[發(fā)明專利]一種垂直流自動增氧環(huán)形人工濕地系統(tǒng)

無效

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• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103663710A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 孫亞兵;何東;侯吉妃;辛路;張夢怡;李舜斌
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 夏平;呂鵬濤

技術領域

本發(fā)明屬于環(huán)境工程污水處理技術領域，更具體涉及一種垂直流自動充氧環(huán)形人工濕地系統(tǒng)的簡單高效均勻布水充氧系統(tǒng)，適用于生活污水、受污染地表水、面源污水、成分較復雜廢水的處理，同時適用于家庭污水以及溫差變化較大的污水處理。

背景技術

人工濕地是20世紀七八十年代發(fā)展起來的一種新型廢水處理工藝，由于該方法具有高效率、低投資、低轉運費用技術。已經廣泛應用于含油廢水、生活污水、養(yǎng)殖地污水以及湖泊污染防治等領域的處理。

目前，根據(jù)廢水徑流方式的不同來劃分，人工濕地廢水處理工藝的類型按照系統(tǒng)布水方式或在系統(tǒng)中流動方式的不同一般可分為表面流(SFW)工藝、水平潛流(SSFW)、垂直流濕地(VFW)工藝。由于表面流濕地與自然濕地極為類似，且運行受氣候影響較大，夏季還有滋生蚊蠅的可能，故設計運行難度較高。潛流濕地以砂石土壤為填料，可設為水自然滲透過濾的人造景，但是這種濕地的操控性相對復雜，且脫N、除P效果不如垂直流濕地。

垂直流人工濕地處理系統(tǒng)對N的去除作用包括基質的吸附、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硝化、反硝化作用。其中硝化、反硝化占主要地位，傳統(tǒng)的垂直流人工濕地處理系統(tǒng)通過定時落干與淹水交替運行，從而創(chuàng)造出好氧和厭氧的交替環(huán)境來進行硝化/反硝化，但是傳統(tǒng)工藝操作控制也比較復雜，建造要求相對較高。

當前人工濕地的增氧方式有：一是在濕地系統(tǒng)內安裝開孔通氣管，進行自然通氣；二是用空氣壓縮機連續(xù)或間歇向濕地系統(tǒng)中的開孔管進行強化通氣；三是利用風能向濕地系統(tǒng)中的開孔管通入空氣。這三種增氧方式有以下不足：

1、通氣管是空氣自流換氣，空氣傳遞效率不高；且多層通氣管的鋪設，增加了濕地系統(tǒng)的基建投資。

2、風能增氧方式受地域及氣候限制很大，造成濕地系統(tǒng)處理效果不穩(wěn)定。

3、三種增氧方式都沒有創(chuàng)造硝化、反硝化反應所需最優(yōu)的好氧、厭氧交替變化的環(huán)境條件，導致濕地出水中NO₃^―的濃度增加，氮的去除率下降。

4、三種增氧方式都是直接將開孔通氣管埋在濕地系統(tǒng)的基質中，細小的沙礫極易堵塞通氣管的開孔。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了彌補上述現(xiàn)有技術所存在的不足之處，提供一種垂直流自動增氧環(huán)形人工濕地系統(tǒng)，其包括均勻布水和增氧系統(tǒng)，該系統(tǒng)簡單，利用延長環(huán)形流人工濕地污水接觸時間以及自動增氧設備系統(tǒng)；不僅創(chuàng)造硝化、反硝化反應所需的好氧、厭氧交替進行的環(huán)境條件，大大提高了脫氮效果，而且通過延長污水在濕地中的停留時間及增加回流系統(tǒng)提高有機物的去除率。

本發(fā)明的目的可以通過以下措施達到：

一種垂直流自動增氧環(huán)形人工濕地系統(tǒng)，其包括分流凹槽、下行流環(huán)形池、上行流環(huán)形池、集水池、回流泵、自動充氧回流裝置和淺調節(jié)池；所述分流凹槽設置在所述下行流環(huán)形池的外壁上，所述上行流環(huán)形池位于下行流環(huán)形池的內側，下行流環(huán)形池和上行流環(huán)形池內均設有填充物且二者之間通過池底部相連通；所述集水池設于上行流環(huán)形池的內側，集水池用以從上行流環(huán)形池的上部溢出或導出水并收集于集水池內；所述回流泵的入水口與集水池相連，其出水口通過回流管路與設置在所述淺調節(jié)池上方、內部或池壁上的自動充氧回流裝置相連；所述淺調節(jié)池設有污水入口和污水出口，該污水出口通過管道或水槽與所述分流凹槽相通。

本系統(tǒng)中，分流凹槽設置在下行流環(huán)形池外壁的頂端，分流凹槽為具有溢流邊或溢流孔的凹槽結構，而溢流邊或溢流孔均位于同一水平面上，不論下行流環(huán)形池為何種形狀，分流凹槽均設置在下行流環(huán)形池外壁上。分流凹槽內的污水通過下行流環(huán)形池的外壁可均勻流入下行流環(huán)形池內。

本發(fā)明中對下行流環(huán)形池的形狀并沒有具體要求，只要在水平方面上能夠形成環(huán)流的池子皆可，常采用的形式有矩形池、兩端為弧形的類矩形池、橢圓形池或環(huán)形池。上行流環(huán)形池與下行流環(huán)形池之間設有上沿高出兩池內填充物的隔墻，隔墻不透水，為了使上行流環(huán)形池與下行流環(huán)形池之間通過底部相連通，在隔墻的下部設有通道、缺口或間隙。

一種優(yōu)選方案為下行流環(huán)形池和上行流環(huán)形池均采用圓形環(huán)流池，二者之間設有隔墻并通過隔墻底部的間隙相通。