一种新型叠泉层景式污水处理设备

技术领域：

本发明涉及污水处理设备技术领域，具体涉及一种新型叠泉层景式污水处 理设备。

背景技术：

根据十八届五中全会提出的建设“美好乡村、美丽家园、美丽中国”的 精神，在进行农村改革治理的过程中将农村污水治理放在了重要位置上，但 是目前的现状表现出来的治理情况并不是十分理想，尤其在进行污水处理的 过程中，很多污水处理设备未能真正做到净化污水的效果，而本设计在传统 工艺的基础上，突破性地将多种人工湿地功能相结合，实行优势互补，形成 一种既实用又美观的“叠泉层景式污水处理”的全新工艺。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构设计新颖合理、使用效果 好，能够有效降低使用成本，不会造成二次污染，节约用地面积并具有高效、 稳定、不用维护等特点的新型叠泉层景式污水处理设备。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种新型叠泉层景式污水处理设备，由栅格井、调节池、厌氧池、集水 池、水平潜流人工湿地、表面流人工湿地、出水集水池和水体净化植物构成， 所述调节池呈阶梯状圆环形结构，在调节池的中心设置有厌氧池，所述厌氧 池的高度高于调节池的高度，在厌氧池的上层设置有水平潜流人工湿地，所 述水平潜流人工湿地为圆形结构，水平潜流人工湿地的直径与厌氧池的直径 相同，在水平潜流人工湿地的中心位置设置有圆形的集水池，在水平潜流人 工湿地的外围设置有圆形的集水槽，在集水槽的外围设置有圆形的表面流人 工湿地，所述表面流人工湿地分为呈阶梯状分布，并均匀的分布在调节池的 上层，依次往下分别为第二表面流人工湿地和第三表面流人工湿地，在表面 流人工湿地的边缘设置有集水沟，在第三表面流人工湿地的外围还设置有第 二水平潜流人工湿地，所述第二水平潜流人工湿地设置在调节池的外围，在 第二水平潜流人工湿地的外围的底部设置有出水集水池，并在第二水平潜流 人工湿地的池壁上设置有出水管，所述栅格井设置在第二水平潜流人工湿地 的外围并与第二水平潜流人工湿地通过管道相连，在栅格井内设置有栅格板， 在栅格井的底部设置有进水管，在水平潜流人工湿地和表面流人工湿地内均 填充有人工湿地填料，同时在水平潜流人工湿地和表面流人工湿地上均种植 有水体净化植物；

所述水平潜流人工湿地的的池壁内侧设置有水平潜流人工湿地进水口， 在水平潜流人工湿地的底部设置有水平潜流人工湿地进水管，所述水平潜流 人工湿地进水口与水平潜流人工湿地进水管相连通；

所述表面流人工湿地的外圈内部设置有溢流堰，在溢流堰的外围部分即 为集水沟，在表面流人工湿地的外圈壁上设置有锯齿形三角堰；

其中：

格栅井：通过格栅井中的不锈钢格栅拦截去除粗大的垃圾漂浮物；

调节池：调节池主要在待处理的污水量、污水水质变化较大时设置，起 到调节水量、均恒水质作用；

厌氧池：厌氧池内利用厌氧菌的作用，使有机物发生水解、酸化和甲烷 化，去除废水中的有机物，并提高污水的可生化性，有利于后续的好氧处理；

集水池：由于污水需要不断的流入复合型人工湿地系统中，才可以保证 复合型人工湿地系统正常运行，所以污水通过厌氧池进行可生化处理后需要 经过集水池收集一定的污水后方可进入复合型人工湿地系统；

集水槽：为保证污水从上一级湿地流出后能以一定速度缓慢流过湿地表 面，故在每级人工湿地前设置集水槽，当集水槽积满一定的水量后方可流入 下一级人工湿地；

溢流堰、集水沟和锯齿形三角堰：为保证相邻两个湿地之间在污水跌落 过程中与空气充分接触，需对复合型人工湿地中的每一级表面流人工湿地设 置溢流堰和集水沟，收集到一定水量后通过锯齿形三角堰流入下一级人工湿 地中，形成叠泉效果；

水平潜流式人工湿地：水流从进口起在根系层中沿水平方向缓慢流动， 出口处设集水池流入下一级处理单元；由于该系统对BOD、COD和重金属的去 除效果好，为解决BOD、COD对以下几级处理的影响，故设在复合人工湿地处 理系统的第一级；

表面流人工湿地、第二表面流人工湿地及第三表面流人工湿地：由于水 平潜流式人工湿地好氧生化反应所需氧气主要来自大气复氧，数量不足，因 而导致脱氮效率不高，故设置连续三个表面流人工湿地，利用相邻两个湿地 之间的高度差，使水在跌落过程中与空气充分接触进行自行充氧，表面流人 工湿地水面位于湿地填料层以上，水流呈推流式前进，污水从上一级湿地出 口进入集水池，以一定速度缓慢流过湿地表面，部分污水或蒸发或渗入地下， 出水由溢流堰进入集水沟后通过锯齿形三角堰流出，表面流人工湿地近水面 部分为好氧层，较深部分及底部为厌氧层，此种类型的湿地应用于生活污水 的深度处理；

第二水平潜流式人工湿地：经过上述多级人工湿地处理后，水流从上一 级出水口进入，在其根系层中沿水平方向缓慢流动，依次交替经过SHBY型水 平潜流人工湿地填料及高效固磷剂，经物理吸附、化学反应后，将污水中的 无机磷固定化于固磷剂滤料内部，进而达到除磷的作用；

具体对污染物的去除原理如下：

(1)悬浮物的去除：复合型人工湿地将产生一个“生物膜-基质-植物” 的活过滤器，污水进入湿地，经过基质层及密集的植物茎叶和根系，通过微 生物、基质表面和植物吸附，过滤、截留等机理，悬浮物得到去除，并最终 沉积在基质中；

(2)有机物的去除：生活污水中不溶性有机物通过在复合型人工湿地基 质中的沉积、过滤作用可以很快地被截留进而被分解或利用，可溶性有机物 则通过植物根系生物膜的吸附、吸收及厌氧好氧生物代谢降解过程而被分解 去除；

(3)氮的去除：生活污水中的氮主要以有机氮、氨氮、硝氮以及亚硝氮 4种形式存在，氮在湿地系统中的循环变化包括了7种价态，多种有机氮和氨 氮的转化，复合型人工湿地系统中氮的去除途径包括氨氮的挥发、植物吸收、 微生物的硝化一反硝化作用、基质吸附，复合型人工湿地系统中的氮主要是 通过微牛物的硝化和反硝化作用而被去除，湿地系统中植物根系的输氧及对 氧的释放，使得床体内部存在许多好氧、缺氧和厌氧区，这相当于许多串联 或并联的A2/O单元，使硝化和反硝化作用在湿地内同时发生；

(4)磷的去除：复合型人工湿地中表面流人工湿地近水面部分为好氧层， 较深部分及底部为厌氧层，厌氧过程可将有机磷转化成溶解性无机磷，不溶 性无机磷转化成可溶性无机磷，所以经复合型人工湿地中表面流人工湿地厌 氧处理后，有机磷得到矿化，当其进入最后一级第二水平潜流式人工湿地中 的高效固磷剂时，污水中的溶解性无机磷便与多孔型高效固磷剂进行接触， 经物理吸附、化学反应后，将污水中的无机磷固定化于固磷剂滤料内部，进 而达到除磷的作用；

本发明的有益效果为：

(1)采用跌水充氧技术提供复合型人工湿地系统好氧反应所需要的需氧 量，利用每级人工湿地之间的高度差，使水在跌落的过程中与空气充分接触 进行充氧，省去了传统曝气所需要的鼓风机动力的消耗，满足系统对氧的需 求，是一种环境友好型的自然给氧方式，降低了运行成本；

(2)在每一级人工湿地系统中种植不同的水体净化植物，一方面，可以 通过不同植物不同的作用，优势互补，多种植物互相搭配的复合人工湿地系 统综合净化效果明显优于单一植物人工湿地；另一方面，每级人工湿地水体净 化植物互不相同，并且各级人工湿地通过锯齿形三角堰出水的景象如同泉水 从流下，达到叠泉层景的效果，这种设计具有景观功能，可美化周边环境， 基本无二次污染，美观大方，新颖实用，符合新农村建设美好乡村的宗旨；

(3)本设计将水平潜流人工湿地和表面流人工湿地结合，利用每级人工 湿地不同的处理作用，科学合理的布置，通过优势互补，到达更好的处理效 果；

(4)采用新型填料及新型高效固磷剂，克服了传统除磷工艺效率不高， 运行不稳定、需加药排泥等众多问题，具有高效、稳定、不用维护等优点；

(5)本设计复合型人工湿地处理系统具有投资费用低，建设、运行成本 低，处理过程能耗低，污水处理效果稳定可靠，污水处理系统的组合具有多 样性和针对性，运行管理简单等优点以及可持续的经济效益；

(6)本设计将调节池、厌氧池和复合人工湿地系统科学合理的结合布置， 节省了用地面积，节约了成本；

附图说明：

图1为本发明的剖面示意图；

图2为本发明的俯视示意图：

图3为水平潜流人工湿地结构示意图：

图4为表面流人工湿地结构示意图；

其中：1格栅井；2格栅；3调节池；4厌氧池；5集水池；6水平潜流人工湿 地；6-1第二水平潜流人工湿地；6-2水平潜流人工湿地进水口；6-3水平潜 流人工湿地进水管；7集水槽；8集水沟；9表面流人工湿地；9-1第二表面 流人工湿地；9-2第三表面流人工湿地；9-3溢流堰；9-4锯齿形三角堰；10 出水集水池；11进水管；12出水管；13水体净化植物；14人工湿地填料。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了 解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1、图2、图3和图4所示，一种新型叠泉层景式污水处理设备，由栅 格井1、调节池3、厌氧池4、集水池5、水平潜流人工湿地6、表面流人工湿地 9、出水集水池10和水体净化植物13构成，所述调节池3呈阶梯状圆环形结构， 在调节池3的中心设置有厌氧池4，所述厌氧池4的高度高于调节池3的高度， 在厌氧池4的上层设置有水平潜流人工湿地6，所述水平潜流人工湿地6为圆形 结构，水平潜流人工湿地6的直径与厌氧池4的直径相同，在水平潜流人工湿 地6的中心位置设置有圆形的集水池5，在水平潜流人工湿地6的外围设置有圆 形的集水槽7，在集水槽7的外围设置有圆形的表面流人工湿地9，所述表面流 人工湿地9分为呈阶梯状分布，并均匀的分布在调节池3的上层，依次往下分 别为第二表面流人工湿地9-1和第三表面流人工湿地9-2，在表面流人工湿地9 的边缘设置有集水沟8，在第三表面流人工湿地9-2的外围还设置有第二水平 潜流人工湿地6-1，所述第二水平潜流人工湿地6-1设置在调节池3的外围，在 第二水平潜流人工湿地6-1的外围的底部设置有出水集水池10，并在第二水平 潜流人工湿地6-1的池壁上设置有出水管12，所述栅格井1设置在第二水平潜 流人工湿地6-1的外围并与第二水平潜流人工湿地6-1通过管道相连，在栅格 井1内设置有栅格板2，在栅格井1的底部设置有进水管11，在水平潜流人工湿 地6和表面流人工湿地9内均填充有人工湿地填料14，同时在水平潜流人工湿 地6和表面流人工湿地9上均种植有水体净化植物13；

所述水平潜流人工湿地6的的池壁内侧设置有水平潜流人工湿地进水口 6-2，在水平潜流人工湿地6的底部设置有水平潜流人工湿地进水管6-3，所述 水平潜流人工湿地进水口6-2与水平潜流人工湿地进水管6-3相连通；

所述表面流人工湿地9的外圈内部设置有溢流堰9-3，在溢流堰9-3的外围 部分即为集水沟8，在表面流人工湿地9的外圈壁上设置有锯齿形三角堰9-4；

工作时，当污水收集管网进入系统后，先经格栅井1中的格栅板2拦截去 除粗大的垃圾漂浮物，格栅井1出水进入工艺系统中调节池3，并对进水水量 进行控制处理，接着自流进入厌氧池4，利用厌氧菌的作用，使有机物发生水 解、酸化和甲烷化，去除废水中的有机物，并提高污水的可生化性，便于于 后续的好氧处理，然后通过自吸泵将污水打入复合型人工湿地系统中，在复 合型人工湿地系统中污水通过集水池5收集至一定水量后流入水平潜流人工 湿地6，出水后进入集水槽7收集至一定水量后依次流入表面流人工湿地9、第 二表面流人工湿地9-1以及第三表面流人工湿地9-2，出水后通过集水槽7收集 至一定水量后流入第二水平潜流人工湿地6-1，最后经出水集水池10集水，并 将净化后的洁净水排出。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行 业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明 书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下， 本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范 围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。