[發明專利]一種快速裝配式人工濕地污水處理系統及其填料單元

有效

• 申請號: 200810089084.5
• 申請日: 2008-04-17
• 公開（公告）號: CN101293711A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 張統;王守中;劉士銳;董春宏;李志穎
• 申請（專利權）人: 總裝備部工程設計研究總院
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F3/34
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司
• 代理人: 曾永珠

技術領域

本發明涉及生態水處理工程，具體涉及一種快速裝配式人工濕地污水處理系統及其填料單元。

背景技術

“濕地”泛指暫時或長期覆蓋水深不超過兩米的低地、土壤充水較多的草甸，以及低潮時水深不超過六米的沿海地區，包括各種咸水淡水沼澤地、濕草甸、湖泊、河流以及泛洪平原、河口三角洲、泥炭地、湖海灘涂、河邊洼地或漫灘、濕草原等。濕地是地球上具有多種獨特功能的生態系統，它不僅為人類提供大量食物、原料和水資源，而且還在維持生態平衡、保持生物多樣性和珍稀動物資源以及涵養水源、補充地下水等方面起到重要作用，享有“地球之腎”的美譽。

人工濕地生物凈化技術的基本原理是：在一定的填料上種植特選的植物，將污水投放到人工建造的類似于沼澤的濕地上。當污水流過人工濕地時，經沙石、土壤過濾，植物根際的多種微生物活動，使水質得到凈化，是對天然濕地系統的模擬與強化。

傳統濕地通常采用的填料為級配礫石。傳統填料存在以下問題：(1)人工濕地降解或吸附污染物的能力取決于污水與填料接觸的幾率，而傳統填料的結構決定其并不能給污水與填料提供足夠的接觸機會，給微生物提供足夠大的附著表面，最終影響濕地的除污效果，不能最大程度上發揮濕地的凈化作用；(2)對于人工濕地中的填料，除了考慮其對磷等污染物質的吸附能力外，還應該改善填料的組成，使其為各類微生物的繁殖和增長提供適宜的環境；(3)傳統填料密度很大，土方量大，為保證填料按層均勻裝填，不破壞填料的級配和防滲膜，全部施工依靠人工完成；給運輸和施工帶來很大不便，耗費大量時間和人力。(4)傳統人工濕地的可修復性差，一旦發生堵塞，很難恢復，需要對濕地進行整體翻床處理，操作困難，工程量大；(5)傳統人工濕地因布水均勻性受限制，內部負荷存在差異，微生物生長速度不均勻，一旦濕地內部某處因微生物過渡生長出現堵賽，將會出現短流現象。

發明目的

有鑒于此，為解決目前人工濕地存在的不足，實現人工濕地快速模塊化裝配，縮短施工周期和難度，本發明提供一種新型的快速裝配式人工濕地填料單元，該人工濕地填料單元孔隙率高，具備很好的水力穿透性能，比表面積大、可以有效提高人工濕地中微生物的量，減少人工濕地淤堵的可能性，有效避免死流、短流，同時可實現快速模塊化裝配，縮短施工周期，降低施工難度。

本發明同時提供一種采用上述快速裝配式人工濕地填料單元組建的人工濕地污水處理系統。

本發明的一種快速裝配式人工濕地填料單元，包括外框骨架和填料，所述外框骨架由硬聚氯乙烯管(UPVC)連接而成，邊框形成長方體的各邊，所述長方體上下底面上均設置垂直于底邊的平行杠，所述平行杠間距為100-200mm，所述填料為彈性填料，所述彈性填料垂直于上下地面固定于所述平行杠上，所述彈性填料在平行杠上間距為100-200mm。

所述彈性填料采用聚烯烴類和聚酰胺為材料，用特殊的拉絲、絲條制筆工藝將絲條穿插固著在耐腐、高強度的中心繩上，由于選材和工藝配方精良，剛柔適度，絲條呈立體均勻排列輻射狀態，在有效區域內能立體全方位均勻舒展滿布，使氣水、生物膜得到充分混合接觸交換，生物膜不僅能均勻地附著在每一根絲條上，保持良好的活性和空隙可變性，在運行過程中獲得較大的比表面積及良好的新陳代謝。所述彈性填料可以在市場上購買到，也可以從總裝備部工程設計研究總院購買得到。在本發明中所述彈性填料是通過尼龍繩捆綁固定于所述平行杠上。

本發明通過將彈性填料固定于硬聚氯乙烯管外框骨架上，成功的發明了一種快速裝配式人工濕地填料單元，該人工濕地填料孔隙率達到了92％以上，具備很好的水力穿透性能，比表面積大、易掛膜、可以有效提高人工濕地中微生物的量，減少人工濕地淤堵的可能性，有效避免死流、短流，同時耐腐蝕、強度高。

進一步，所述長方體外框骨架的六個面均設置所述面兩對角線組成的斜十字支撐。

進一步，所述長方體外框骨架的長為1950-6000mm；寬為1000-2000mm；高為500-1000mm。

進一步，所述硬聚氯乙烯管(UPVC)管徑為Φ15mm。

本發明同時提供的一種采用上述快速裝配式填料單元組建的人工濕地污水處理系統，所述人工濕地污水處理系統自上而下包括，土壤層、隔土層、承托層、人工填料單元層、卵石承托層、防滲層，所述土壤層為地表200-400mm厚的土壤，其中種植植物，所述隔土層為厚0.5-4mm的無紡布，所述承托層為厚15-22mm的帶孔塑料(PE)板材，所述人工填料單元層由所述快速裝配式填料單元水平緊密排列形成，所述卵石承托層由粒徑25mm-40mm的卵石組成，厚度170-250mm，所述防滲層為1.0-2.0mm土工膜(HPDE)。