申請日2017.10.10

　　公開(公告)日2017.12.08

　　IPC分類號C02F3/32

　　摘要

　　本發(fā)明屬于污水處理技術領域，公開了一種介質微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置，包括兩個介質層;上層為礫石層，用于作為承載濕地植物生長的介質，對污染物進行降解，并截留吸附污染物中的COD、氮、磷、SS;下層為火山浮石層，利用內部的多孔隙吸附截留污染物，并降解污染物中的COD、氮、磷、SS;礫石層與火山浮石層之間設置支架，用于支撐礫石層，并使火山浮石層處于懸浮狀態(tài);人工濕地進水處設置有用于顯示水位變化的布水池，通過其水位變化間接顯示介質的堵塞程度。本發(fā)明獨特的火山浮石介質層和反沖洗裝置，克服了傳統(tǒng)人工濕地因介質堵塞而難以維持長期高效穩(wěn)定的問題，使被處理生活污水的出水水質可長期保持一級A標準。

　　權利要求書

　　1.一種介質微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置，特征在于，所述新型人工濕地污水處理裝置包括兩個介質層;

　　用于作為承載濕地植物生長的介質，對污染物進行降解，并截留吸附污染物中的COD、氮、磷、SS的礫石層為上層;

　　用于利用內部的多孔隙吸附截留污染物，并降解污染物中的COD、氮、磷、SS的火山浮石層為下層為;

　　所述礫石層與火山浮石層之間設置支架，用于支撐所述礫石層，并使火山浮石層處于懸浮狀態(tài)。

　　2.如權利要求1所述的介質微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置，特征在于，所述介質微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置，特征在于，所述介質微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置的進水口處設置用于顯示水位變化的布水池。

　　3.如權利要求2所述的介質微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置，其特征在于，所述布水池以水位標高監(jiān)控介質內部的堵塞程度，利用布水池水位標高與介質堵塞程度呈正比關系，當布水池水位升高至相對標高45cm時，對介質進行反沖洗。

　　4.如權利要求1所述的介質微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置，其特征在于，所述礫石層與火山浮石層之間設置反沖洗裝置;在所述火山浮石層下設置15cm的垂直空間;

　　所述反沖洗裝置還包括反沖洗排水管;所述反沖洗閥連通在反沖洗排水管前端。

　　5.如權利要求1所述的介質微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置，其特征在于，所述支架下方設置反沖洗裝置，并在濕地40cm高處和最低水位處各設置反沖洗排水管;反沖洗過程中開啟40cm高處的反沖洗排水管，反沖洗結束后開啟最低水位處的反沖洗排水管，排空濕地內的反沖洗水。

　　6.一種如權利要求1所述介質微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置的介質微堵自愈的新型人工濕地污水處理方法，其特征在于，所述介質微堵自愈的新型人工濕地污水處理方法包括：

　　礫石層作為承載濕地植物生長的介質，降解、截留吸附COD、氮、磷、SS等污染物的能力;火山浮石層吸附截留、降解COD、氮、磷、SS污染物;

　　支架作用在于支撐礫石層，確保火山浮石層處于懸浮狀態(tài);

　　當濕地介質沒有堵塞時，布水池水位正常;介質堵塞程度越大，布水池水位標高則越高;當布水池水位升高到相對標高45cm時，開啟40cm高處的閥門，并啟動支架下面的反沖洗閥，利用動力沖刷作用消除介質中的固體堵塞物。

　　說明書

　　一種介質微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置

　　技術領域

　　本發(fā)明屬于污水處理技術領域，尤其涉及一種介質微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置。

　　背景技術

　　人工濕地是一種為處理污水而利用工程手段模擬自然濕地系統(tǒng)建造的構筑物，具有高效、低耗的特點。20世紀70年代以來，該技術被廣泛應用于處理各種廢水，其中尤以被應用于處理農村生活污水和農業(yè)退水為甚，其短期內的污染去除效果較為理想。但就目前而言，對人工濕地技術的研究和應用主要集中在如何提高其除污效率方面，而對如何維持人工濕地技術長期高效穩(wěn)定性的研究較少。據(jù)現(xiàn)有的人工濕地技術運行現(xiàn)狀來看，絕大部分存在介質易于堵塞、難以維護、不能持續(xù)長期高效穩(wěn)定運行等缺點。

　　究其原因，主要是因為被處理污水中懸浮物(SS)含量過高而導致人工濕地介質堵塞短路，從而造成系統(tǒng)的有效容積大大減少，最終導致出水水質達難以到設計要求，甚至完全失去污水凈化功效。若使堵塞的人工濕地介質恢復至疏通狀態(tài)，現(xiàn)有措施主要有二：1)定期取出并清洗濕地介質;2)更換新的濕地介質。就上述兩種恢復人工濕地介質措施而言，均存在工作量大、操作難、費用高等方面的問題。

　　綜上所述，現(xiàn)有技術存在的問題是：被處理污水中懸浮物(SS)含量過高而導致人工濕地介質堵塞短路，從而造成系統(tǒng)的有效容積大大減少，致使出水水質達難以到設計要求，甚至完全失去凈化功能，即難以維持系統(tǒng)長期高效穩(wěn)定的問題;存在難以管理的問題;若要使堵塞的人工濕地介質恢復至疏通狀態(tài)，亦存在工作量大、操作難、費用高等方面的問題。

　　發(fā)明內容

　　針對現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供了一種介質微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置。

　　本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種介質微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置，所述新型人工濕地污水處理裝置包括兩個介質層;

　　用于作為承載濕地植物生長的介質，對污染物進行降解，并截留吸附污染物中的COD、氮、磷、SS的礫石層為上層;

　　用于利用內部的多孔隙吸附截留污染物，并降解污染物中的COD、氮、磷、SS的火山浮石層為下層為;

　　所述礫石層與火山浮石層之間設置支架，用于支撐所述礫石層，并使火山浮石層處于懸浮狀態(tài)。

　　進一步，所述介質微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置，特征在于，所述介質微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置的進水口處設置用于顯示水位變化的布水池。

　　進一步，所述布水池以水位標高監(jiān)控介質內部的堵塞程度，利用布水池水位標高與介質堵塞程度呈正比關系，當布水池水位升高至相對標高45cm時，對介質進行反沖洗。

　　進一步，所述礫石層與火山浮石層之間設置反沖洗裝置;在所述火山浮石層下設置15cm的垂直空間;

　　所述反沖洗裝置還包括反沖洗排水管;所述反沖洗閥連通在反沖洗排水管前端。

　　進一步，所述支架下方設置反沖洗裝置，并在濕地40cm高處和最低水位處各設置反沖洗排水管;反沖洗過程中開啟40cm高處的反沖洗排水管，反沖洗結束后開啟最低水位處的反沖洗排水管，排空濕地內的反沖洗水。

　　本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述介質微堵自愈的新型人工濕地污水處理裝置的介質微堵自愈的新型人工濕地污水處理方法，所述介質微堵自愈的新型人工濕地污水處理方法包括：

　　礫石層作為承載濕地植物生長的介質，降解、截留吸附COD、氮、磷、SS等污染物的能力;火山浮石層吸附截留、降解COD、氮、磷、SS污染物;

　　支架作用在于支撐礫石層，確保火山浮石層處于懸浮狀態(tài);

　　當濕地介質沒有堵塞時，布水池水位正常;介質堵塞程度越大，布水池水位標高則越高。當布水池水位升高到相對標高45cm時，開啟40cm高處的閥門，并啟動支架下面的反沖洗閥，利用動力沖刷作用消除介質中的固體堵塞物。

　　與現(xiàn)有人工濕地技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點及積極效果為：

　　(1)解決了因介質堵塞而導致難以維持長期高效穩(wěn)定的問題;

　　(2)以簡易的布水池的水位變化來監(jiān)控人工濕地介質堵塞程度地介質堵塞程度。

　　本發(fā)明以高孔隙率的火山浮石為介質，實現(xiàn)了污染物去除高效性，使被處理的生活污水出水水質達到一級A標準;若以人工濕地技術進一步處理農業(yè)退水，出水水質可長期穩(wěn)定在地表水Ⅳ類水。以設置于礫石層和火山浮石層之間的反沖洗裝置，可使反沖洗時濕地介質過量吸附的固體脫落而自愈，實現(xiàn)人工濕地的長期高效穩(wěn)定性。

　　因其長期高效穩(wěn)定而產生的環(huán)境效益、社會效益難以估算，故本發(fā)明僅對其基建和運行費用作分析。

　　基建費用：與傳統(tǒng)人工濕地技術相比，本發(fā)明增加了反沖洗系統(tǒng)、支撐礫石層的支架，并應用了成本較貴的火山浮石。因此，本發(fā)明的基建費用增加了2%。

　　運行費用：運行過程中，本發(fā)明增加了反沖洗的動力費用，但因反沖洗的次數(shù)少(每季度一次)，其運行費用增加量約為現(xiàn)有人工濕地的5%;本發(fā)明可無限期延長人工濕地的運行期，至少因解決了介質堵塞問題使系統(tǒng)維修費降為傳統(tǒng)人工濕地維修費的1/10。維修費用按占運行費用的40%計，則可節(jié)約運行費用36%左右。因此，本發(fā)明可節(jié)約運行費用31%。

　　本發(fā)明設計了不同比重介質的垂直層次結構，使這一新技術既可獲取運行期間絕對高效的COD去除及脫氮除磷功效，又可在介質發(fā)生堵塞后，通過動力反沖洗而自愈，維持長期穩(wěn)定的污染去除高效性。這是其他生態(tài)工程技術短時期無法取代的，這也將使得該技術的推廣和應用具有長期的市場保障。微堵反沖洗型人工濕地技術的研究目前尚未見報道，為首創(chuàng)。