公布日：2023.03.24
申請(qǐng)日：2022.12.05
分類號(hào)：C02F3/32(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I
摘要
本發(fā)明涉及一種農(nóng)村生活污水的原水預(yù)處理濕地和生態(tài)系統(tǒng)及其運(yùn)行方法，包括收集單元、原水預(yù)處理濕地、核心處理單元；原水預(yù)處理濕地包括布水渠、第一濕地模塊、第二濕地模塊、第一生態(tài)濾料層、第二生態(tài)濾料層、集水組件、曝氣組件等；運(yùn)行方式包括晴雨天運(yùn)行、曝氣運(yùn)行條件。本專利所述生態(tài)系統(tǒng)及方法，與傳統(tǒng)的生態(tài)設(shè)施相比，預(yù)處理工藝路線更短、占地更小，生態(tài)系統(tǒng)整體工藝占地更小、處理效率更高；針對(duì)單個(gè)村莊的農(nóng)村生活污水的收集、處理，僅需約1畝地的占地面積，可靈活應(yīng)用于居住人口規(guī)模約200人以內(nèi)的村莊，水處理規(guī)模為5-50t的農(nóng)村生活污水處理，具有緊湊型、節(jié)地型、集約型特點(diǎn)。
權(quán)利要求書
1.一種農(nóng)村生活污水的原水預(yù)處理濕地，其特征在于，包括垂直設(shè)置的第一濕地模塊(7)以及第二濕地模塊(9)，所述第一濕地模塊(7)位于第二濕地模塊(9)上方，圍繞所述第一濕地模塊(7)外圍設(shè)置有布水渠(14)，所述布水渠(14)包括靠近第一濕地模塊(7)的第一墻體(11)以及遠(yuǎn)離第一濕地模塊(7)的第二墻體(15)，在所述第一墻體(11)靠近第一濕地模塊(7)上部的位置設(shè)置有若干第一布水口(13)，在所述第一墻體(11)靠近第二濕地模塊(9)上部的位置設(shè)置有若干第二布水口(16)；在所述第一濕地模塊(7)內(nèi)設(shè)置有第一生態(tài)濾料層(8)以及位于第一生態(tài)濾料層(8)底部的第一集水組件(2)，在所述第二濕地模塊(9)內(nèi)設(shè)置有第二生態(tài)濾料層(10)以及位于第二生態(tài)濾料層(10)底部的第二集水組件(5)；經(jīng)過所述第一濕地模塊(7)處理后的水體可進(jìn)入第二濕地模塊(9)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述農(nóng)村生活污水的原水預(yù)處理濕地，其特征在于，若干所述第一布水口(13)均勻分布在第一墻體(11)上，或若干所述第一布水口(13)分成若干組且若干組均勻分布在第一墻體(11)上；若干所述第二布水口(16)均勻分布在第一墻體(11)上，或若干所述第二布水口(16)分成若干組且若干組均勻分布在第一墻體(11)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述農(nóng)村生活污水的原水預(yù)處理濕地，其特征在于，在所述第二濕地模塊(9)底部設(shè)置有曝氣組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述農(nóng)村生活污水的原水預(yù)處理濕地，其特征在于，第二生態(tài)濾料層(10)包含三層，自上往下依次為第二礫石層A、第二專業(yè)生態(tài)濾料層、第二礫石層B，其中，第二礫石層A粒徑為8-16mm、第二礫石層B粒徑為16-32mm；第一生態(tài)濾料層(8)包含輕質(zhì)濾料，輕質(zhì)濾料的粒徑為8-16mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述農(nóng)村生活污水的原水預(yù)處理濕地，其特征在于，在所述第一濕地模塊(7)頂部設(shè)置有透水層(6)，所述透水層(6)由若干透水盒子(18)呈陣列排布拼接而成，透水盒子(18)呈長方體或正方體，透水盒子(18)頂部向下形成凹腔(21)，在所述凹腔(21)底部開設(shè)有若干貫穿的透水孔；在所述透水盒子(18)的凹腔(21)內(nèi)栽種草坪；在所述凹腔(21)頂部設(shè)置有第一臺(tái)階(19)，在所述透水盒子(18)底部設(shè)置有第二臺(tái)階(20)；所述第二臺(tái)階(20)的尺寸小于第一臺(tái)階(19)的尺寸。
6.一種生態(tài)系統(tǒng)，其特征在于，按照水流路徑依次設(shè)置有收集單元、權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述原水預(yù)處理濕地(27)以及核心處理單元，生活污水通過收集單元匯集后進(jìn)入原水預(yù)處理濕地(27)進(jìn)行預(yù)處理，之后進(jìn)入核心處理單元塊進(jìn)行深度處理后排出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述生態(tài)系統(tǒng)，其特征在于，所述核心處理單元包括由若干強(qiáng)化型垂直流濕地(24)以及若干水平流濕地(28)串聯(lián)或并聯(lián)組合而成。
8.一種基于權(quán)利要求7的生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)行方法，其特征在于，所述運(yùn)行方法的步驟為，S1、首先，通過收集單元將農(nóng)村生活污水匯集，并向原水預(yù)處理濕地(27)進(jìn)行輸入；S2、原水預(yù)處理濕地(27)內(nèi)的布水渠(14)接收農(nóng)村生活污水，并通過若干第二布水口(16)向第二濕地模塊(9)布水；S3、當(dāng)布水渠(14)內(nèi)的水面達(dá)到第一布水口(13)，通過所述第一布水口(13)向第一濕地模塊(7)進(jìn)行布水，來水經(jīng)過第一濕地模塊(7)后進(jìn)入第二濕地模塊(9)；S4、所述第二濕地模塊(9)底部的集水組件收集預(yù)處理后的污水，并向核心處理單元進(jìn)行輸送；S5、核心處理單元對(duì)污水進(jìn)行深度處理后排出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)行方法，其特征在于，當(dāng)布水渠(14)內(nèi)的水面達(dá)到第一設(shè)定高度時(shí)，開啟第一濕地模塊(7)底部第一集水組件(2)的排水閥，第一濕地模塊(7)出水；當(dāng)布水渠(14)內(nèi)的水面下降至第二設(shè)定高度時(shí)，關(guān)閉第一濕地模塊(7)底部第一集水組件(2)的排水閥，停止出水。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)行方法，其特征在于，在生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行期間，以T天為一個(gè)周期進(jìn)行增氧曝氣，每次增氧曝氣為24小時(shí)，每1個(gè)小時(shí)開啟一次增氧曝氣，開啟增氧曝氣時(shí)間為25-35分鐘，曝氣量為250-300m3/H。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述的問題，提出了一種農(nóng)村生活污水的原水預(yù)處理濕地和生態(tài)系統(tǒng)及其運(yùn)行方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
一種農(nóng)村生活污水的原水預(yù)處理濕地，包括垂直設(shè)置的第一濕地模塊以及第二濕地模塊，所述第一濕地模塊位于第二濕地模塊上方，圍繞所述第一濕地模塊外圍設(shè)置有布水渠，所述布水渠包括靠近第一濕地模塊的第一墻體以及遠(yuǎn)離第一濕地模塊的第二墻體，在所述第一墻體靠近第一濕地模塊上部的位置設(shè)置有若干第一布水口，在所述第一墻體靠近第二濕地模塊上部的位置設(shè)置有若干第二布水口；在所述第一濕地模塊內(nèi)設(shè)置有第一生態(tài)濾料層以及位于第一生態(tài)濾料層底部的第一集水組件，在所述第二濕地模塊內(nèi)設(shè)置有第二生態(tài)濾料層以及位于第二生態(tài)濾料層底部的第二集水組件；經(jīng)過所述第一濕地模塊處理后的水體可進(jìn)入第二濕地模塊內(nèi)。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，若干所述第一布水口均勻分布在第一墻體上，或若干所述第一布水口分成若干組且若干組均勻分布在第一墻體上；若干所述第二布水口均勻分布在第一墻體上，或若干所述第二布水口分成若干組且若干組均勻分布在第一墻體上。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述第二濕地模塊底部設(shè)置有曝氣組件。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第二生態(tài)濾料層包含三層，自上往下依次為第二礫石層A、第二專業(yè)生態(tài)濾料層、第二礫石層B，其中，第一礫石層A粒徑為8-16mm、第二礫石層B粒徑為16-32mm；第一生態(tài)濾料層包含輕質(zhì)濾料，輕質(zhì)濾料的粒徑為8-16mm。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述第一濕地模塊頂部設(shè)置有透水層，所述透水層由若干透水盒子呈陣列排布拼接而成，透水盒子呈長方體或正方體，透水盒子頂部向下形成凹腔，在所述凹腔底部開設(shè)有若干貫穿的透水孔；在所述透水盒子的凹腔內(nèi)栽種草坪；在所述凹腔頂部設(shè)置有第一臺(tái)階，在所述透水盒子底部設(shè)置有第二臺(tái)階；所述第二臺(tái)階的尺寸小于第一臺(tái)階的尺寸。
一種生態(tài)系統(tǒng)，按照水流路徑依次設(shè)置有收集單元、所述原水預(yù)處理濕地以及核心處理單元，生活污水通過收集單元匯集后進(jìn)入原水預(yù)處理濕地進(jìn)行預(yù)處理，之后進(jìn)入核心處理單元塊進(jìn)行深度處理后排出。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述核心處理單元包括由若干強(qiáng)化型垂直流濕地以及若干水平流濕地串聯(lián)或并聯(lián)組合而成。
一種基于生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)行方法，所述運(yùn)行方法的步驟為，
S1、首先，通過收集單元將農(nóng)村生活污水匯集，并向原水預(yù)處理濕地進(jìn)行輸入；
S2、原水預(yù)處理濕地內(nèi)的布水渠接收農(nóng)村生活污水，并通過若干第二布水口向第二濕地模塊布水；
S3、當(dāng)布水渠內(nèi)的水面達(dá)到第一布水口，通過所述第一布水口向第一濕地模塊進(jìn)行布水，所述來水經(jīng)過第一濕地模塊后進(jìn)入第二濕地模塊；
S4、所述第二濕地模塊底部的集水組件收集預(yù)處理后的污水，并向核心處理單元進(jìn)行輸送；
S5、核心處理單元對(duì)污水進(jìn)行深度處理后排出。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，當(dāng)布水渠內(nèi)的水面達(dá)到第一設(shè)定高度時(shí)，開啟第一濕地模塊底部第一集水組件的排水閥，第一濕地模塊出水；當(dāng)布水渠內(nèi)的水面下降至第二設(shè)定高度時(shí)，關(guān)閉第一濕地模塊底部第一集水組件的排水閥，停止出水。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行期間，以T天為一個(gè)周期進(jìn)行增氧曝氣，每次增氧曝氣為24小時(shí)，每1個(gè)小時(shí)開啟一次增氧曝氣，開啟增氧曝氣時(shí)間為25-35分鐘，曝氣量為250-300m3/H。
本發(fā)明農(nóng)村生活污水的原水預(yù)處理濕地和生態(tài)系統(tǒng)及其運(yùn)行方法，可以實(shí)現(xiàn)如下技術(shù)效果：針對(duì)現(xiàn)有的農(nóng)村生活污水的生態(tài)設(shè)施，來水在進(jìn)入處理型濕地(如垂直流濕地、水平流濕地)前，首先會(huì)進(jìn)入收集池、格柵池、沉淀池等多單元串并聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)污水預(yù)處理，產(chǎn)生的滲濾液進(jìn)入污泥干化床進(jìn)行污泥處理的工藝路線進(jìn)行改進(jìn)，將農(nóng)村生活污水預(yù)處理技術(shù)、污泥處理技術(shù)整合在一個(gè)預(yù)處理單元內(nèi)，縮短預(yù)處理工藝步驟，直接削減了前端預(yù)處理設(shè)施的占地；原水預(yù)處理濕地通過濾床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、濾料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、增氧設(shè)計(jì)，不僅可以攔截并消化來水的大顆粒物質(zhì)，并起到調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量的效果，同時(shí)整合了污泥干化床的處理功能，處理過程不會(huì)產(chǎn)生污泥；改良后的預(yù)處理單元，所提高的處理效率，進(jìn)一步減小了核心處理單元的處理壓力，從而可以減少后端核心處理設(shè)施的占地面積；生態(tài)系統(tǒng)所使用的多個(gè)生態(tài)單元，均能作為來水存儲(chǔ)單元，當(dāng)突發(fā)性降雨發(fā)生時(shí)，能夠臨時(shí)儲(chǔ)存雨水。同時(shí)，原水預(yù)處理濕地通過工藝設(shè)計(jì)，表面可作為停車場(chǎng)使用，增加了公共使用功能，進(jìn)一步提高了空間利用率。
本專利所述生態(tài)系統(tǒng)及方法，通常以單個(gè)村莊的農(nóng)村生活污水為收集、處理對(duì)象，利用規(guī)模約1畝地的占地面積，設(shè)計(jì)一種適用于農(nóng)村生活污水的生態(tài)系統(tǒng)，并對(duì)其建立運(yùn)行方法；所述的生態(tài)系統(tǒng)具有緊湊型、節(jié)地型、集約型特點(diǎn)，可靈活應(yīng)用于居住人口規(guī)模約200人以內(nèi)的村莊，水處理規(guī)模為5-50t的農(nóng)村生活污水處理。
（發(fā)明人：張瑛;杜建強(qiáng);杜瀅明）
