[发明专利]一种自动反冲洗的垂直替流复合型人工湿地装置

说明书

本发明公开了一种自动反冲洗垂直替流复合型人工湿地装置，属于人工湿地领域，涉及一种利用水力虹吸原理实现下部生物过滤处理区自动反冲洗的垂直替流复合型人工湿地装置。包括内部的处理区，外部的反冲洗储水区；处理区由过水孔板分隔成上下两个部分，上部为人工湿地处理区，下部为生物过滤处理区；反冲洗储水区包括上部的有效储水区和下部的过水区；处理区位于反冲洗储水区的中心位置；在处理区中部设置虹吸罩、虹吸反冲洗管。本发明提供一种新型的垂直替流复合型人工湿地结构形式，具有管理简单、性能高效、纳污能力强、长期稳定运行的优点。

技术领域

本发明属于人工湿地领域，涉及一种内部为处理区，外部为反冲洗储水区，并且处理区的上部为人工湿地处理区，下部为生物过滤处理区，利用水力虹吸原理能够实现下部生物过滤处理区自动反冲洗的垂直替流复合型人工湿地装置。

背景技术

人工湿地是由人工建造并控制运行，利用植物吸收、微生物分解转化、基质的吸附等机理使污水得到净化的一种生态处理工艺。按照进水、布水和集水方式的不同可将人工湿地分为替流和表面流。在潜流人工湿地中，水平潜流人工湿地对有机物有较好的去除效率，垂直潜流人工湿地对N，P的去除有较明显的优势。随着我国水污染治理工作的开展，垂直替流人工湿地以其复氧能力好、污染负荷大、占地面积小，出水水质好等优势得到了较为广泛地推广应用。

人工湿地运行过程中悬浮物、胶体以及无机颗粒增多并填充于基质间的孔隙，造成出水水质严重下降可判为人工湿地堵塞。由于受到基质材料性质、进水悬浮物含量、有机物积累和污染负荷等影响，许多替流型人工湿地在较短的运行周期内就出现了堵塞现象。随着堵塞的加重，人工湿地出现了水力传导性能降低、处理效果下降和表面雍水等现象，严重影响了替流型人工湿地的使用寿命和出水水质。

相关研究表明，基质堵塞的最主要的影响因素是基质孔隙率。增大基质的孔隙率有利于延缓基质的堵塞，但是相应的降低了基质在人工湿地中的作用，影响人工湿地的污水处理效能。目前大部分人工湿地采用不同级配的基质组合延缓其堵塞作用。解决堵塞最直接有效的手段是更换基质，但此法经济效益低，环境效益较差，劳动强度较大，可操作性较低；同时对于人工湿地恢复正常运行也需要较长时间。因此如何通过解决人工湿地堵塞问题从而延长人工湿地的使用年限成为更大程度发挥人工湿地效能的一大难题。

发明内容

本发明是针对现有人工湿地技术存在的上述问题，提供一种既保留垂直潜流人工湿地的原有功能属性，又加强了生物过滤功能；借鉴水力虹吸的工作原理，在生物过滤功能区实现自动反冲洗，促进其长期高效运行的自动反冲洗垂直替流复合型人工湿地装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现。

一种自动反冲洗的垂直替流复合型人工湿地装置，包括内部的处理区，外部的反冲洗储水区，处理区为上方敞口的长方体立体结构，由过水孔板分隔成上下两个部分，上部为人工湿地处理区，下部为生物过滤处理区。反冲洗储水区包括上部的有效储水区和下部的过水区。有效储水区为上、下两端敞口的中空长方体，过水区为上端敞口下端密封的中空倒棱台。处理区由支撑柱支撑在过水区底板上，处理区中部设置有虹吸罩、虹吸反冲洗管，人工湿地处理区上部设置进水布水管、布水支管，有效储水区右上方设置出水管。

上述的处理区布置于反冲洗储水区的中心部位，由处理区前挡板、处理区后挡板、处理区左挡板、处理区右挡板和处理区底板围挡组成。

上述的处理区由处理区前挡板、处理区后挡板、处理区左挡板和处理区右挡板均为矩形平面薄板，处理区底板为穿孔的矩形平面薄板。在处理区底板上均匀地设有配水孔，总面积占处理区底板上表面面积的15%~20%。

上述的有效储水区由储水区前挡板、储水区后挡板、储水区左挡板、储水区右挡板围挡组成。

上述的储水区前挡板、储水区后挡板、储水区左挡板、储水区右挡板均为矩形平面薄板。