專利名稱：一種人工濕地污水處理系統(tǒng)的冬季保溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水處理裝置，具體涉及一種人工濕地污水處理系統(tǒng)的冬季保溫
直O(jiān)
背景技術(shù)：
在我國(guó)北方地區(qū)，冬季氣候寒冷，Wallace認(rèn)為低溫會(huì)造成濕地系統(tǒng)管道發(fā)生破裂，濕地植物休眠，根系微生物代謝減緩甚至停止等現(xiàn)象；同濟(jì)大學(xué)的黃翔峰等人研究發(fā)現(xiàn)冬季低溫條件下，人工濕地對(duì)NH+4-N、TN和TP的去除率分別比夏季低12. 0% 40. 0%、 12. 3% 27. 0%、6. ；34. 0%。東南大學(xué)的王世和等人研究發(fā)現(xiàn)冬季人工濕地對(duì)TP的去除率比夏季低15%左右。清華大學(xué)的申歡等人在采用人工濕地凈化景觀水體水質(zhì)的示范工程中發(fā)現(xiàn)TP和TN的平均去除率比夏季分別降低了 34%和27%，這都說明人工濕地處理效率在冬季會(huì)大幅度下降。許多學(xué)者和工程人員為了給濕地保溫，不得不采取各種保溫措施，例如地膜保溫、 植物覆蓋保溫等，都沒能取得特別理想的效果。目前，濕地的冬季保溫仍然是一大難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種人工濕地污水處理系統(tǒng)的冬季保溫裝置，冬季可以靈活調(diào)節(jié)濕地的運(yùn)行方式和濕地的水位形成保溫層從而減少氣溫對(duì)濕地的影響，保證人工濕地能夠持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種人工濕地污水處理系統(tǒng)的冬季保溫裝置，主要包括人工濕地內(nèi)垂直且平行地裝填有三段填料，填料中布置有通氣管；人工濕地的床體高于填料的高度；在三段填料的頂部設(shè)置有布水管，三段填料的底部設(shè)置有收水管，該收水管的出水口高于人工濕地的床體高度；三段填料的一端上部連接一進(jìn)水管，另一端下部連接出水管，該出水管的出水口高于人工濕地的床體高度；布水管和進(jìn)水管分別連接到高位水槽；布水管進(jìn)水時(shí)，進(jìn)水管和出水管關(guān)閉，由收水管的最高出水口出水，形成冰層空氣層保溫層后調(diào)節(jié)到中部出水口；進(jìn)水管進(jìn)水時(shí)，布水管和底層收水管關(guān)閉，由出水管的最高出水口出水，形成冰層空氣層保溫層后調(diào)節(jié)到中部出水口。通過布水管道的調(diào)節(jié)，裝置可進(jìn)行水平流濕地與垂直流濕地的相互轉(zhuǎn)化。所述的冬季保溫裝置，其中，填料為沸石、礫石、石灰石、爐渣、活性炭等以及各種不同填料的組合，本發(fā)明是石灰石填料為例進(jìn)行說明。所述的冬季保溫裝置，其中，三段填料中，其兩端填料的粒徑為16_32mm，中段填料
3的粒徑為8-16mm。所述的冬季保溫裝置，其中，布水管和進(jìn)水管分別通過進(jìn)水閥連接到高位水槽；該收水管和出水管分別安裝有主控閥和處于不同高度的分控閥。所述的冬季保溫裝置，其中，收水管和出水管上安裝的分控閥各為三個(gè)，三個(gè)分控閥的安裝位置分別是高于人工濕地的床體高度、位于填料的中間、位于人工濕地的床體底部。所述的冬季保溫裝置，其中，布水管為均勻布水，收水管對(duì)應(yīng)中段填料處設(shè)有收水孔。所述的冬季保溫裝置，其中，人工濕地的上層種植去污能力強(qiáng)的挺水植物。可變流濕地可以根據(jù)外界具體的氣溫變化通過布水管道的調(diào)節(jié)，進(jìn)行水平流濕地與垂直流濕地的相互轉(zhuǎn)化，克服了水平流濕地夏季進(jìn)水溶解氧低，垂直流濕地冬季熱損失多的缺點(diǎn)，冬季可以靈活調(diào)節(jié)濕地的運(yùn)行方式，通過形成冰層空氣層保溫層從而減少氣溫對(duì)濕地的影響，保證了低溫條件下人工濕地能夠持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行?？勺兞鳚竦赝ㄟ^垂直流和水平流的相互轉(zhuǎn)化，不同方向的水流沖刷基質(zhì)以及分解有機(jī)物效率高等優(yōu)勢(shì)，可以減緩甚至克服堵塞問題。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于大中小型人工濕地的冬季保溫中，具有無污染、操作簡(jiǎn)單、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、保溫效果好、處理能力強(qiáng)、運(yùn)行效果穩(wěn)定等特點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的人工濕地內(nèi)垂直地裝填有三段填料，本發(fā)明的填料為沸石、礫石、石灰石、爐渣、活性炭等以及各種不同填料的組合，本實(shí)施例是以石灰石填料為例進(jìn)行說明。左右兩段石灰石填料的粒徑為16-32mm，中段石灰石填料的粒徑為8_16mm ；石灰石填料的高度為1. 6-1. 8m，床體高度為2. 2-2. 5m ；濕地內(nèi)均勻布置有通氣管；石灰石填料上層的一端和石灰石填料頂部各連接一進(jìn)水管與布水管；底層的另一端各連接一出水管和收水管；進(jìn)水管和布水管與高位水槽之間各設(shè)置一進(jìn)水閥；出水管和收水管各設(shè)置有一個(gè)主控閥和三個(gè)分控閥，其中的三個(gè)分控閥處于不同高度。人工濕地為垂直下行流時(shí)，石灰石填料頂部的布水管連接高位水槽的進(jìn)水閥和收水管的主控閥開啟，進(jìn)水管的進(jìn)水閥和出水管的主控閥關(guān)閉；人工濕地為水平流時(shí)，進(jìn)水管的進(jìn)水閥和出水管的主控閥開啟，布水管的進(jìn)水閥和收水管的主控閥關(guān)閉。以下結(jié)合附圖作詳細(xì)描述。請(qǐng)參閱圖1，是本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)示意圖。需要說明的是，本發(fā)明所提到的左、右、上、下等，除有特殊說明外均是以圖1所示方向?yàn)闇?zhǔn)。高位進(jìn)水槽1分別通過上層進(jìn)水管2和石灰石填料頂部布水管15將欲處理的污水到人工濕地內(nèi)。人工濕地內(nèi)垂直地裝填有不同粒徑的石灰石填料，將人工濕地內(nèi)部分為左段4、中段5和右段6。具體地，左段4和右段6的石灰石填料的粒徑為16-32mm，中段5的石灰石填料的粒徑為8-16mm。在一個(gè)具體實(shí)施例中，人工濕地內(nèi)填料高度為1. 6-1. 8m，床體高度為2. 2-2. 5m。 人工濕地具有一個(gè)進(jìn)水管2和一個(gè)布水管15，一個(gè)出水管7和一個(gè)收水管16，分別通過各自的進(jìn)、出水閥控制進(jìn)出水。具體地，在人工濕地的一側(cè)，高位進(jìn)水槽1的污水管13與左段 4之間通過進(jìn)水閥3連接進(jìn)水管2，污水管13還通過進(jìn)水閥14與布水管15連接。本發(fā)明的布水管15是均勻布水，收水管6上只有在對(duì)應(yīng)中段填料5處設(shè)有收水孔。在人工濕地的另一側(cè)，右段6的下部安裝有出水管9，出水管9上安裝有主控閥7 和分控閥8、10、11。人工濕地的底層安裝有收水管16，收水管16上安裝有主控閥17和分控閥18、19、20。分控閥8、10、11(18、19、20)中，最高的分控閥10 (19)的高度位置要高于人工濕地的床體高度，最低的分控閥8(18)是處于人工濕地的底部，中間的分控閥11 00)是處于石灰石填料的中部位置。以人工濕地內(nèi)填料高度1. 6-1. 8m，床體高度2. 2-2. 5m為例， 分控閥分別設(shè)計(jì)在距離床體底層2. 4m(分控閥10、19)、1.3m(分控閥11,20),0. lm(分控閥 8、18)位置處以調(diào)節(jié)濕地單元的水位。本發(fā)明在冬季運(yùn)行時(shí)的操作是人工濕地為垂直下行流濕地時(shí)，進(jìn)水閥3和出水管9上的主控閥門7關(guān)閉，進(jìn)水閥 14開啟，由污水管13通過布水管15開始進(jìn)水，同時(shí)，收水管6上的主控閥門17及分控閥門 19開啟，使水位抬升至2. 4m,待上層水位結(jié)冰后(一般控制在冰層厚度為0. 4-0. 6m)，由收水管16出水，關(guān)閉閥門19，開啟閥門18，迅速降低水位，待濕地運(yùn)行水位下降至2. Om時(shí)，關(guān)閉閥門18，打開出水閥門20，放水至運(yùn)行水位，在該水位上形成冰層21和空氣層22的保溫層，此時(shí)將頂部通氣管12打開，保證冰下的溶解氧濃度。人工濕地為水平流時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水閥14和收水管6上的主控閥門17，開啟進(jìn)水閥3 和出水管9上的主控閥門7及分控閥門10，由進(jìn)水管2開始進(jìn)水，使水位抬升至2.細(xì)，待上層水位結(jié)冰后(一般控制在冰層厚度為0.4-0. 6m)，由出水管9出水，關(guān)閉閥門10，開啟閥門8，迅速降低水位，待濕地運(yùn)行水位下降至2. Om時(shí)，關(guān)閉閥門8，打開出水閥門11，放水至運(yùn)行水位，在該水位上形成冰層21和空氣層22的保溫層，此時(shí)將頂部通氣管12打開，保證冰下的溶解氧濃度。垂直流與水平流可以進(jìn)行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化周期應(yīng)該根據(jù)具體情況確定，如初冬運(yùn)行為垂直流、深冬運(yùn)行為水平流。由于本發(fā)明的床體高度高出填料0. 6-0. 7m,冬季在填料上方形成0. 4-0. 6m的冰層和0. 1-0. 2m的絕緣空氣保溫層。本發(fā)明的人工濕地的上層種植去污能力強(qiáng)的挺水植物，冬季植物密實(shí)的地上莖對(duì)冰層的形成起到了支撐的作用。
權(quán)利要求
1.一種人工濕地污水處理系統(tǒng)的冬季保溫裝置，主要包括人工濕地內(nèi)垂直且平行地裝填有三段填料，填料中布置有通氣管；人工濕地的床體高于填料的高度；在三段填料的頂部設(shè)置有布水管，三段填料的底部設(shè)置有收水管，該收水管的出水口高于人工濕地的床體高度；三段填料的一端上部連接一進(jìn)水管，另一端下部連接出水管，該出水管的出水口高于人工濕地的床體高度；布水管和進(jìn)水管分別連接到高位水槽；布水管進(jìn)水時(shí)，進(jìn)水管和出水管關(guān)閉，由收水管的最高出水口出水，形成冰層空氣層保溫層后調(diào)節(jié)到中部出水口；進(jìn)水管進(jìn)水時(shí)，布水管和底層收水管關(guān)閉，由出水管的最高出水口出水，形成冰層空氣層保溫層后調(diào)節(jié)到中部出水口；通過布水管的調(diào)節(jié)可進(jìn)行水平流濕地與垂直流濕地的相互轉(zhuǎn)化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冬季保溫裝置，其中，填料為沸石、礫石、石灰石、爐渣、活性炭中的一種或幾種組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冬季保溫裝置，其中，三段填料中，其兩端填料的粒徑為 16-32mm,中段填料的粒徑為8_16mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冬季保溫裝置，其中，布水管和進(jìn)水管分別通過進(jìn)水閥連接到高位水槽；收水管和出水管分別安裝有主控閥和處于不同高度的分控閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冬季保溫裝置，其中，收水管和出水管上安裝的分控閥各為三個(gè)，三個(gè)分控閥的安裝位置分別是高于人工濕地的床體高度、位于填料的中間、位于人工濕地的床體底部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、4或5所述的冬季保溫裝置，其中，布水管為均勻布水，收水管對(duì)應(yīng)中段填料處設(shè)有收水孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冬季保溫裝置，其中，人工濕地的上層種植去污能力強(qiáng)的挺水植物。
全文摘要
一種人工濕地污水處理系統(tǒng)的冬季保溫裝置，主要包括人工濕地內(nèi)垂直且平行地裝填有三段填料，填料中布置有通氣管；在三段填料的頂部設(shè)置有布水管，三段填料的底部設(shè)置有收水管，該收水管的出水口高于人工濕地的床體高度；三段填料的一端上部連接一進(jìn)水管，另一端下部連接出水管，該出水管的出水口高于人工濕地的床體高度；布水管和進(jìn)水管分別連接到高位水槽；布水管進(jìn)水時(shí)，進(jìn)水管和出水管關(guān)閉，由收水管的最高出水口出水，形成冰層空氣層保溫層后調(diào)節(jié)到中部出水口；進(jìn)水管進(jìn)水時(shí)，布水管和底層收水管關(guān)閉，由出水管的最高出水口出水，形成冰層空氣層保溫層后調(diào)節(jié)到中部出水口。本發(fā)明可以通過形成冰層空氣層保溫層從而提高了冬季濕地的溫度。
文檔編號(hào)C02F3/32GK102557262SQ20121000473
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者何連生, 夏訓(xùn)峰, 姜永海, 席北斗, 張列宇, 許其功 申請(qǐng)人:中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院