[發明專利]景觀塔型水體曝氣和生物凈化裝置及凈化方法

有效

• 申請號: 201410068263.6
• 申請日: 2014-02-27
• 公開（公告）號: CN103833138A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 王沛芳;王超;錢進;侯俊;范秀磊
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F3/34
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

技術領域

本發明涉及的是一種景觀塔型水體曝氣和生物凈化裝置及凈化方法，屬于污水凈化處理技術領域。

背景技術

人工濕地具有投資低、耗能少、緩沖容量大、工藝簡單等特點，在國內外得到了廣泛的應用，但由于植物吸附過程中根區吸收和微生物降解等生化過程都需要溶氧，而目前國內外的人工濕地多采用的平面型結構，污水在濕地中停留時間長、水流較為平緩、植物根系和填料長期浸泡在水中，導致人工濕地基質溶氧水平低，限制了濕地污水處理的效果，增加了人工濕地占地面積。目前人工濕地曝氣充氧主要通過梯級跌水充氧、底部布置曝氣管道及表面設置曝氣裝置等方式實現，現有的這些人工濕地曝氣裝置運行成本高、結構復雜，維修困難，且大都影響了人工濕地的景觀功能，破壞人們的視覺享受。

污水處理廠尾水處置主要有三種途徑：一是處理達標后直接排放，二是深度處理后回用，三是建設尾水凈化裝置對尾水進一步處理，達到預定水質標準，減輕對排入水體的水環境壓力，并多渠道加以回用。尾水凈化技術主要分為物理技術、生物——生態技術和生態水工學技術三類。物理技術包括引水稀釋與曝氣復氧，引水稀釋就是通過水利工程的調控引入上游或附近的清潔水源對尾水進行稀釋，使尾水在短時間內得到稀釋，達到一定的水質標準。由于引水稀釋不能減少尾水中的污染物總量，因此只能作為尾水凈化的一種輔助手段。曝氣是人為地向尾水中充入空氣（或氧氣），使空氣與尾水強烈接觸，將氧溶于尾水中，加速尾水的復氧過程，促使尾水中好氧微生物大量繁殖快速消耗水體中的有機物，提高對污染物的凈化能力，改善水質狀況。近年來，以人工濕地為主的生物——生態處理技術以其成熟的工藝、廉價的成本迅速得到推廣運用。這類方法將污水處理廠尾水有控制地投配到土地上，通過土壤、植物、水系統中物理、化學和生物過程，凈化污染物，使水資源得到再次利用。生物——生態處理技術的優點是投資較低、抗沖擊力強，操作簡單，結合必要的景觀設計，可以美化環境。但生物——生態工程也存在一定的局限性，不適用于重金屬含量偏高、酸堿度過高、以及可生化性差的尾水，而且占地面積較大系統的長期運行能力有待進一步探索和完善等。生態水工學凈化尾水的主要內容是在渠道縱向上構建彎曲和蜿蜒，急流、緩流、深潭、淺灘交錯相間的格局，該方法對受水水體形態有具體的要求，使用范圍有局限。

發明內容

本發明提出的是一種景觀塔型水體曝氣和生物凈化裝置及凈化方法，其目的旨在克服現有技術所存在的人工濕地水體中溶解氧濃度低，污水凈化處理效果不理想等缺陷，進一步提高及增加景觀的需求，本發明利用塔型的獨特結構，將水體曝氣及生物凈化有機結合，在有效凈化污水提高水質的同時，增加了視覺美感。

本發明的技術解決方案：景觀塔型水體曝氣和生物凈化裝置，其特征是塔型結構，包括出水孔，溢流池，出水渠，其中溢流池的中央是出水孔，出水渠與出水孔相通；所述的溢流池的外圍設有若干層功能層，每個功能層內包括生物球凈化區、景觀水生植物區，其中景觀水生植物區設在生物球凈化區的外圍，溢流池的一端連接輸水管，輸水管的另一端上安裝水泵。

本發明的優點：不僅通過自由跌水提高了污水中溶氧濃度，而且增加了生物強化處理的功能，明顯提高人工濕地的處理效率、污水廠出水的水質。與現行的一些技術相比，具有如下優點：

1）水體增氧效率高，本發明利用塔型結構，在層與層之間自由跌水曝氣，使水體充分增氧，為污水的進一步處理凈化創造了有利條件。

2）水體凈化能力較強，污水在導流板的作用下，與裝置內的生物球充分接觸，生物球上的微生物在此過程中一定程度去除了污水中的有機物、氮、磷等物質。

3）景觀美感效果好，本發明不僅沒有破壞人工濕地的景觀功能，而且還增加了人工濕地及污水廠的景觀效果。

4）對水質、水量變化適應性強，若進水水質污染濃度較高或出水水質要求提高可增加塔型結構的級數，若污水水量增加較多，可構建多個裝置以并聯的形式來滿足水量要求。

5）結構簡單、建設成本低、維修方便。

附圖說明

附圖1是景觀塔型水體曝氣和生物凈化裝置的立體示意圖。

附圖2是景觀塔型水體曝氣和生物凈化裝置的俯視示意圖。

附圖3是景觀塔型水體曝氣和生物凈化裝置的正視示意圖。

附圖4是景觀塔型水體曝氣和生物凈化裝置整體剖面結構示意及水流方向圖。

附圖5是景觀塔型水體曝氣和生物凈化裝置局部剖面結構細節圖。