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
技術領域：
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：
在我國北方地區(qū)，冬季氣候寒冷，Wallace認為低溫會造成濕地系統(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；同濟大學的黃翔峰等人研究發(fā)現(xiàn)冬季低溫條件下，人工濕地對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%。東南大學的王世和等人研究發(fā)現(xiàn)冬季人工濕地對TP的去除率比夏季低15%左右。清華大學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大幅度下降。許多學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。

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)濕地的運行方式和濕地的水位形成保溫層從而減少氣溫對濕地的影響，保證人工濕地能夠持續(xù)穩(wěn)定運行。為實現(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置有布水管，三段填料的底部設置有收水管，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；布水管和進水管分別連接到高位水槽；布水管進水時，進水管和出水管關閉，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；進水管進水時，布水管和底層收水管關閉，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，布水管和進水管分別通過進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，三個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，收水管對應中段填料處設有收水孔。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的挺水植物?？勺兞鳚竦乜梢愿鶕?jù)外界具體的氣溫變化通過布水管道的調(diào)節(jié)，進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水溶解氧低，垂直流濕地冬季熱損失多的缺點，冬季可以靈活調(diào)節(jié)濕地的運行方式，通過形成冰層空氣層保溫層從而減少氣溫對濕地的影響，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)以及分解有機物效率高等優(yōu)勢，可以減緩甚至克服堵塞問題。本發(fā)明可廣泛應用于大中小型人工濕地的冬季保溫中，具有無污染、操作簡單、投資省、運行費用低、保溫效果好、處理能力強、運行效果穩(wěn)定等特點。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構示意圖。
具體實施例方式本發(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，本實施例是以石灰石填料為例進行說明。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水管與布水管；底層的另一端各連接一出水管和收水管；進水管和布水管與高位水槽之間各設置一進水閥；出水管和收水管各設置有一個主控閥和三個分控閥，其中的三個分控閥處于不同高度。人工濕地為垂直下行流時，石灰石填料頂部的布水管連接高位水槽的進水閥和收水管的主控閥開啟，進水管的進水閥和出水管的主控閥關閉；人工濕地為水平流時，進水管的進水閥和出水管的主控閥開啟，布水管的進水閥和收水管的主控閥關閉。以下結(jié)合附圖作詳細描述。請參閱圖1，是本發(fā)明的具體結(jié)構示意圖。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所示方向為準。高位進水槽1分別通過上層進水管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。在一個具體實施例中，人工濕地內(nèi)填料高度為1. 6-1. 8m，床體高度為2. 2-2. 5m。 人工濕地具有一個進水管2和一個布水管15，一個出水管7和一個收水管16，分別通過各自的進、出水閥控制進出水。具體地，在人工濕地的一側(cè)，高位進水槽1的污水管13與左段 4之間通過進水閥3連接進水管2，污水管13還通過進水閥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上只有在對應中段填料5處設有收水孔。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， 分控閥分別設計在距離床體底層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)明在冬季運行時的操作是人工濕地為垂直下行流濕地時，進水閥3和出水管9上的主控閥門7關閉，進水閥 14開啟，由污水管13通過布水管15開始進水，同時，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，關閉閥門19，開啟閥門18，迅速降低水位，待濕地運行水位下降至2. Om時，關閉閥門18，打開出水閥門20，放水至運行水位，在該水位上形成冰層21和空氣層22的保溫層，此時將頂部通氣管12打開，保證冰下的溶解氧濃度。人工濕地為水平流時，關閉進水閥14和收水管6上的主控閥門17，開啟進水閥3 和出水管9上的主控閥門7及分控閥門10，由進水管2開始進水，使水位抬升至2.細，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，關閉閥門10，開啟閥門8，迅速降低水位，待濕地運行水位下降至2. Om時，關閉閥門8，打開出水閥門11，放水至運行水位，在該水位上形成冰層21和空氣層22的保溫層，此時將頂部通氣管12打開，保證冰下的溶解氧濃度。垂直流與水平流可以進行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化周期應該根據(jù)具體情況確定，如初冬運行為垂直流、深冬運行為水平流。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的挺水植物，冬季植物密實的地上莖對冰層的形成起到了支撐的作用。
權利要求
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置有布水管，三段填料的底部設置有收水管，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；布水管和進水管分別連接到高位水槽；布水管進水時，進水管和出水管關閉，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；進水管進水時，布水管和底層收水管關閉，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)可進行水平流濕地與垂直流濕地的相互轉(zhuǎn)化。
2.根據(jù)權利要求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)權利要求1所述的冬季保溫裝置，其中，布水管和進水管分別通過進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，三個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，收水管對應中段填料處設有收水孔。
7.根據(jù)權利要求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置有布水管，三段填料的底部設置有收水管，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；布水管和進水管分別連接到高位水槽；布水管進水時，進水管和出水管關閉，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；進水管進水時，布水管和底層收水管關閉，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C02F3/32GK102557262SQ20121000473
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月9日 優(yōu)先權日2012年1月9日
發(fā)明者何連生, 夏訓峰, 姜永海, 席北斗, 張列宇, 許其功 申請人:中國環(huán)境科學研究院