小型人工湿地的模块结构及其应用工艺制造技术

本发明专利技术属于环保技术领域，具体涉及一种小型人工湿地的模块结构及其应用工艺。本发明专利技术提出的小型人工湿地模块是将人工湿地布水区和集水区松散基质成块化，模块分为有管模块和无管模块，有管模块中含穿孔管用于输送污水，无管模块不含穿孔管在湿地中起支撑、蓄水和布水作用。模块由套网、轻质填充料和穿孔管组成，易于搬运安装，并配有不同规格安装图纸。用户根据污水处理设施的服务人口数量，选择规格和图纸，采购模块和材料，经过开挖，安装，回填，连接化粪池排水管和尾水排放去向，最后原土覆盖即可完成安装投入使用。本发明专利技术可由非专业施工队伍完成施工和安装，可利用农宅房前屋后庭院、杂地或菜地建设，能适应单户农宅排水周期性强、瞬时流量高特点和设施无专人管理的要求，因而符合农村实际，易于在农村污水治理中应用和推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环保
，具体涉及一种小型人工湿地的模块结构及其应用工艺。
技术介绍
根据2010年水利部发布的《中国农村饮水安全工程管理实践与探索》报告，全国 60多万个行政村、250多万个自然村，居住着两亿多农户、近8亿人，农村饮用水不安全人口约为3. 23亿人左右，其中9084万人受到水污染的影响。造成这一问题的原因是，农村没有污水处理设施。2009年全国村镇生活污水的抽样调查中，经过调研的200多个行政村，拥有污水处理设施的村庄仅占2. 6%ο主要流域村镇污水在污染负荷中的贡献超过50% ,已经成为中国主要流域水污染的重要因素。住建部表示，“十二五”节能减排的重点就在农村的污染治理。根据国家“十二五” 全国村镇污水治理规划，从2010年起用大约30年时间，在中国90%的村镇建立完善的排水和污水处理的设施与服务体系。到2020年，使30%的村镇人口得到比较完善的公共排水服务，并使中国各重点保护区内的村镇污水污染问题得到全面有效的控制。“十二五”期间，全国村镇污水治理率要提升10%。农村生活污水连片治理将进入攻坚阶段。农村水污染治理的难点主要有三方面首先，农村生活污水具有量大面广、有机物浓度偏高，以及日变化系数大、间歇排放、控制困难等特点。其次，资金短缺是农民治理水污染的一大拦路虎。农村环境保护属于责任主体难以判别或责任主体太多、公益性很强、投资回报率较小的领域，对社会资金缺乏吸引力。农村聚居点和小城镇由于单体市场规模小，其基础设施建设和运行难以进行市场化运作，因而必须依赖财政资金，而乡镇和村一级行政组织普遍财源不够，难以建设污染治理基础设施，这就造成了农村聚居点污染日趋严重并将继续严重的状况。最后，农村环境管理水平低下、法规不完善，也是农村污染问题日益严重的重要原因。中国城市污水治理有很丰富的经验，农村污水从2000年才开始治理。无论是政府还是施工单位，做惯了城市治理，就把城市的一套规则套用在农村上，总会出问题。“因地制宜”是中国农村污水治理的核心原则，不能按照城市的思维考虑农村问题，一定要关注农村的特点和实际状况。人工湿地技术具有对运行管理简单、无运行费用、对周边影响小、易于分散化小型化建设的特点，能很好满足农村污水处理的技术需求，“十一五”以来在我国多地农村污水治理试点中获得成功。人工湿地污水处理技术因此也受到水处理界的重视。以“人工湿地+污水”为关键词在专利数据库中检索，结果表明近5年国内专利申请数达到301件，近三年达到217件， 表明了业界对该技术的重视。这些专利技术申请，大多数围绕如何提高人工湿地的处理效率进行工艺开发和描述，旨在减小占地面积或提高处理尾水水质，对于推动人工湿地技术进步发挥了重要作用。但是，对于人工湿地技术应用实务，存在以下方面的重视不足第一，以保证建造质量为目的来开发人工湿地技术。有专家表示“我国还没有专门针对农村污水治理企业的认证机构，很多工程承包商都是执照不清的小公司，施工质量难以保证。有些公司就是当地的农民工临时组建的，政府把钱投下去，他们造出一堆没法用的垃圾。”因此，以保证建造质量为目的来开发的人工湿地技术，将具有广阔市场空间。第二，因地制宜利用房前屋后杂地建造的人工湿地技术。按照分散就地处理的思路开展农村污水处理，可以省掉不必要的污水收集管道建造费用。在农宅附近建设污水处理设施时，往往可供利用的是一些杂地、菜地或庭院。因此，开发因地制宜的人工湿地建造技术，能够解决实际应用的问题，易在市场竞争中占据优势。第三，实现污水资源化利用的人工湿地技术。有农村环境治理行业人士指出，城市污水处理都会把水分中的氮和磷去除掉，很多农村污水治理也采取同样的方法。没有考虑到农村的污水处理后大部分是用来农田灌溉，植物生长需要大量的氮、磷元素。如果能够把污水中的氮磷施用到农田中，那么农民就可以减少往地里的施化肥量。本专利技术针对上述技术需求，提出一种小型人工湿地的模块结构及其应用工艺。以“人工湿地+污水+模块”为关键词在专利数据库中检索，共检索到相似专利5 项。它们和本专利技术的区别分析如下I) 一种模块组合式微型生态滤池雨污水处理系统(CN200510093265. I):该专利技术将人工湿地整体称为微型生态滤池模块，通过集成设计，使之与沉淀池模块组合后形成污水处理流程，实现结构紧凑占地面积小的目的。该专利技术中的模块实际上指的是一种硬件单元，目的是通过集成设计减小占地，而与本专利技术通过制备污水新材料降低施工门槛的思路不同。2) 一种快速装配式人工湿地污水处理系统及其填料单元(CN200810089084. 5) 该专利技术利用由长方体框架和弹性填料制成的生物膜处理模块替代常规人工湿地基质，其反应原理更接近于厌氧生物膜处理技术。由无纺布制成的隔土层在防止表层土壤落入弹性填料模块区的时候，也阻隔了植物根系和污水的直接接触。该专利技术的目的是提高湿地防堵塞性，而本专利技术只是对湿地布、集水区进行模块化，目的是降低施工门槛，并未改变潜流湿地的基本构造。3)模块化的污水生态处理系统(CN201110124065. 3):该专利技术将人工湿地整体作为微型人工湿地模块，使之与化粪池模块、厌氧处理模块、蓄水沉淀模块或串联或并联组成污水处理流程，实现灵活搭配快速安装的目的。整体化模块安装速度快，但是整体化模块重量大，有时需要吊车才能完成施工，这就提高了对施工队伍的硬件要求，而且农村特别是南方的一些自然村落，吊车开进场地也是比较困难的。而本专利技术只是对湿地布、集水区进行模块化，施工由人工即可完成。4) 一种利用人工湿地模块的污水处理设备(CN201020185931.0):该技术专利采用玻璃钢盒体和钢结构支撑，实现表面流人工湿地和潜流人工湿地的整体模块化。与本专利技术的区别同上。5) 一种新型人工湿地填料模块(CN201020105878. 9):该技术专利与本专利技术最为接近，是对松散的人工湿地基质的局部成块化。该技术专利制备的人工湿地填料模块长X宽X高为24 cmX 12 cmX 12 cm,填料模块由2mnT7mm炉洛，以粉煤灰、水泥的混浆为粘结剂，由对应的填料模具制作而成。该技术专利的模块制成原理与多孔混凝土或透水混凝土一样，这种粘结模块自重较大，而且一旦堵塞难以修复。因此，本专利技术采用了不同的材料和制备方法，并设计了模块产品系列化和规格化应用的一整套技术方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种小型人工湿地的模块结构及其应用工艺。本专利技术提出的小型人工湿地模块为便于在农村地区的运输和安装，布水模块长度取为I. 5m，直径为15cm ;集水模块长度取为2m，直径为15cm。本专利技术提出的小型人工湿地的模块结构，所述模块结构包括有管模块和无管模块；其中有管模块由套网I、填充料3和中心管2组成，中心管2插入套网I内，中心管2 和套网I之间填充有填充料3，中心管2两端伸出套网I部分设有套管4，套管4起连接两个有管模块的作用；所述中心管2用于输送污水，无管模块为圆柱体结构，由套网I和填充料3组成，套网I包覆于填充料3外，无管模块不含中心管在湿地中起支撑、蓄水和布水作用。本专利技术中，所述套网I为具有一定抗拉强度的聚乙烯制成或其他材料制成的套网。本专利技术中，所述填充料可采用阶梯环、陶粒或高炉渣中任一种。其中，充填阶梯环和陶粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王晟，徐祖信，吴芳，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：