新型湿地技术与设备制造技术

新型湿地建在水域底层，实施方法是：在水域打井，下部井管１３能渗水且深入底层表面１５有一定的深度，上部井管１２不渗水且井口高出水域水面１１。富氧的水自底层表层１５由上而下渗透从下部井管１３渗入井中，再由井口抽回水域，水渗透经过的底层逐渐由好氧区过渡到厌氧区，水在渗透过程中进行生物脱氮，磷被吸附在底层好氧区。可在除磷池、槽中去除磷、重金属和其它有害物质；利用水力空化降解难降解有害有机物。优点是：不占用土地、效率高和减小低温影响。抽水的设备为旋转输送、空化及射流泵系统，具有抽水、水力空化和曝气增氧的功能，效率高且便于利用风能和水能。此设备还可以用于化工和自来水等领域。

【技术实现步骤摘要】
新型湿地技术与设备 本专利技术涉及到湿地技术及设备，特别是涉及到人工湿地技术及设备。 现有的湿地存在或建于地表，用于污水处理及水环境治理效果很好，但也具有占地面积大、效率低、低温季节运行困难、受磷饱和限制、去除水中重金属困难和降解难降解有害有机物缓慢的缺点。本专利技术的目的是以新的技术及设备克服现有湿地技术的缺点，其设备还 可以用于其它领域。解决方案把湿地建在水域底层，本文称为新型湿地；水域可以是湖泊、 河流和浅海；底层可以是原始底层，如泥沙层，也可以是加入所需材料改造的原 始底层，还可以是完全利用所需材料建造的新底层。利用强制循环提高效率；利 用除磷池、槽把磷和重金属等从水体移出；利用水力空化降解难降解有害有机物 和分解氨氮。专利技术高效节能的新型设备完成抽水、水力空化和曝气增氧。具体措施是如图1所示，在水域打井，下部井管13能渗水且深入底层表面15有一定 的深度，上部井管12不渗水且井口高出水域水面11;富氧的水自底层表面15 由上而下渗透从下部井管13渗入井中，再由井口抽回水域。水渗透经过的底层 由好氧区逐渐过渡到厌氧区，水在渗透过程中进行生物脱氮，同时水中的磷会被 吸附在底层好氧区。由于生物脱氮需要一定的时间，必须控制水在好氧区和厌氧区渗透时间的长 短，太短脱氮率不高，太长则井的进水量太小。控制水渗透时间的方法是a. 下部渗水井管13到底层表面15应有适当的深度。b. 渗透区域应有一定的面积。C.尽量縮小各区域渗透时间的差异；渗透区域的扩大必然会增大渗透距离和 时间的差异，这里所说的距离是滲透路程长短，而非直线距离。近井处距离近渗透时间短，增大渗透时间的方法是增加渗透距离和减小 水的滲透速度。如图1，在井管12周围用泥沙或其它材料填高，既可以增加距 离又可以固定井管；例如在底层表面覆盖或在底层中混入透水性差的土壤都可以 减小水的滲透速度。远离井处距离远滲透时间长，减小渗透时间的方法是縮短渗透距离和增 大水的渗透速度。例如采用子母井的方法可缩短渗透距离，即在能抽水的母井周 围设置若干仅能渗水的子井，渗入子井的水由管道流入母井。例如在底层中加入 透水性好的沙粒可增加渗透速度。当底层脱氮、吸附磷的性能不理想时，可改造或新建。例如，吸附磷性能 差时可在底层加入沸石或其它材料进行改造；底层为岩石结构时则要新建。4新型湿地也会有磷饱和及需要去除重金属和其它有害物质的问题，除磷、 重金属等的方法是设置除磷池、槽22，如图2、图3所示，两图分别为井12、 除磷池22等的主、俯视图。来自井12的水抽到集水槽21再经串联的除磷池22-1、 22-2流回水域。在除磷池、槽22中加入吸附剂或与磷酸根、重金属等反应生成沉淀的物质; 或创造条件使水中的某些物质生成吸附剂及促使磷酸根、金属离子反应生成沉淀 物。如加入沸石、碳酸钙等；品种繁多的沸石可以吸附多种物质，包括磷酸根、 重金属、氨氮等；碳酸钙可以吸附磷酸根、重金属离子并与其反应生成沉淀物。 井水来自溶氧低的底层，金属离子和磷酸根都溶于水中，当对水增氧创造富氧的 条件金属离子会生成金属氧化物，如铁、锰离子生成的铁/锰氧化物具有吸附磷 酸根和重金属离子的功能；同时铁、锰等离子会与磷酸根生成Fe-P、 Mn-P等沉 淀。沉淀或被吸附的磷、重金属等可以从除磷池、槽22清理出。由于来自井12 中的水含泥沙少，可以减少清理沉淀物及更换吸附剂的工作量，也便于磷的回收 利用。除磷池、槽22可以是多组并联，轮流清理不影响系统的运行。如图2、 3 所示，B组清理，A、 C组保证湿地系统的运行。在除磷池、槽22两端设置水阀 3，清理时阻断两端进水；如图2、 3所示的3-l、 3-2。每组除磷池、槽22可以是串联的。如图2、 3所示，使重金属或其它有害 物质被吸附或反应沉淀在特定的池、槽中，便于有害物质的集中处理和磷的回收 利用。有些水体含有超标的难降解有害有机物和氨氮，在抽水的过程中利用水力 空化降解难降解有害有机物和分解氨氮。对于景观水域，抽水还可以与制做喷泉 景观相结合，喷泉兼有曝气增氧功能。新型湿地在运行初期，抽出的井水有时会含有较高的氨氮，减小其危害的 方法是在抽水过程中利用空化分解、曝气吹脱，和在除磷池、槽22中吸附除 去；及把抽出或除磷后的水用管道直接排到底层表面15或底层中，由于水的流 向是由上而下的，可减小氨氮向上扩散的机会。上述方法可单独应用，也可以多 种结合。新型湿地必须消耗能量才能运行，水域往往具有一定的风能，河流和浅海 还具有水能，常可提供部分或全部能源。新型湿地不占用土地，效率高，由于生物脱氮在水底进行，低温季节也能 运行。加快了水体上下交换、曝气增氧可以保证水生动物的生存，促使生态恢复。 不仅可以脱氮、除磷，还可以去除重金属和难降解有害有机物等，去除的磷也便 于回收利用。现有技术的液体输送系统一般由叶轮泵、管道等构成，叶轮泵也常是水力 空化或射流泵系统的动力源。水力空化系统一般由动力源、空化部件、管道等构 成，单独或与其他方法结合降解有害有机物、消杀有害生物；应用较多的是射流 空化和涡流空化，射流空化的部件结构又分为文丘里管和多孔板，多孔板与后面 的管道构成多喷嘴的文丘里管；空化发生在喷嘴后面的低压区内。涡流空化的空 化部件为涡流仓，空化发生在其中部的低压区内。在空化部件的低压区设置二次 流通道就构成了射流泵，其系统就成了水力射流泵系统，用于曝气增氧等。以上 三系统的特征是工作时空化部件、射流泵、管道等都是静止的，本文称其为静 止系统。静止系统的缺点是-一、 效率较低，其原因为1. 叶轮泵效率较低，特别是小型的、高扬程的。2. 管道较长，能耗较大。3. 流出系统的水具有一定的动能，常是一种浪费。4. 造成空化效率低的另一个原因是由于空化需要较高的真空度，空 化区域仅限于文丘里管喷嘴附近或涡流仓中心；从时间上分析，单位体积水 的空化时间短；射流泵曝气增氧的情况也类似。二、 叶轮泵转数较高，风轮机或水轮机为动力机时需配置大变速比的增速 机构。三、 叶轮泵容易堵塞。必须设计一种新型设备应用于新型湿地和其它领域，从提高效率和便于利 用风能、水能两方面达到节能的目的，同时具有结构简单、造价低、不易堵塞的 优点。新型设备是旋转输送、空化及射流泵系统，本文简称为旋转系统，其按功 能划分的功能系统为-a. 旋转液体输送系统，简称为旋转输送系统、输送系统。b. 旋转水力空化系统，简称为旋转空化系统、空化系统。c. 旋转水力射流泵系统，简称为旋转射流泵系统、射流泵系统。d. 旋转水力空化、射流泵综合系统，简称为旋转空化、射流泵综合系统或 空化、射流泵综合系统。解决方案工作时旋转管道组件绕垂直主轴1旋转，各功能系统旋转管道 组件的关键部件是a.旋转输送系统旋转管道4;如图l的旋转系统。旋转输送系统旋转管道4的出口部分称为喷嘴8，其型状和截面积可以和前 部的管道相同，如图l的旋转系统；也可以不同。b. 旋转空化系统旋转管道4、空化部件6;如图5阀门14关闭时。阀门 14关闭等同无二次流管道16。c. 旋转射流泵系统旋转管道4、射流泵7，如图5阀门14开启时。d. 旋转空化、射流泵综合系统旋转管道4、空化部件6、射流泵7，射流 泵7位于空化部件6后部；如图4，阀门14-1关闭、14本文档来自技高网...

【技术保护点】
现有的湿地存在或建于地表，用于污水处理及水环境治理；新型湿地的特征是：把湿地建在水域底层；具体措施是：在水域打井，下部井管１３能渗水且深入底层表面１５有一定的深度，上部井管１２不渗水且井口高出水域水面１１；富氧的水自底层表面１５由上而下渗透从下部井管１３渗入井中，再由井口抽回水域；水渗透经过的底层由好氧区逐渐过渡到厌氧区，水在渗透过程中进行生物脱氮，同时水中的磷会被吸附在底层的好氧区。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金水，
申请(专利权)人：刘金水，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]