專利名稱：：強化型垂直流濾床的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種用于處理污水的強化型垂直流濾床，屬環保工程與水處理
技術領域：
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背景技術：
：目前主要采用污染源控制和生態修復方法治理污水，而人工濾床是重要的科學手段之一。人工濾床是一種不斷進化的污水處理技術，基本原理是在一定的填料上種植特定的植物，當污水流過人工濾床時，經砂石、土壤過濾，通過基質填料砂層中一個個好氧、厭氧反應微單元和植物根際的多種微生物活動，生化降解沉淀，將污染物濃度降低，使水質得到凈化，直至達標排放。處理過程包括生化反應，如分解和合成代謝、植物吸收；物理化學反應，如沉淀吸附等。利用人工濾床對污水生態修復通常采用自由水面人工濾床或潛流型人工濾床。潛流型人工濾床根據污水在其上流動的方向不同可以更加細化分為水平流濾床和垂直流濾床兩種。自由水面人工濾床水力負荷低，污水處理效率不高，需要大量水域和土地以保證凈化效果，且一旦有面源污染輸入，其凈化效果很不明顯。水平流濾床與自由水面人工濾床相比，水力負荷和污染負荷大，對B0D、C0D等有機物和重金屬去除效果好。但是水平流濾床與垂直流濾床相比，其缺點是脫氮、除磷的效果較弱。垂直濾床指污水從沉淀池間歇性配水到濾床表面，然后向下縱向重力自流，是人工濾床中的一種高效工藝，結合物理過濾和生化反應有效處理各類污水。濾床中的基質填料為微生物細菌提供了一個非常適宜的環境，有機氮經氨化作用礦化為氨氮，在好氧條件下，氨氮經硝化作用轉變為硝酸鹽和亞硝酸鹽，然后在厭氧和有機碳源的條件下，經反硝化作用部分被還原為氮氣，釋放到大氣中。含磷化合物主要是在基質填料中反應、富集、沉淀，從而從污水中去除。污水下滲過程中，通過填料砂層中的好氧、厭氧反應微單元，生化降解沉淀，污染物濃度降低。現有的垂直流濾床均為方形結構，存在組裝不便、布水不夠均勻、濾床角落布水不充分、建筑結構不夠穩定、建筑面積浪費等不足。
發明內容本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種強化型垂直流濾床，旨在有效解決方形垂直流濾床不便組裝的問題和存在死角造成處理不夠完善等問題。本發明的目的通過以下技術方案來實現強化型垂直流濾床，特點是所述濾床為兩個半圓構成的圓形結構，濾床底部鋪設有防滲膜，所述防滲膜上鋪有集水管，所述集水管兩端連接通氣管；所述濾床內部填充基質，濾床表面栽種植物；在濾床的兩個半圓上沿濾床直徑方向分別分布有布水主管，與布水主管相連通的布水支管以半圓狀由濾床中心向外輻射排列。進一步地，上述的強化型垂直流濾床，其中，所述基質由生態填料處理層、過渡層和排水層構成，所述生態填料處理層為上層，所述過渡層為中間層，所述排水層為下層。更進一步地，上述的強化型垂直流濾床，其中，所述濾床的墻體由便于組裝的定制鋁合金材料構成，外圍由環保材料貼面。更進一步地，上述的強化型垂直流濾床，其中，所述濾床底部與防滲膜之間依次設置有礫石層和石灰夯實墊層。再進一步地，上述的強化型垂直流濾床，其中，所述集水管以濾床中心向外輻射排列，集水管靠近濾床墻體一端連接通氣管。再進一步地，上述的強化型垂直流濾床，其中，所述濾床表面栽種有矮蒲葦、鳶尾和美人蕉，矮蒲葦的栽植密度為50支/m2，鳶尾的栽植密度為15株/m2，美人蕉的栽植密度為15株/m2。本發明技術方案突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在本發明強化型垂直流濾床采用圓形垂直流濾床結構，不但便于組裝和模塊化生產，而且布水更加均勻全面，濾床結構更加穩定美觀，建筑面積和材料更加節約，是更加高效的人工濾床污水處理系統，解決了方形濾床存在死角所造成的處理不夠完善等問題。人工濕地所用基質層濾料通過格蘭特(Grant)濾料滲透試驗和篩分試驗的兩步實驗方法確定，選擇滿足特定級配曲線的濾料，保證人工濕地長期穩定運行，脫氮除磷效果穩定。該設施適用于農村生活污水、城市景觀水和湖泊污水等的處理，具有處理效率高、景觀效果好、資源節約、操作靈活、適用范圍廣等特點，為一實用的新設計，應用前景看好。下面結合附圖對本發明技術方案作進一步說明圖1:本發明的剖面示意圖；圖2:本發明布水系統平面示意圖。圖中各附圖標記的含義見下表附圖標記含義附圖標記含義附圖標記含義1生態填料處理層2過渡層3排水層4濾床墻體5防滲膜6集水管7植物8布水主管9通氣管10布水支管11法蘭12法蘭盲板4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>具體實施例方式本發明提供一種強化型垂直流濾床，該垂直流濾床采用圓形垂直流濾床結構，布水更加均勻全面，濾床結構更加穩定美觀，建筑面積和材料更加節約，是更加高效的人工濾床污水處理系統，解決了方形濾床存在死角所造成的處理不夠完善等問題。該設施適用于農村生活污水、城市景觀水和湖泊污水等的處理，具有便于組裝、操作靈活、處理效率高、景觀效果好、節約資源、適用范圍廣等特點，具有廣闊的應用前景。如圖1所示，強化型垂直流濾床，濾床為兩個半圓構成的圓形結構，直徑為25m，每個半圓的面積為245m2;面積根據水力負荷95mm/d、COD污染負荷30g/m2/d以及SS污染負荷8g/m7d計算得出；濾床的墻體4由便于組裝的定制鋁合金材料構成，外圍由環保材料貼面，墻體4高1.3m，厚0.24m;濾床底部依次鋪設10cm厚的礫石層和石灰夯實墊層，石灰夯實墊層上鋪設1mmPE復合土工布防滲膜5進行防滲處理，防滲膜5上鋪設小100HDPE單壁管作為集水管6，集水管6以濾床中心向外輻射排列，出水匯集后從排水管15排出，集水管靠近濾床墻體一端連接小110PVC通氣管9，通氣管9的頂端連接開孔通氣蓋，使得氧氣通達濕地底部，通過集水管環形切孔，向濾床內部擴散，同時局部區域厭氧反應產生的沼氣和硫化氫等氣體能夠向外界及時散逸；濾床內部填充基質，基質由不同層次濾料構成，包括厚度50cm的生態填料處理層1、厚度10cm的直徑8_16mm中礫石過渡層2和厚度20cm的直徑16-32mm粗礫石排水層3，生態填料處理層1為上層，過渡層2為中間層，排水層3為下層，其中處理層濾料滿足水力參數和級配曲線的要求，能夠保證良好的水力條件，并為植物和微生物提供良好的生長環境；濾床表面栽種有去污能力強和景觀效果好的植物7，具體有矮蒲葦、鳶尾和美人蕉，矮蒲葦的栽植密度為50支/m2，鳶尾的栽植密度為15株/m2，美人蕉的栽植密度為15株/tf，大大擴展人工濕地凈化污水的空間，提高其凈化污水的能力，同時具有更好的景觀效果；在濾床的兩個半圓上沿濾床直徑方向分別分布有布水主管8，與布水主管相連通的布水支管10以半圓狀由濾床中心向外輻射排列。污水通過植物、微生物和基質有效去除有機物和氮磷等主要污染物后通過集水管匯集后排出。如圖2強化型垂直流濾床布水系統，布水主管8和支管10以160*110異徑三通管13和110*75大小頭14連接。由自動控制系統對濾床進行間歇式供水，通過圓形的布水主管和支管在垂直流濾床兩個半圓上交替布水。長25m的DN160PE管作為布水主管，兩個布水主管沿半徑方向分布在濾床的兩個半圓上，主管兩端用DN160法蘭11和法蘭盲板12密封；DN75半圓形PE管作為支管，支管以半圓狀由濾床中心向外輻射排列，每個半圓6個支管，支管的半圓弧長度由內向外分別為5m、llm、17m、24m、30m和36m，支管上每隔lm均勻打孔，孔徑為8mm，保證布水均勻。由自動控制系統對濾床進行間歇式供水，2h間隔，一次5_6分鐘，水量5m3。具體應用時，預處理后的污水通過布水總管和支管均勻分布到圓形垂直流濾床表面，經過處理層后，污染水體中的有機物和氮磷等主要污染物通過植物、微生物和基質有效去除，水質得到凈化，處理后的出水通過集水管匯集后以流向A排出。利用強化型垂直流濾床處理污水，系統水力負荷達95mm/d，系統占地僅需500m2，日處理水量50m3。應用于30-50m3/d的生活污水的凈化，低成本有效解決了生活污水處理不夠徹底的問題。污水通過此設施處理，凈化效果達到城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB18918-2002)—級A標準，其處理效果監測指標如表1。表1處理系統進出水水質監測數據項目pH(無量綱)CODCr(mg/L)SS(mg/L)NH3-N(mg/L)TP(mg/L)進水7.863003671.32.26出水7.3231.59.74.00.32出水6-9《50《10《5《0.5本發明強化型垂直流濾床采用圓形垂直流濾床結構，布水更加均勻全面，濾床結構更加穩定美觀，建筑面積和材料更加節約，是更加高效的人工濾床污水處理系統，解決了方形濾床存在死角所造成的處理不夠完善等問題。人工濕地所用基質層濾料通過格蘭特(Grant)濾料滲透試驗和篩分試驗的兩步實驗方法確定，選擇滿足特定級配曲線的濾料，保證人工濕地長期穩定運行，脫氮除磷效果穩定。該設施適用于農村生活污水、城市景觀水和湖泊污水等的處理，具有處理效率高、景觀效果好、資源節約、操作靈活、適用范圍廣等特點，應用前景廣闊，值得在業內廣泛推廣。需要理解到的是以上所述僅是本發明的優選實施方式，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。權利要求強化型垂直流濾床，其特征在于所述濾床為兩個半圓構成的圓形結構，濾床底部鋪設有防滲膜，所述防滲膜上鋪有集水管，所述集水管兩端連接通氣管；所述濾床內部填充基質，濾床表面栽種植物；在濾床的兩個半圓上沿濾床直徑方向分別分布有布水主管，與布水主管相連通的布水支管以半圓狀由濾床中心向外輻射排列。2.根據權利要求1所述的強化型垂直流濾床，其特征在于所述基質由生態填料處理層、過渡層和排水層構成，所述生態填料處理層為上層，所述過渡層為中間層，所述排水層為下層。3.根據權利要求1所述的強化型垂直流濾床，其特征在于所述濾床底部與防滲膜之間依次設置有礫石層和石灰夯實墊層。4.根據權利要求1所述的強化型垂直流濾床，其特征在于所述集水管以濾床中心向外輻射排列，集水管靠近濾床墻體一端連接通氣管。5.根據權利要求1所述的強化型垂直流濾床，其特征在于所述濾床表面栽種有矮蒲葦、鳶尾和美人蕉，矮蒲葦的栽植密度為50支/m2，鳶尾的栽植密度為15株/m2，美人蕉的栽植密度為15株/m2。全文摘要本發明涉及強化型垂直流濾床，呈兩個半圓構成的圓形結構，濾床底部鋪設有防滲膜，防滲膜上鋪有集水管，集水管兩端連接通氣管；濾床內部填充基質，濾床表面栽種植物；在濾床的兩個半圓上沿濾床直徑方向分別分布有布水主管，與布水主管相連通的布水支管以半圓狀由濾床中心向外輻射排列。采用圓形垂直流濾床結構，不但能夠實現設施的模塊化生產，而且濾床表面布水更加均勻全面，濾床結構更加穩定美觀，建筑面積和材料更加節約，是更加高效的人工濾床污水處理系統，解決了方形濾床存在死角所造成的處理不夠完善等問題。該設施適用于農村生活污水、城市景觀水和湖泊污水等的處理，具有處理效率高、景觀效果好、資源節約、操作靈活、適用范圍廣等特點。文檔編號C02F3/32GK101734802SQ20091021695公開日2010年6月16日申請日期2009年12月29日優先權日2009年12月29日發明者杜建強申請人:蘇州德華生態環境科技有限公司