一種基于復合垂直流人工濕地水回用裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于復合垂直流人工濕地水回用裝置，包括人工濕地，人工濕地的一側自上而下設有調(diào)節(jié)水箱、儲水箱，人工濕地的另一側設有清水箱；人工濕地自上而下依次包括：植被層、碎石層、土壤層、爐渣和石灰石混合層、沙粒層、碎石層；調(diào)節(jié)水箱與土壤層之間連接有布水管；碎石層底部設有過流孔。裝置依靠重力流收集雨水和生活廢水，不需要使用水泵等提供額外動力，節(jié)省能源。調(diào)節(jié)水箱中可設置小型曝氣設備，根據(jù)水質(zhì)需要，可為后續(xù)人工濕地單元處理提供氧氣，實現(xiàn)好氧和兼氧反應，促進了氮、磷的去除。同時克服了水質(zhì)波動和天氣變化帶來中水處理上的影響，保證出水效果。
【專利說明】—種基于復合垂直流人工濕地水回用裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及人工濕地的單戶型中水回用裝置，尤其涉及一種基于復合垂直流人工濕地水回用裝置。

【背景技術】
[0002]隨著我國的經(jīng)濟發(fā)展和社會進步，人們對居住環(huán)境的要求不斷提高，近年來，生態(tài)住宅，綠色建筑的理念廣為流傳，在國內(nèi)許多新建住宅區(qū)內(nèi)都有所體現(xiàn)。其設計理念在于住宅小區(qū)不僅要具備居住功能，同時要為居民提供賞心悅目，怡情養(yǎng)性的景觀環(huán)境，而且要求小區(qū)的建造和使用過程中，實現(xiàn)資源和能源的再利用，再節(jié)約，回收和循環(huán)。住宅小區(qū)在景觀上通常使用水景改善環(huán)境，人們對水景的要求帶動了水資源的消耗。但我國是一個水資源貧乏的國家，政府一直提倡建設節(jié)水型社會。這就對住宅的水環(huán)境系統(tǒng)提出了更高的要求，不僅要考慮水環(huán)境的景觀，同時要實現(xiàn)住宅的水資源循環(huán)利用和水污染控制。
[0003]中水回用自上世紀五十年代在國外開始應用，已經(jīng)成為解決水資源短缺和污染的重要途徑，在我國許多城市得到了推廣使用。目前中水回用采用的工藝主要包括格柵，混凝沉淀，生化處理和過濾等處理，需要單獨修建處理設備，不僅成本高，而且占地面積大，維護管理麻煩，不適合居住人數(shù)少的單戶型住宅。
[0004]目前，人工濕地具有建設維護成本低，能耗低，運行效果可靠，管理簡單，景觀效應良好的優(yōu)點。但同時也存在不足之處，如占地面積大，受氣候條件限制大，容易產(chǎn)生淤積、堵塞現(xiàn)象，個別類型濕地還會滋生蚊蠅。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有人工濕地系統(tǒng)占地面積大，不適用于分散式單戶型住宅，水力條件不佳，濕地床的利用效率低下，容易堵塞，氮磷的去除率較低的問題，提供一種基于復合垂直流人工濕地水回用裝置，不僅能夠增加濕地床的利用效率，而且減少了堵塞，提高了中水的處理效率，達到了減少占地，適用于分散式單戶型住宅的目的。
[0006]本實用新型通過下述技術方案實現(xiàn):
[0007]一種基于復合垂直流人工濕地水回用裝置，包括人工濕地10，人工濕地10的一側自上而下設有調(diào)節(jié)水箱8、儲水箱6，人工濕地10的另一側設有清水箱15 ；
[0008]所述人工濕地自上而下依次包括:植被層19、碎石層20、土壤層21、爐渣和石灰石混合層22、沙權層23、碎石層24 ；
[0009]所述調(diào)節(jié)水箱8與土壤層21之間連接有布水管9 ；
[0010]所述碎石層24底部設有過流孔11。
[0011]所述清水箱15內(nèi)設有紫外線消毒槽14，人工濕地10與紫外線消毒槽14之間設置有濕地出水管13。
[0012]人工濕地10的中部設有導流墻12，導流墻12將人工濕地10分為兩塊濕地單元，導流墻12下方有一過流孔11。
[0013]所述調(diào)節(jié)水箱8內(nèi)放置泵組7，該泵組7由水泵和曝氣設備構成。
[0014]所述儲水箱6的上側壁設有雨水及生活污水進水管1、溢流管2和一個防止懸浮顆粒物進入儲水箱6內(nèi)的篩網(wǎng)5。
[0015]調(diào)節(jié)水箱8還設有用于放空其內(nèi)積水的調(diào)節(jié)水箱放空管3。
[0016]所述清水箱15的上側壁設有清水箱補水管16和清水箱出水管17，下側壁設有用于放空其內(nèi)積水的清水箱放空管18。
[0017]采用上述基于復合垂直流人工濕地水回用裝置的回水方法如下:
[0018]雨水及生活污水由雨水及生活污水進水管I收集后通過篩網(wǎng)5濾除懸浮顆粒物后進入儲水箱6，儲水箱6中的水通過水壓作用進入上方的調(diào)節(jié)水箱8中并由泵組7的水泵加壓，再通過布水管9進入土壤層21，然后自上而下依次滲入植被層19、碎石層20、土壤層21、爐渣和石灰石混合層22、沙粒層23、碎石層24，最終通過導流墻12下方的過流孔11清除水中污染物、并實現(xiàn)上向流和下向流的交替，使上下水層得以混合交換，改變傳統(tǒng)人工濕地的水流條件。
[0019]進入人工濕地10的水被凈化后，通過濕地出水管13先進入紫外線消毒槽14消毒滅菌后進入清水箱15。
[0020]本實用新型相對于現(xiàn)有技術，具有如下的優(yōu)點及效果:
[0021]1、裝置設計緊湊，占地面積小，而處理效率高。設計為1.8個立方。污水平均日產(chǎn)生量為200L，最大日產(chǎn)生量為0.9 — lm3，取總變化系數(shù)為2.3，則人工濕地池處理能力為0.5m3/d0
[0022]2、能與住宅本身很好地結合，不僅實現(xiàn)獨立住宅廢水的就地處理與回收利用，節(jié)約用水，提高水的利用率，而且發(fā)揮了景觀價值。同時單戶型的分散式設計可節(jié)省污水處理系統(tǒng)中管網(wǎng)的龐大投資，適用范圍廣。
[0023]3、水流有下行流、上行流，使上下水層得以混合交換，改變了傳統(tǒng)人工濕地的水力條件，增加水流在濕地床內(nèi)的流動曲折性，延長了污水流程，增加了污水與基質(zhì)的接觸時間，同時也可防止?jié)竦卮矁?nèi)的“短流現(xiàn)象”，提高了濕地床的利用效率。
[0024]4、采用了對磷去除率比較高的爐渣高爐渣和石灰石基質(zhì)填充床體，根據(jù)各填料的不同級配配置，既能使床體的孔隙率提高，防止?jié)竦氐亩氯麊栴}，又實現(xiàn)了磷的高效去除。采用高爐渣-石灰石混合層，相比于普通的土壤，砂石，具有更好的脫氮除磷效果。根據(jù)水質(zhì)需要，在調(diào)節(jié)水箱中可曝氣充氧，與后續(xù)的人工濕地處理單元結合，實現(xiàn)好氧和兼氧反應，進一步去除氮、磷。
[0025]5、裝置依靠重力流收集雨水和生活廢水，不需要使用水泵等提供額外動力，節(jié)省能源。
[0026]6、調(diào)節(jié)水箱中可設置小型曝氣設備，根據(jù)水質(zhì)需要，可為后續(xù)人工濕地單元處理提供氧氣，實現(xiàn)好氧和兼氧反應，促進了氮、磷的去除。同時克服了水質(zhì)波動和天氣變化帶來中水處理上的影響，保證出水效果。
[0027]7、通過導流墻的設計，水流實現(xiàn)交替的上向流和下向流，上下水層得以交換混合，改善了傳統(tǒng)濕地的水力條件，提高了濕地床的利用率。最后進入清水箱，通過其中的紫外線消毒裝置滅殺水中細菌和病毒，出水水質(zhì)滿足城市雜用水水質(zhì)標準及景觀環(huán)境用水的再生水水質(zhì)控制指標。
[0028]本裝置在較小的占地面積內(nèi)，以緊湊的單元設計，實現(xiàn)生活廢水和雨水的收集，處理和回用。導流墻將人工濕地一分為二，通過底部的過流孔實現(xiàn)交替的上向流和下向流，水流與填料之間充分接觸，延長了雨水廢水與基質(zhì)的接觸時間，增加了濕地床的利用程度，提高了中水處理效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本實用新型結構示意圖
[0030]圖2為圖1人工濕地結構示意圖

【具體實施方式】
[0031]下面結合具體實施例對本實用新型作進一步具體詳細描述。
[0032]實施例
[0033]如圖1、2所示。本實用新型一種基于復合垂直流人工濕地水回用裝置，包括人工濕地10，人工濕地10的一側自上而下設有調(diào)節(jié)水箱8、儲水箱6，人工濕地10的另一側設有清水箱15 ；
[0034]所述人工濕地自上而下依次包括:植被層19、碎石層20、土壤層21、爐渣和石灰石混合層22、沙粒層23、碎石層24 ;通過其中的植物吸附，微生物降解，物理吸附，物理過濾和沉淀等物理化學和生物的聯(lián)合作用清除水中污染物。
[0035]爐渣采用高爐渣，沙粒層23可采用粗砂，作用在于防止爐渣和石灰石混合層22上的高爐渣和石灰石顆粒掉落堵塞填料。
[0036]植被層19的植被，主要采用多年生、較耐寒的蘆葦、香蒲。單種蘆葦，或者蘆葦香蒲混種。
[0037]所述調(diào)節(jié)水箱8與土壤層21之間連接有布水管9 ；
[0038]所述碎石層24底部設有過流孔11。
[0039]所述清水箱15內(nèi)設有紫外線消毒槽14，人工濕地10與紫外線消毒槽14之間設置有濕地出水管13。
[0040]所述人工濕地10的中部設有導流墻12，導流墻12將人工濕地10分為兩塊濕地單元,導流墻12下方有一過流孔11。導流墻12下方的過流孔11高寬比為3:7。
[0041]所述調(diào)節(jié)水箱8內(nèi)放置泵組7，該泵組7由水泵和曝氣設備構成。
[0042]所述儲水箱6的上側壁設有雨水及生活污水進水管1、溢流管2和一個防止懸浮顆粒物進入儲水箱6內(nèi)的篩網(wǎng)5。
[0043]調(diào)節(jié)水箱8還設有用于放空其內(nèi)積水的調(diào)節(jié)水箱放空管3。
[0044]所述清水箱15的上側壁設有清水箱補水管16和清水箱出水管17，下側壁設有用于放空其內(nèi)積水的清水箱放空管18。
[0045]采用上述基于復合垂直流人工濕地水回用裝置的回水方法如下:
[0046]雨水及生活污水由雨水及生活污水進水管I收集后通過篩網(wǎng)5濾除懸浮顆粒物后進入儲水箱6，儲水箱6中的水通過水壓作用進入上方的調(diào)節(jié)水箱8中并由泵組7的水泵加壓，再通過布水管9進入土壤層21，然后自上而下依次滲入植被層19、碎石層20、土壤層21、爐渣和石灰石混合層22、沙粒層23、碎石層24，最終通過導流墻12下方的過流孔11清除水中污染物、并實現(xiàn)上向流和下向流的交替，使上下水層得以混合交換，改變傳統(tǒng)人工濕地的水流條件。
[0047]進入人工濕地10的水被凈化后，通過濕地出水管13先進入紫外線消毒槽14消毒滅菌后進入清水箱15。
[0048]正常天氣下，人工濕地10的日處理能力為0.2m3，停留時間為2天；暴雨天氣，日處理能力達0.5m3，停留時間為I天。暴雨天氣下，受大量雨水的稀釋作用，污水水質(zhì)已較清潔，停留時間I天可滿足達標排放。
[0049]得到凈化后的中水通過4根濕地出水管13進入清水箱15中的紫外線消毒槽14。在紫外線消毒槽14設置有小型的紫外線消毒裝置，對中水進行消毒滅菌。此時的中水水質(zhì)已經(jīng)滿足城市雜用水水質(zhì)標準及景觀環(huán)境用水的再生水水質(zhì)控制指標。
[0050]紫外線消毒槽14中的中水通過其上的過流孔進入清水箱15中，其設計大小為lm3(lmX ImX Im)。清水箱15中的中水可通過其上的清水箱出水管17溢流出去，作為景觀用水。另外在暴雨天氣時，由于暴雨的稀釋作用，水質(zhì)較好，可以與調(diào)節(jié)水箱8聯(lián)合蓄水。清水箱15上還有清水箱放空管18，用于清水箱15檢修。
[0051]如上所述，便可較好地實現(xiàn)本實用新型。
[0052]本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種基于復合垂直流人工濕地水回用裝置，其特征在于:包括人工濕地(10)，人工濕地(10)的一側自上而下設有調(diào)節(jié)水箱(8)、儲水箱￠)，人工濕地(10)的另一側設有清水箱(15); 所述人工濕地自上而下依次包括:植被層(19)、碎石層(20)、土壤層(21)、爐渣和石灰石混合層(22)、沙粒層(23)、碎石層(24)； 所述調(diào)節(jié)水箱(8)與土壤層(21)之間連接有布水管(9)； 所述碎石層(24)底部設有過流孔(11)。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于復合垂直流人工濕地水回用裝置，其特征在于:所述清水箱(15)內(nèi)設有紫外線消毒槽(14)，人工濕地(10)與紫外線消毒槽(14)之間設置有濕地出水管(13)。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于復合垂直流人工濕地水回用裝置，其特征在于:人工濕地(10)的中部設有導流墻(12)，導流墻(12)將人工濕地(10)分為兩塊濕地單元，導流墻(12)下方有一過流孔(11)。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于復合垂直流人工濕地水回用裝置，其特征在于:所述調(diào)節(jié)水箱(8)內(nèi)放置泵組(7)，該泵組(7)由水泵和曝氣設備構成。
5.根據(jù)權利要求1所述的基于復合垂直流人工濕地水回用裝置，其特征在于:所述儲水箱(6)的上側壁設有雨水及生活污水進水管(I)、溢流管(2)和一個防止懸浮顆粒物進入儲水箱(6)內(nèi)的篩網(wǎng)(5)。
6.根據(jù)權利要求1所述的基于復合垂直流人工濕地水回用裝置，其特征在于:調(diào)節(jié)水箱(8)還設有用于放空其內(nèi)積水的調(diào)節(jié)水箱放空管(3)。
7.根據(jù)權利要求1所述的基于復合垂直流人工濕地水回用裝置，其特征在于:所述清水箱(15)的上側壁設有清水箱補水管(16)和清水箱出水管(17)，下側壁設有用于放空其內(nèi)積水的清水箱放空管(18)。
【文檔編號】C02F9/14GK204125238SQ201420611366
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月21日 優(yōu)先權日:2014年10月21日
【發(fā)明者】熊旭華, 錢世奇, 肖毅強, 曹祖略, 敬丹丹 申請人:華南理工大學