專利名稱：一種用于污水處理的人工濕地系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
總體而言，本發(fā)明涉及一種用于污水處理的人工濕地系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
人工濕地，也可稱為人造濕地，是指利用例如土壤、植物以及微生物等自然資源的凈化能力來(lái)處理污染物的人工構(gòu)建的濕地。這種人工濕地是自然凈化方法的一類。
相對(duì)于機(jī)械或化學(xué)凈化方法，使用這種人工濕地凈化污水的方法具有多種優(yōu)點(diǎn)，例如，能量消耗少、易于維護(hù)、凈化成本低等等。因此，在可利用的土地廣闊的區(qū)域，例如農(nóng)村地區(qū)，人工濕地特別適于用作凈化污水的裝置。
傳統(tǒng)的人工濕地類型可以分為自流水表面濕地系統(tǒng)(free watersurface wetland system)和潛流濕地系統(tǒng)(subsurface flow wetlandsystem)。使用這類人工濕地的凈化水方法作為一種有效、經(jīng)濟(jì)并且對(duì)環(huán)境無(wú)害的凈化臟水或污水的方法已經(jīng)作過(guò)研究并獲得應(yīng)用。
使用這類傳統(tǒng)的人工濕地的方法具有以下各種問(wèn)題。第一，存在的一個(gè)問(wèn)題是，由于長(zhǎng)期運(yùn)行，可能出現(xiàn)沙子或者礫石阻塞的現(xiàn)象。第二，冬季由于植物的枯亡可能發(fā)生效率降低。第三，與機(jī)械處理方法相比，需要更大面積的土地，以獲得穩(wěn)定處理效率。第四，需要去除處理過(guò)程中生長(zhǎng)的植物。第五，濕地可能提供蚊子繁殖的環(huán)境。
為了解決上述問(wèn)題，采用了多種方法。例如，為了防止懸浮固體在濕地上聚積或者防止?jié)竦貎?nèi)部腐爛現(xiàn)象，將用于排出懸浮固體的管子或向濕地提供空氣的管子插入濕地。此外，為了防止蚊子繁殖，在濕地中引入以蚊子幼蟲(chóng)為食的魚(yú)。
然而，傳統(tǒng)的人工濕地均有以下缺點(diǎn)。也就是說(shuō)，用于填充濕地的基材(substrate)是有限的，并且在濕地上種植的植物種類也是有限的。
具體而言，在傳統(tǒng)的自流水表面處理濕地的情況下，填充濕地的大多數(shù)基材都是土壤并且污水在土壤上流動(dòng)。因此，自流水表面處理濕地需要廣闊的場(chǎng)地用以處理污水，并且具有散發(fā)臭味和產(chǎn)生蚊子的問(wèn)題。
由于污水在土壤內(nèi)流動(dòng)的同時(shí)被居于土壤中或者植物根系中的微生物凈化，因此潛流處理濕地處理效率高并且需要相對(duì)小的場(chǎng)地，故而潛流處理濕地優(yōu)于自流水表面處理濕地。然而，傳統(tǒng)的潛流處理濕地中，淤泥或者懸浮固體有可能在濕地的長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中聚積于土壤內(nèi)部，并且這種現(xiàn)象可能降低處理效率并引起濕地腐爛。此外，傳統(tǒng)的潛流處理濕地中，濕地內(nèi)部污水流動(dòng)從入口到出口呈對(duì)角線形成，所以植物可能集中在濕地的污水入口部分，而且隨著污水接近濕地下游端，污水深度降低。因此，下游端的上部不能充分用以凈化污水，從而發(fā)生處理場(chǎng)地的浪費(fèi)。
本發(fā)明背景部分所公開(kāi)的信息僅是為了增強(qiáng)對(duì)本發(fā)明背景的理解，不應(yīng)視為承認(rèn)這些信息構(gòu)成在本國(guó)內(nèi)為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所已知的現(xiàn)有技術(shù)，也不應(yīng)視為以任何形式作這樣的暗示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種人工濕地，該人工濕地通過(guò)實(shí)現(xiàn)污水向上或向下流動(dòng)而具有非限制性的(non-limiting)、提高凈化效率的優(yōu)點(diǎn)。
依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，一種用于污水處理的示例人工濕地系統(tǒng)包括一個(gè)結(jié)構(gòu)體，所述結(jié)構(gòu)體備有污水流入通過(guò)的污水入口和已處理水排出通過(guò)的已處理水出口，該結(jié)構(gòu)體包括底板和從底板邊緣向上延伸形成的側(cè)壁，該底板成型為包括從污水入口所在的上游端到已處理水出口所在的下游端逐漸降低的多個(gè)臺(tái)階；從多個(gè)臺(tái)階頂面向上延伸而形成的多個(gè)第一隔離壁；位于相鄰第一隔離壁之間并從垂直距離臺(tái)階頂面一段長(zhǎng)度的位置向上延伸形成的至少一個(gè)第二隔離壁；填充在底板的多個(gè)臺(tái)階的至少一部分之上的基材介質(zhì)層(substratemedia layer)；以及種植在基材介質(zhì)層上的植物。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，用于處理污水的人工濕地可以包括一個(gè)結(jié)構(gòu)體，所述結(jié)構(gòu)體備有污水流入通過(guò)的污水入口和已處理水排放通過(guò)的已處理水出口，該結(jié)構(gòu)體包括底板和從底板邊緣向上延伸形成的側(cè)壁，該底板成型為傾斜的，這樣底板從污水入口所在的上游端到已處理水出口所在的下游端逐漸降低；從底板向上延伸形成的多個(gè)第一隔離壁；位于相鄰第一隔離壁之間并從垂直距離底板一段長(zhǎng)度的位置向上延伸形成的至少一個(gè)第二隔離壁；覆蓋在底板的至少一部分之上的基材介質(zhì)層；以及種植在基材介質(zhì)層上的植物。
第二隔離壁的頂面可高于相鄰第一隔離壁的頂面。
第二隔離壁的底面可低于相鄰第一隔離壁的頂面。
礫石可覆蓋底板處于多個(gè)第一隔離壁中的外端第一隔離壁外側(cè)的一部分。
基材介質(zhì)層可由培養(yǎng)土(culture soil)形成。
基材介質(zhì)層可由多孔粒狀培養(yǎng)土形成。
多孔粒狀培養(yǎng)土可包括浮石、硅酸沉積巖(siliceoussedimentary rock)以及炭中的至少一種。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，人工濕地還包括用以加熱污水的污水加熱裝置。
附圖簡(jiǎn)述附圖示出了本發(fā)明的示例實(shí)施方案，并且連同說(shuō)明書(shū)一起用以解釋本發(fā)明的原理，其中

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方案的人工濕地的俯視圖；圖2是沿圖1中A-A線的橫截面圖；圖3是本發(fā)明的第二實(shí)施方案的人工濕地的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案。
圖1是依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的用于污水處理的人工濕地系統(tǒng)100的俯視圖，圖2是沿圖1中A-A線的橫截面視圖。
污水可以是任何污水，例如從凈化設(shè)備排出的下水道污水、滲漏污水，以及其它任何污水。
參照?qǐng)D1和2，本發(fā)明的實(shí)施方案的人工濕地系統(tǒng)100包括箱形結(jié)構(gòu)體101，其頂部敞開(kāi)。
如圖1和2所示，結(jié)構(gòu)體101包括底板103和從底板103邊緣分別向上延伸的側(cè)板105a、105b、105c以及105d。也就是說(shuō)，四個(gè)側(cè)板105a、105b、105c以及105d圍繞在底板103周?chē)?。因此，結(jié)構(gòu)體101形成為頂部敞開(kāi)的箱型，并且從其頂部看結(jié)構(gòu)體101是矩形。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以很容易地理解，結(jié)構(gòu)體101的形狀可以做不同改變，并且這些改變?nèi)月淙氡景l(fā)明范圍內(nèi)。雖然污水處理的效率與結(jié)構(gòu)體101的大小成比例增加，但是為了易于構(gòu)建及安全性考慮，結(jié)構(gòu)體101的深度大約在0.3m到2m之間。
如圖1所示，用于流入污水的污水入口107和用于排出已處理水的已處理水出口109位于結(jié)構(gòu)體101的各一端。
如圖2所示，結(jié)構(gòu)體101的底板103可以由從形成污水入口107的上游端到形成已處理水出口109的下游端逐漸降低的多個(gè)臺(tái)階103a、103b、103c、103d和103e形成。因?yàn)榈装?03由向下游端逐漸降低的多個(gè)臺(tái)階103a、103b、103c、103d、103e構(gòu)成，所以在位于上游端的臺(tái)階103a和位于下游端的臺(tái)階103e之間存在高度差h2，這樣污水就依靠自身勢(shì)能向下游端運(yùn)動(dòng)。也就是說(shuō)，通過(guò)形成具有多個(gè)臺(tái)階103a、103b、103c、103d、103e的樓梯一樣的底板103，污水可以由于臺(tái)階之間的高度差，自動(dòng)向下游端運(yùn)動(dòng)。高度差h2可以通過(guò)基于不同因素的計(jì)算而確定，所述因素例如結(jié)構(gòu)體內(nèi)填充的土壤的滲透系數(shù)。底板具有多個(gè)臺(tái)階，高度差均等分布。
參考圖1和2，在結(jié)構(gòu)體101內(nèi)部空間形成多個(gè)第一隔離壁和至少一個(gè)第二隔離壁。具體而言，在本實(shí)施方案中，形成了111a、111b、111c、111d和111e五個(gè)第一隔離壁以及113a、113b、113c和113d四個(gè)第二隔離壁。對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員顯然的是，第一隔離壁和第二隔離壁的數(shù)量不限于這些數(shù)字。
第一隔離壁111a、111b、111c、111d和111e由多個(gè)臺(tái)階103a、103b、103c、103d、103e頂面分別延伸形成，并且同時(shí)第一隔離壁111a、111b、111c、111d和111e橫跨在結(jié)構(gòu)體101的縱向側(cè)壁105a和105c之間。因此，污水依次流經(jīng)第一隔離壁111a、111b、111c、111d和111e的上端向下游端運(yùn)動(dòng)。
第二隔離壁113a、113b、113c和113d位于相鄰第一隔離壁111a、111b、111c、111d和111e之間，也就是說(shuō)，第一和第二隔離壁依次放置，并且它們橫跨在結(jié)構(gòu)體101的縱向側(cè)壁105a和105c之間形成。第二隔離壁113a、113b、113c和113d是從垂直距離底板103的臺(tái)階103a、103b、103c、103d、103e的頂面一段長(zhǎng)度的位置向上延伸而形成。從而，在第二隔離壁113a、113b、113c和113d的底面和底板103的臺(tái)階103a、103b、103c、103d、103e的頂面之間存在縫隙，并且污水經(jīng)由這些縫隙運(yùn)動(dòng)流向下游端。如果第二隔離壁113a、113b、113c和113d的底面和底板103的頂面之間的縫隙太寬，則污水流速降低，因?yàn)槲鬯牧魉僖蚱湎蛏虾拖蛳铝鲃?dòng)而改變，并且污水的總流程也降低，這樣，由于速度變化以及污水總流程的擴(kuò)展，難以實(shí)現(xiàn)處理效率的提高。另一方面，如果第二隔離壁113a、113b、113c和113d的底面和底板103的頂面之間的縫隙太窄，則污水不能向人工濕地的下游端通暢地流動(dòng)。在本實(shí)施方案中，第二隔離壁底面和底板頂面之間的縫隙可以設(shè)置為大約10到50厘米。
如圖2所示，第二隔離壁113a、113b、113c和113d的頂面比相鄰第一隔離壁111a、111b、111c、111d和111e的頂面高。例如，第二隔離壁113a的頂面比相鄰的第一隔離壁111a和111b的頂面高。從而，防止污水從第二隔離壁113a、113b、113c和113d上流過(guò)。
此外，第二隔離壁113a、113b、113c和113d的底面比相鄰第一隔離壁111a、111b、111c、111d和111e的頂面低。例如，第二隔離壁113a的底面比相鄰的第一隔離壁111a和111b的頂面低。
因此，污水經(jīng)由第一隔離壁111a、111b、111c、111d和111e頂端之后向下運(yùn)動(dòng)。然后，污水流過(guò)第二隔離壁113a、113b、113c和113d的底面和底板103之間的縫隙，接著向上運(yùn)動(dòng)通過(guò)下一個(gè)第一隔離壁。從而，污水向下游端流動(dòng)時(shí)，沿著如圖2箭頭所示方向向上和向下運(yùn)動(dòng)。
也就是說(shuō)，在依據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的人工濕地系統(tǒng)100中，污水在向上和向下流動(dòng)時(shí)被凈化。因此，污水總流程顯著增加，這樣凈化效率顯著提高并且人工濕地的內(nèi)部空間最大化被用以凈化，從而與傳統(tǒng)潛流處理濕地相比實(shí)現(xiàn)了單位面積處理效率的增加。
基材介質(zhì)層115填充在結(jié)構(gòu)體101的底板103的多個(gè)臺(tái)階103a、103b、103c、103d、103e的至少一個(gè)頂面之上，并且在基材介質(zhì)層115上種植至少一個(gè)植物117。這里，培養(yǎng)土是指用例如微生物和植物營(yíng)養(yǎng)物等不同材料與土壤混合而成的土壤。
基材介質(zhì)層115可以由培養(yǎng)土形成，特別地，由多孔粒狀培養(yǎng)土形成。
植物117可以是能凈化污水的任何植物。在依據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的人工濕地中，土壤同時(shí)包括與土壤深度有關(guān)的濕潤(rùn)條件和干燥條件，從而可以種植景觀植物和凈化用植物。
用于改善景觀的人工燒制的土壤(artificially fired soil)119可以放置在基材介質(zhì)層115上。人工燒制的土壤119可以是水力球(hydroball)、粒狀的燒制的黃土(fired yellow soil)、約3到5mm范圍的石塊、通過(guò)燒制方法將污泥和黏土石的混合物制成的循環(huán)利用材料等。
人工燒制的土壤119可以放置的比第一隔離壁111a、111b、111c、111d和111e的頂面高。因此，流過(guò)第一隔離壁111a、111b、111c、111d和111e的污水不會(huì)暴露在外面，所以可以改善景觀、減少污水的臭味，將蚊子的產(chǎn)生抑制在最小程度。優(yōu)選地，人工燒制的土壤119可以放置3到10mm厚。
因此，結(jié)構(gòu)體101的內(nèi)部空間填充基材介質(zhì)層115和人工燒制的土壤119，并且植物117種植于其中，從而形成具有多個(gè)植物培養(yǎng)池(vegetation tank)的人工濕地。
礫石堆積在結(jié)構(gòu)體101底板103中多個(gè)第一隔離壁111a、111b、111c、111d和111e中的外端隔離壁111a和111e外側(cè)的部分上。如圖1和2所示，用以首先存儲(chǔ)通過(guò)污水入口107的污水的入口水池121在上游端形成，而出口水池123在下游端形成，用以存儲(chǔ)即將由出口109排放的處理過(guò)的水。由于入口池121和出口池123都填充了具有較高孔隙率的礫石，因此污水就能更容易地流動(dòng)。
因?yàn)樵谌肟谒?21的頂面和排出已處理水的位置之間存在高度差h1，所以污水可以依靠自身勢(shì)能自動(dòng)流向下游端。
基材介質(zhì)層115可以是多孔粒狀培養(yǎng)土。例如，多孔粒狀培養(yǎng)土可以通過(guò)混合包括多孔玻璃材料、鈉長(zhǎng)石、閃石和黑云母等的浮石、包括鈣長(zhǎng)石、白硅石和硅藻土(distomite)等的硅酸沉積巖以及通常為活性炭的炭而構(gòu)成。此時(shí)，將浮石、硅酸沉積巖以及炭形成尺寸大約為2到10mm，然后相互混合。而且，優(yōu)選地，浮石以重量百分比20％到30％混合，硅酸沉積巖以重量百分比50％到70％混合，炭以重量百分比10％到20％混合。這些形成多孔粒狀培養(yǎng)土的成分具有微小的孔隙率，這樣其比重大約為1.3到1.8，小于普通土壤、沙子以及礫石的比重(在2.5到2.9的范圍內(nèi))。此外，由于孔隙率微小，多孔粒狀培養(yǎng)土的孔隙率大約為45％到60％，這個(gè)孔隙率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通土壤、沙子以及礫石的孔隙率(在20％到40％的范圍內(nèi))。因?yàn)樾纬啥嗫琢钆囵B(yǎng)土的成分的比重較小，所以施加給結(jié)構(gòu)體101的載荷相對(duì)小，這樣形成結(jié)構(gòu)體101的材料需要的強(qiáng)度較小，并且由于多孔粒狀培養(yǎng)土的重量較輕使得人工濕地更容易構(gòu)建。而且，由于孔隙率增加，人工濕地最多能容納的水量也可顯著地增加，水的滲透率也可增加，總比表面積也增加了。從而，人工濕地可以為用以凈化水的微生物的生長(zhǎng)提供良好的環(huán)境，并且吸附離子的能力也增加了。因此，總的水凈化效率顯著提高。
如圖1所示，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的人工濕地系統(tǒng)100還可包括污水加熱裝置10，用以加熱通過(guò)污水入口107進(jìn)入的污水。將污水加熱到合適溫度，即使在寒冷的冬季，也可以為人工濕地系統(tǒng)植物的生長(zhǎng)創(chuàng)造有利的條件。例如，污水加熱裝置10可以是使用電能的加熱裝置。
在下文中，參考圖3，將對(duì)依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的人工濕地系統(tǒng)200進(jìn)行解釋說(shuō)明。圖3的人工濕地系統(tǒng)的俯視圖和圖1的是等同的，所以省略了圖3的人工濕地系統(tǒng)的俯視圖。
在本實(shí)施方案中，結(jié)構(gòu)體201的底板203是傾斜的，這樣底板203從污水入口207所在的上游端到已處理水出口209所在的下游端逐漸降低。
多個(gè)第一隔離壁211a、211b、211c、211d和211e在結(jié)構(gòu)體201的內(nèi)部空間由底板203向上延伸形成。而且，多個(gè)第二隔離壁213a、213b、213c和213d從垂直距離底板203的頂面的一個(gè)位置向上延伸而形成，并且參考圖3，第二隔離壁213a、213b、213c和213d中每一個(gè)都放置在相鄰的兩個(gè)第一隔離壁211a、211b、211c、211d和211e之間。
基材介質(zhì)層215放置在底板203的頂面至少一部分之上，并且在基材介質(zhì)層215上種植至少一個(gè)植物217。
人工燒制的土壤219填充在基材介質(zhì)層215之上。
礫石堆積在結(jié)構(gòu)體201的底板203上多個(gè)第一隔離壁211a、211b、211c、211d和211e中外端第一隔離壁211a和211e的外側(cè)的部分，并由此分別形成入口水池221和出口水池223。
基材介質(zhì)層215、植物217、人工燒制的土壤219、入口水池221以及出口水池223可以與圖1和圖2中的相同，故省略了詳細(xì)解釋說(shuō)明。
依據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的人工濕地系統(tǒng)200還可包括污水加熱裝置20，用以加熱通過(guò)污水入口207進(jìn)入的污水。將污水加熱到合適溫度，即使在寒冷的冬季也可以為人工濕地系統(tǒng)植物的生長(zhǎng)創(chuàng)造有利的條件。例如，污水加熱裝置20可以是使用電能的加熱裝置。
由于結(jié)構(gòu)體201的底板203形成為傾斜的，污水依靠自身勢(shì)能沿圖3中箭頭方向運(yùn)動(dòng)。
在下文中，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的人工濕地系統(tǒng)的特性將通過(guò)與對(duì)比實(shí)施例進(jìn)行比較加以解釋說(shuō)明。
(對(duì)比實(shí)驗(yàn)例1)依據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的多孔粒狀培養(yǎng)土和沙的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)旨在對(duì)比本發(fā)明實(shí)施方案的多孔粒狀培養(yǎng)土和沙。
將沙在六面體容器中(寬1m，長(zhǎng)8m，高1m)填充至60cm深度，將多孔粒狀培養(yǎng)土在另外一個(gè)六面體容器中填充至同樣深度。將礫石填充到每個(gè)容器的入口和出口部分。在兩個(gè)容器中種植150株黃菖蒲(iris pseudocorus)或者沼澤鳶尾花(swamp iris)。試驗(yàn)結(jié)果如下。


1)進(jìn)水流量1.5立方米/天2)平均進(jìn)水濃度BOD-138.7mg/L、SS-92mg/L、T-N-68mg/L、T-P-32mg/L，這里BOD指生化需氧量、SS指懸浮固體、T-N指總氮量、T-P指總磷量。
如表1所示，任何一個(gè)濕地的植物生長(zhǎng)環(huán)境均無(wú)嚴(yán)重問(wèn)題，然而，包括多孔粒狀培養(yǎng)土的濕地在各方面都具有更高的效率。特別是在處理作為營(yíng)養(yǎng)物的總氮T-N和總磷T-P的效率方面，用多孔粒狀培養(yǎng)基填充的濕地效率更高。與沙相比，多孔粒狀培養(yǎng)土具有較高的孔隙率，因此可以容納更多水，所以污水在用多孔粒狀培養(yǎng)土填充的濕地里停留的時(shí)間比在用沙填充的潛流處理濕地里停留的時(shí)間長(zhǎng)。因而，用多孔粒狀培養(yǎng)土填充的濕地的處理效率高于用沙填充的濕地的處理效率。
(對(duì)比實(shí)驗(yàn)例2)與傳統(tǒng)的潛流處理濕地相比，處理效率隨流速變化而變化。
依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的濕地系統(tǒng)和傳統(tǒng)的潛流處理濕地以寬2m、長(zhǎng)10m和高1m構(gòu)建，并且已經(jīng)測(cè)試了處理效率隨流速的變化。依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，兩個(gè)濕地都用多孔粒狀培養(yǎng)土填充。試驗(yàn)結(jié)果如下表2所示。


如表2所示，污水進(jìn)水流量小時(shí)，處理效率差別不大。然而，隨著污水進(jìn)水流量的增加，依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的濕地的處理效率相對(duì)迅速增加。具體而言，在BOD和T-N方面，處理效率有很大差別，這可能是由在一般濕地上部存在對(duì)水凈化沒(méi)有直接關(guān)系的多余空間所引起的。因此，依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的濕地系統(tǒng)與傳統(tǒng)的潛流處理濕地系統(tǒng)相比具有很高的處理效率。此外，在依據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的濕地系統(tǒng)中，因植物之故而在濕地系統(tǒng)上部形成好氧條件，并在底部形成厭氧條件。因而，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的濕地，氮在濕地上部很容易地變?yōu)橄跛猁}氮，并且氮在濕地下部通過(guò)脫氮作用可很容易地被除去。因此，處理氮的效率顯著提高。也就是說(shuō)，依據(jù)本發(fā)明，由于污水向上和向下反復(fù)流動(dòng)而反復(fù)形成好氧條件和厭氧條件，處理氮的效率顯著提高。然而，在傳統(tǒng)的潛流處理濕地系統(tǒng)中，污水從上游端到下游端呈對(duì)角線流動(dòng)，所以好氧條件僅在污水入口附近形成，厭氧條件僅在已處理水出口附近形成。
(對(duì)比實(shí)驗(yàn)例3)已預(yù)處理水的處理效率測(cè)試在本實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)好氧生物過(guò)濾器裝置預(yù)處理的水供應(yīng)給依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的人工濕地系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表3所示。
用以預(yù)處理的好氧生物過(guò)濾器裝置的過(guò)濾能力大約是5m3/天。該生物過(guò)濾器可以凈化少量例如氮和磷這樣的營(yíng)養(yǎng)物，但是該過(guò)濾器不能有效地處理這些物質(zhì)。然而，如果通過(guò)依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的濕地系統(tǒng)再次處理已預(yù)處理水，已處理水無(wú)論流速大小其BOD和SS都減少至不足5mg/L。特別地，平均總體氮濃度小于2mg/L，并且總體磷濃度小于1mg/L。


1)好氧生物過(guò)濾器裝置的過(guò)濾能力5m3/天從表3的結(jié)果可知，如果依據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的濕地系統(tǒng)連同主要用以凈化有機(jī)物和懸浮物的傳統(tǒng)生物過(guò)濾器裝置一起使用，可以提高處理效率。所以，可以重復(fù)使用普通生物過(guò)濾器。
雖然結(jié)合目前被認(rèn)為最實(shí)用的示例實(shí)施方案描述了本發(fā)明，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不限于所公開(kāi)的實(shí)施方案，相反地，其旨在涵蓋所附加權(quán)利要求的主旨和范圍之內(nèi)的各種改進(jìn)方案和等同方案。
由于結(jié)構(gòu)體的底板形成為多級(jí)臺(tái)階或者是傾斜的，污水可以依靠自身勢(shì)能向下游端自動(dòng)流動(dòng)。特別地，可以最優(yōu)化使用濕地的內(nèi)部空間并可將植物均勻種植。
另外，由于第一和第二隔離壁之故，污水經(jīng)歷向上和向下的流動(dòng)，水凈化效率顯著提高。因而，與傳統(tǒng)濕地相比，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的濕地大小顯著減小。
此外，通過(guò)使用多孔粒狀培養(yǎng)土，濕地系統(tǒng)的總體重量減少并且凈化效率提高。
還有，因?yàn)槿斯频耐寥辣环胖迷谂囵B(yǎng)土之上，污水從人工燒制的土壤下流過(guò)，所以可以獲得濕地系統(tǒng)的美觀景色，最小化臭味以及最小化蚊子的產(chǎn)生。
雖然結(jié)合目前被認(rèn)為最實(shí)用的示例實(shí)施方案描述了本發(fā)明，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不限于所公開(kāi)的實(shí)施方案，相反地，其旨在涵蓋所附權(quán)利要求的主旨和范圍之內(nèi)的各種改進(jìn)方案和等同方案。
權(quán)利要求
1.一種用于污水處理的人工濕地系統(tǒng)，包括一個(gè)結(jié)構(gòu)體，所述結(jié)構(gòu)體備有污水流入通過(guò)的污水入口和已處理水排出通過(guò)的已處理水出口，該結(jié)構(gòu)體包括底板和從底板邊緣向上延伸形成的側(cè)壁，該底板成型為包括從污水入口所在的上游端到已處理水出口所在的下游端逐漸降低的多個(gè)臺(tái)階；由多個(gè)臺(tái)階頂面向上延伸而形成的多個(gè)第一隔離壁；位于相鄰第一隔離壁之間并從垂直距離臺(tái)階頂面一段長(zhǎng)度的位置向上延伸形成的至少一個(gè)第二隔離壁；填充在底板的多個(gè)臺(tái)階的至少一部分之上的基材介質(zhì)層；以及種植在基材介質(zhì)層上的植物。
2.一種用于污水處理的人工濕地系統(tǒng)，包括一個(gè)結(jié)構(gòu)體，所述結(jié)構(gòu)體備有污水流入通過(guò)的污水入口和已處理水排放通過(guò)的已處理水出口，該結(jié)構(gòu)體包括底板和從底板邊緣向上延伸形成的側(cè)壁，該底板成型為傾斜的，這樣底板從污水入口所在的上游端到已處理水出口所在的下游端逐漸降低；由底板向上延伸形成的多個(gè)第一隔離壁；位于相鄰第一隔離壁之間并從垂直距離底板一段長(zhǎng)度的位置向上延伸形成的至少一個(gè)第二隔離壁；填充在底板臺(tái)階的至少一部分之上的基材介質(zhì)層；以及種植在基材介質(zhì)層上的植物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的人工濕地，其特征在于，第二隔離壁的頂面高于相鄰第一隔離壁的頂面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的人工濕地，其特征在于，第二隔離壁的底面低于相鄰第一隔離壁的頂面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的人工濕地，其特征在于，礫石填充在底板處于多個(gè)第一隔離壁中的外端第一隔離壁外側(cè)的部分上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2的人工濕地，其特征在于，所述基材介質(zhì)層由培養(yǎng)土形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的人工濕地，其特征在于，所述基材介質(zhì)層由多孔粒狀培養(yǎng)土形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的人工濕地，其特征在于，所述多孔粒狀培養(yǎng)土包括浮石、硅酸沉積巖以及炭中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2的人工濕地，其特征在于，還包括用以加熱污水的污水加熱裝置。
全文摘要
依據(jù)本發(fā)明中實(shí)施方案的用于污水處理的人工濕地系統(tǒng)，包括一個(gè)結(jié)構(gòu)體，備有污水入口和已處理水出口，該結(jié)構(gòu)體包括底板和從底板邊緣向上延伸形成的側(cè)壁，底板成型為包括從上游端到下游端逐漸降低的多個(gè)臺(tái)階；從多個(gè)臺(tái)階頂面向上延伸而形成的多個(gè)第一隔離壁；位于相鄰第一隔離壁之間并從垂直距離臺(tái)階頂面一段長(zhǎng)度的位置向上延伸形成的至少一個(gè)第二隔離壁；填充在底板的多個(gè)臺(tái)階的至少一部分之上的基材介質(zhì)層；以及種植在基材介質(zhì)層上的植物。
文檔編號(hào)C02F3/32GK1727291SQ20051007237
公開(kāi)日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月29日
發(fā)明者權(quán)泰榮, 金瀅中, 金昊一, 成鉉濟(jì), 慎現(xiàn)范, 梁榮哲, 尹春慶, 李光植, 安烈, 崔敬榮 申請(qǐng)人:(株)自然與環(huán)境, 農(nóng)業(yè)基盤(pán)公社