭白、紅葉石楠；濕地各類生物生長適應(yīng)30天之后，采用生活污水連續(xù)進(jìn)水的方式，生活污水C0D、氨氮分別為60mg/L、30mg/L,處理出水C0D、氨氮去除率分別為97%、95%。實(shí)施例4按照實(shí)施例2的方法，培育濕地系統(tǒng)后，采用生活污水連續(xù)進(jìn)水的方式，生活污水C0D、氨氮分別為150mg/L、84mg/L，處理出水C0D、氨氮去除率分別為96%、95% ;采用生活污水連續(xù)進(jìn)水的方式，生活污水C0D、氨氮分別為41mg/L、19mg/L，處理出水C0D、氨氮去除率分別為98%，97%
權(quán)利要求
1.應(yīng)用于農(nóng)村生物污水的人工濕地微動(dòng)力處理系統(tǒng)，包括集水池(I)、漫水堤壩(2)、過濾網(wǎng)閘(3)、堤壩植物種植區(qū)(4)、第一水生植物種植區(qū)(5)、沸石炭化蔗渣過濾堤(6)、自來水或天然水集水池(7)、絮凝沉淀緩沖池(8)、第二水生植物種植區(qū)(9)、過濾池(10)、經(jīng)濟(jì)作物種植區(qū)(11)、進(jìn)出水管(12);所述集水池(I)、漫水堤壩(2)、過濾網(wǎng)閘(3)、堤壩植物種植區(qū)(4)、第一水生植物種植區(qū)(5)、沸石炭化蔗渣過濾堤(6)、自來水或天然水集水池(7)、絮凝沉淀緩沖池(8)、第二水生植物種植區(qū)(9)、過濾池(10)、經(jīng)濟(jì)作物種植區(qū)(11)、進(jìn)出水管(12)、依次順序設(shè)置；所述自來水或天然水集水池(7)位于處理系統(tǒng)上下兩側(cè)，共設(shè)置3個(gè)；所述水生植物為茭白；所述堤壩植物為紅葉石楠；所述水生植物種植區(qū)(5、9)包括池體、填充于池體內(nèi)的填料床體、種植于填料床體上的水生植物以及設(shè)置在池內(nèi)的布水管和集水管，所述填料床體為沸石、炭化蔗渣、黃壤或紅壤、腐殖質(zhì)、沙礫、礫石中任意一種或幾種組成的填料床體。
2.權(quán)利要求I所述的人工濕地微動(dòng)力處理系統(tǒng)，其特征在于所述填料床體優(yōu)選組分為沸石63-73%、炭化蔗渣2-12%、黃壤或紅壤9-17%、腐殖質(zhì)7-18% ;其中炭化蔗渣，炭化溫度為420°C，先用石灰調(diào)節(jié)蔗渣的PH為10-11，使用馬弗爐加熱，氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下進(jìn)行炭化生產(chǎn)，使其炭化程度75-95%。
3.權(quán)利要求2所述的人工濕地微動(dòng)力處理系統(tǒng)，所述沸石的填料高度控制為O.7-1. 5m，其氨氮的交換容量為9-17kg/m3，所述沸石選用斜發(fā)沸石，其顆粒目數(shù)為10-30目。
4.權(quán)利要求I所述的人工濕地微動(dòng)力處理系統(tǒng)，其特征在于所述絮凝沉淀緩沖池(8)池底由炭化蔗渣、沸石結(jié)合水泥制作而成，且與水流方向形成坡度，坡度為5-45度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的人工濕地微動(dòng)力處理系統(tǒng)，其特征在于所述碳化蔗渣，炭化溫度為420°C，先用石灰調(diào)節(jié)蔗渣的PH為10-11，使用馬弗爐加熱，氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下進(jìn)行碳化生產(chǎn)。
6.權(quán)利要求I所述的人工濕地微動(dòng)力處理系統(tǒng)，所述茭白優(yōu)選雄茭。
7.權(quán)利要求1-6任一所述的人工濕地微動(dòng)力處理系統(tǒng)的應(yīng)用，其特征在于用于處理低濃度生活污水，所述污水COD為40-150mg/L，氨氮含量為20_84mg/L。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于農(nóng)村生物污水的人工濕地微動(dòng)力處理系統(tǒng)，由集水池、漫水堤壩、過濾網(wǎng)閘、堤壩植物種植區(qū)、水生植物種植區(qū)、沸石炭化蔗渣過濾堤、自來水或天然水集水池集水池、絮凝沉淀緩沖池、過濾池、經(jīng)濟(jì)作物種植區(qū)組成，其依次排列連接；其中自來水或天然水集水池位于處理系統(tǒng)上下兩側(cè)；水生植物為茭白、堤壩植物為紅葉石楠；水生植物種植的填料床體為沸石、炭化蔗渣、黃壤或紅壤、腐殖質(zhì)、沙礫、礫石中任意一種或幾種組成的填料床體。本系統(tǒng)具有占地小，運(yùn)行費(fèi)用低，管理簡便，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，出水穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在處理農(nóng)村和市郊的分散生活污水具有優(yōu)勢。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102910783SQ201210398569
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者徐衛(wèi)東, 顧楊, 倪丹, 丁青松 申請(qǐng)人:江蘇商達(dá)水務(wù)有限公司