一种多级潜流人工湿地零能耗污水处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多级潜流人工湿地零能耗污水处理系统，包括人工湿地，人工湿地具有进水口和出水口，所述人工湿地从上到下依次包括第一生物炭层、火山石层、第二生物炭层、砾石层和砂层，并在第一生物炭层内种植有湿地植物；所述进水口为进水渠，进水渠设于第一生物炭层，以将水体引入第一生物炭层；所述出水口为出水渠，出水渠设于人工湿地底部并与砂层连通；人工湿地上方设有跌水渠，所述跌水渠设于进水渠上方，便于跌水渠内的水体跌入进水渠内。该处理系统结合了山地村镇的地形地势特点，实现了零能耗处理农村生活污水，且污水处理效率高。理效率高。理效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种多级潜流人工湿地零能耗污水处理系统


[0001]本专利技术属于污水处理
，特别涉及一种多级潜流人工湿地零能耗污水处理系统。

技术介绍

[0002]随着农村城镇化和农民生活水平的提高，农村存在的生活污水的有效处理问题日益突出。而我国多数村镇的排水系统不完备，污水处理设施少且未结合当地村镇的地形地势特点。
[0003]人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。人工湿地具有结构简单、运行维护简单且投资小等优点，那么，怎样结合山地村镇的地形地势特点，研发一种污水处理系统以适用于农村的生活污水处理。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的就在于提供一种多级潜流人工湿地零能耗污水处理系统，该处理系统结合山地村镇的地形地势特定，实现零能耗处理农村生活污水，且污水处理效率高。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：一种多级潜流人工湿地零能耗污水处理系统，包括人工湿地，人工湿地具有进水口和出水口，所述人工湿地从上到下依次包括第一生物炭层、火山石层、第二生物炭层、砾石层和砂层，并在第一生物炭层内种植有湿地植物；所述进水口为进水渠，进水渠设于第一生物炭层，以将水体引入第一生物炭层；所述出水口为出水渠，出水渠设于人工湿地底部并与砂层连通，以排出人工湿地处理后的水体；人工湿地上方设有跌水渠，所述跌水渠设于进水渠上方，便于跌水渠内的水体跌入进水渠内。
[0006]进一步地，所述人工湿地有两个，分别称为第一级人工湿地和第二级人工湿地；跌水渠位于第一级人工湿地进水渠上方，以使跌水渠内的水体跌入第一级人工湿地进水渠内，所述第二级人工湿地进水渠位于第一级人工湿地出水渠下方，便于水体从第一级人工湿地出水渠内跌入第二级人工湿地进水渠内。
[0007]进一步地，所述第一生物炭层的厚度为400~500 mm，密度为1.32~2.31g/cm3；所述火山石层的厚度为200~300 mm，粒径为3
‑
7mm；所述第二生物炭层的厚度为120~270 mm，密度为1.56
‑
2.12 g/cm3；所述砾石层的厚度为200~300 mm，粒径为3~20mm；所述砂层的厚度为150~300 mm，粒径为0.1~4.25mm。
[0008]进一步地，所述湿地植物为芦苇或美人蕉中的一种或两种。
[0009]进一步地，所述第一生物炭层和第二生物炭层中的生物炭是以湿地植物产生的秸秆为原料，以质量分数为30%的氯化锌溶液为活化剂，在300~400℃煅烧制备得到。
[0010]进一步地，跌水渠与第一级人工湿地进水渠的高度差≥0.8 m。
[0011]进一步地，第一级人工湿地出水渠和第二级人工湿地进水渠的高度差≥0.6 m。
[0012]进一步地，所述进水渠包括集水槽和若干布水管，所述集水槽位于人工湿地一边缘并与该边长度对应，所有布水管沿集水槽长度方向均匀设置且布水管上端与集水槽连通，下端插入人工湿地的水体内。
[0013]进一步地，所述进水渠和出水渠相对设置。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术利用地形高差，水体从高处跌入第一级人工湿地，第一级人工湿地出水以同样的方式跌入第二级人工湿地，实现了跌水曝气，提高了污水中的溶解氧浓度，有利于增强人工湿地氮磷、有机物等污染物的去除。
[0015]2、本专利技术的人工湿地从上到下包括第一生物炭层、火山石层、第二生物炭层、砾石层和砂层，第一生物炭层能高效过滤水体中的颗粒杂质等，并且生物炭的孔隙较大，大大增加了湿地植物根际的透气性，便于输送氧气到湿地植物的根部，为根部微生物提供良好的生长、繁殖的栖息地，同时还能加强和维持介质对水的传输能力，从而为湿地植物的生长提供良好的环境，从而促进水体中BOD5的去除和有机物的降解，同时能将水体中的氨氮氧化为硝态氮；进入火山石层，火山石层内的火山石能对水体中的杂质具有吸附作用，从而可以去除水体中的磷；随着水体向人工湿地底部流，水体中的溶解氧含量减少，流经第二生物炭层，通过生物反硝化作用，将硝态氮转化为氮气，从而达到脱氮的目的；砾石层和砂层是对水体进行两级过滤，保证出水水质。
[0016]3、本专利技术中的生物炭由湿地植物产生的秸秆为原料制备而成，不但避免了秸秆腐烂后进入人工湿地继而引起人工湿地堵塞的情况，而且还实现了资源化利用。
[0017]4、本专利技术全程依靠重力势能自发进行，实现零能耗运行，大大降低了运行成本。
附图说明
[0018]图1
‑
本专利技术的结构示意图。
[0019]图2
‑
进水渠的结构示意图。
[0020]其中：01
‑
第一级人工湿地；02
‑
第二级人工湿地；1
‑
第一生物炭层；2
‑
火山石层；3
‑
第二生物炭层；4
‑
砾石层；5
‑
砂层；6
‑
湿地植物；7
‑
跌水口；8
‑
进水渠；81
‑
集水槽；82
‑
布水管；9
‑
出水渠。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。
[0022]参见图1和图2，一种多级潜流人工湿地零能耗污水处理系统，包括人工湿地，人工湿地具有进水口和出水口，所述人工湿地从上到下依次包括第一生物炭层1、火山石层2、第二生物炭层3、砾石层4和砂层5，并在第一生物炭层1内种植有湿地植物6；所述进水口为进水渠8，进水渠8设于第一生物炭层1，以将水体引入第一生物炭层1；所述出水口为出水渠9，出水渠9设于人工湿地底部并与砂层5连通，以排出人工湿地处理后的水体；人工湿地上方设有跌水渠7，所述跌水渠7设于进水渠8上方，便于跌水渠7内的水体跌入进水渠8内。
[0023]水体在进入污水处理系统前经过了预处理，预处理后的水体从高处的跌水渠从出
口跌入进水渠，继而通过多根布水管将进水渠中的污水均匀布水，依次流经第一生物炭层、火山石层、第二生物炭层、砾石层、砂层。水体从跌水渠跌入进水渠过程中，因为水流受空气阻力被分隔成水滴，充分与空气接触，增加了水体中的溶解氧，进水渠中的污水经过布水管，首先进入第一生物炭层，相当于好氧区，第一生物炭层能高效过滤水体中的颗粒杂质等，并且生物炭的孔隙较大，大大增加了湿地植物根际的透气性，便于输送氧气到湿地植物的根部，为根部微生物提供良好的生长、繁殖的栖息地，同时还能加强和维持介质对水的传输能力，从而为湿地植物的生长提供良好的环境，从而促进水体中BOD5的去除和有机物的降解，同时能将水体中的氨氮氧化为硝态氮。处理过的污水进入火山石本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多级潜流人工湿地零能耗污水处理系统，包括人工湿地，人工湿地具有进水口和出水口，其特征在于，所述人工湿地从上到下依次包括第一生物炭层、火山石层、第二生物炭层、砾石层和砂层，并在第一生物炭层内种植有湿地植物；所述进水口为进水渠，进水渠设于第一生物炭层，以将水体引入第一生物炭层；所述出水口为出水渠，出水渠设于人工湿地底部并与砂层连通，以排出人工湿地处理后的水体；人工湿地上方设有跌水渠，所述跌水渠设于进水渠上方，便于跌水渠内的水体跌入进水渠内。2.根据权利要求1所述的一种多级潜流人工湿地零能耗污水处理系统，其特征在于，所述人工湿地有两个，分别称为第一级人工湿地和第二级人工湿地；跌水渠位于第一级人工湿地进水渠上方，以使跌水渠内的水体跌入第一级人工湿地进水渠内，所述第二级人工湿地进水渠位于第一级人工湿地出水渠下方，便于水体从第一级人工湿地出水渠内跌入第二级人工湿地进水渠内。3.根据权利要求2所述的一种多级潜流人工湿地零能耗污水处理系统，其特征在于，所述第一生物炭层的厚度为400~500 mm，密度为1.32~2.31g/cm3；所述火山石层的厚度为200~300 mm，粒径为3
‑
7mm；所述第二生物炭层的厚度为120~270 mm，密度为1.56
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：晏鹏，朱晗霄，郭劲松，陈猷鹏，方芳，施洪鑫，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：