防堵塞的人工湿地系统技术方案

本申请是一种防堵塞的人工湿地系统，包括进水管，植物浮床、生物膜区、曝气管、穿孔套管、隔墙、泥区、斜管沉淀池、出水口、排泥管，其中泥区接种有颤蚓，进出水管沿长边布置。本系统同时实现了避免生物膜区堵塞、加快挂膜速度、污泥减量、避免颤蚓迁移的效果。

Anti clogging constructed wetland system

The application is an anti clogging constructed wetland system, which comprises an inlet pipe, a plant floating bed, a biological membrane area, an aeration pipe, a perforated casing, a partition wall, a mud area, a inclined pipe settling tank, a water outlet and a mud discharge pipe, wherein the mud area is inoculated with trembling worms, and the water inlet and outlet pipes are arranged along the long side. At the same time, the system can avoid the blocking of biofilm area, accelerate the speed of film hanging, reduce sludge and avoid the migration of warworms.

【技术实现步骤摘要】
防堵塞的人工湿地系统
本申请属于水处理领域，涉及一种防堵塞的人工湿地系统。
技术介绍
堵塞是人工湿地面临的主要问题。根据调查,我国大多数人工湿地系统都存在堵塞问题，堵塞不仅导致水位升高和短流，也导致填料层水深增加、缺氧和失去处理能力等一系列问题。
技术实现思路
本申请是一种防堵塞的人工湿地系统，包括进水管、植物浮床、生物膜区、曝气管、穿孔套管、隔墙、斜管沉淀池、泥区、出水口、排泥管，其中生物膜区为螺纹斜管，泥区接种有颤蚓，进出水管沿长边布置。其中，植物浮床生长载体为土壤模块，模块之间略有空隙便于部分取出。采用根系较发达的水生植物，如芦苇、香蒲、美人蕉等，可初步分解有机物，并避免藻类繁殖堵塞系统。其中，生物膜区为螺纹斜管，每根斜管外壁光滑，内壁为螺纹，利用沉积在内部螺纹上的砂粒作为填料培养生物膜，相当于一般湿地系统中沉砂池和填料池的组合。现有的人工湿地在入口前一般设有沉沙池和沉淀池，根据现场观察，沉沙池沉淀的颗粒物体积大、密度大，然而在污水输送过程中颗粒物往往已经附有优势菌种的生物膜，特别是在较大颗粒物表面的相对凹陷处。本申请取消沉沙池，利用螺纹斜管沉降污水中的较大颗粒物，将污水中较大颗粒物和表面附着的生物膜一同沉降在螺纹斜管内部，然后进行培养以处理污水，从而缩短培养时间，同时减少了构筑物数量。其中，生物膜区每根斜管顶部设有弹簧，弹簧放置在顶部支架上。弹簧的拉伸长度反应了斜管沉积沙粒的数量和堵塞的可能性。斜管的底部放置在底部支架上，由于斜管之间略有空隙（不相接触），斜管内部空隙较大，并且每根螺纹斜管容易根据弹簧拉伸程度判断堵塞程度，从而单独抽出清理或替换，避免了堵塞和短流。其中，经生物膜区处理后的污水，其较小颗粒物未能沉降，随水流一起进入斜管沉淀池，沉淀在接种有颤蚓的泥区，颤蚓以小颗粒物上附有的大量有机物为食，从而实现污泥减量和出水净化。颤蚓有攀爬和浮游的习性，且对活性生物膜有取食偏好，容易破坏生物膜功能特别是硝化功能。其中，生物膜区与斜管沉淀池之间设有隔墙，隔墙底部设有穿孔套管，内管和外管之间进口处过水断面的底部1/3封堵，使小颗粒物由内管排出，避免进入内管和外管之间。内管和外管之间在出口处封堵，内管出口处交错开有小孔，外管水经小孔汇入内管出水，小孔出水与内管出水形成相互垂直的水流。实验表明该装置可100%防止颤蚓迁移进入生物膜区。实现的有益效果：本系统同时实现了避免生物膜区堵塞、加快挂膜速度、污泥减量、避免颤蚓迁移的效果。实施例1：采用如图1的装置，挂膜阶段暂无植物浮床、右侧斜管区和颤蚓。污水进水为某河道污水，主要为生活污水和种植园面源雨水。螺纹斜管采用单独的PE螺纹塑料管（非整体式），内径48.4mm，管长2m，倾角35°，水力负荷3m/h，砂粒沉积一层后，停止进水，将沉积的砂粒取出过筛，得d10=0.08mm,d80=0.26mm。开启微孔曝气，闷曝4天，每天用泵自中层排出一半水量并补充进水。第4天左右可见砂粒上较多黄色粘附物，进水冲不掉，高倍放大镜下观察可以发现载体表面有黄色的颗粒状物质，标志着挂膜完成。第5天检测进出水水质，可见COD、氨氮的去除率均超过50%。运行15天左右时，靠近进水口有个别弹簧拉伸长度稍长于其他弹簧，将其取出，观察可见其沉积的沙粒较多，与拉伸长度较小的斜管交换，即可避免堵塞。对比试验1：采用如图1的装置，挂膜阶段暂无植物浮床、右侧斜管区和颤蚓。螺纹斜管采用PE螺纹塑料管，内径48.4mm，管长2m，倾角35°。在河岸边采集砂粒，筛分后去掉过大和过小的颗粒，将中间部分（使其d10=0.08mm,d80=0.26mm）人工装填到螺纹斜管中。通入上述污水，闷曝4天，每天用泵自中层排出一半水量并补充进水。第4天取出斜管检查砂粒，未发现明显粘附物，继续试验至第8天仍无明显粘附物，说明相对于河道污水中的砂粒，河岸边的砂粒不易挂膜。实施例2：实施例1正常运行后，继续通入污水，进水流量固定。在图1所示的右侧沉淀池安装普通PP斜管，并移栽植物浮床，采用芦苇、香蒲，密度为25棵/m2。自当地湖泊底泥中采集颤蚓，主要是颤蚓科的霍甫水丝蚓和正颤蚓，接种入图1所示的泥区，接种量为1kg/m2（湿重）。如图1中隔墙底部每50cm设有一个套管，外管DN50，内管DN32，生物膜区出水经套管流入斜管沉淀池，如图2所示，套管采用三种出水方式：1）外管出水+内管出水（作为对比实验2），根据出水流量计算得内管、外管平均流速0.22m/s。2）内管和外管之间在进口处封堵，仅内管出水（作为对比实验3）。3）内管出口交错开2排DN2mm的小孔，孔间净距0.5mm，外管出口封堵，外管水经小孔汇入内管出水，从而形成相互垂直的水流（本申请方案）。其中，1）和3）中，内管和外管之间进口处过水断面的底部1/3封堵，使小颗粒物由内管流出，避免进入内管和外管之间。运行期间，观察可见套管出水方式1）和2）均有部分颤蚓从泥区附壁攀爬，少数能够逆流穿过套管进入生物膜区。出水方式3）中颤蚓则被流向相互垂直的内管出水和小孔出水冲落，不能穿过套管。可见，穿孔套管阻止了颤蚓的迁移，能防止其进入生物膜区。对比实验4：实施例2中，采用出水方式3，作为对比，不引入颤蚓。不排泥，运行30天后，引入颤蚓的泥区污泥厚度为0.41m，而无颤蚓的对照泥区污泥厚度为0.29m，可见颤蚓能够显著减少污泥量。说明书附图：附图1：本申请的一种防堵塞的人工湿地系统；附图2：套管（2种对比形式和本申请形式）。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防堵塞的人工湿地系统，包括进水管、植物浮床、生物膜区、曝气管、穿孔套管、隔墙、斜管沉淀池、泥区、出水口、排泥管，其中生物膜区为螺纹斜管，泥区接种有颤蚓，穿孔套管位于生物膜区与斜管沉淀池之间隔墙的底部。/n

【技术特征摘要】
1.一种防堵塞的人工湿地系统，包括进水管、植物浮床、生物膜区、曝气管、穿孔套管、隔墙、斜管沉淀池、泥区、出水口、排泥管，其中生物膜区为螺纹斜管，泥区接种有颤蚓，穿孔套管位于生物膜区与斜管沉淀池之间隔墙的底部。


2.如权利要求1的人工湿地系统，其中的螺纹斜管顶部设有弹簧...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓景，何晋勇，
申请(专利权)人：王晓景，
类型：发明
国别省市：广东;44