公布日：2024.04.16

申請(qǐng)日：2023.12.29

分類號(hào)：C02F3/32(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F7/00(2006.01)I

摘要

本方案公開了生活污水處理技術(shù)領(lǐng)域的一種生活污水人工濕地出水調(diào)節(jié)裝置，包括布水管和出水管，出水管的出水端連通有集水池，集水池位于人工濕地的最低液位下方，集水池內(nèi)連接有虹吸管，虹吸管遠(yuǎn)離集水池的一端延伸到出水管內(nèi)且處于人工濕地的最高液位處；出水管內(nèi)設(shè)有單向出液閥，出水管連通有自來水管和排氣管，自來水管上設(shè)有進(jìn)水閥，排氣管上設(shè)有排氣閥，虹吸管上設(shè)有球閥，虹吸管位于自來水管和單向出液閥之間，自來水管位于排氣管和虹吸管之間。本申請(qǐng)的調(diào)節(jié)裝置可以有效解決當(dāng)前的人工濕地長(zhǎng)期被污水覆蓋的問題。

權(quán)利要求書

1.一種生活污水人工濕地出水調(diào)節(jié)裝置，包括布水管和出水管，其特征在于：出水管的出水端連通有集水池，集水池位于人工濕地的最低液位下方，集水池內(nèi)連接有虹吸管，虹吸管遠(yuǎn)離集水池的一端延伸到出水管內(nèi)且處于人工濕地的最高液位處；出水管內(nèi)設(shè)有單向出液閥，出水管連通有自來水管和排氣管，自來水管上設(shè)有進(jìn)水閥，排氣管上設(shè)有排氣閥，虹吸管上設(shè)有球閥，虹吸管位于自來水管和單向出液閥之間，自來水管位于排氣管和虹吸管之間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生活污水人工濕地出水調(diào)節(jié)裝置，其特征在于：所述虹吸管位于集水池內(nèi)的一端可拆卸連接有管堵。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生活污水人工濕地出水調(diào)節(jié)裝置，其特征在于：所述排氣管上連接有虹吸破壞管，虹吸破壞管位于出水管和排氣閥之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種生活污水人工濕地出水調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)人工濕地出水量的方法，將布水管布置到人工濕地最高液位處的下方3～8cm處，將出水管的進(jìn)水端安置在人工濕地最低液位處的下方5～15cm處；其特征在于：調(diào)節(jié)人工濕地出水量的具體操作如下：一、當(dāng)向人工濕地中排放的生活污水量充足時(shí)：排氣閥及進(jìn)水閥保持關(guān)閉，球閥保持開啟即可；二、當(dāng)向人工濕地中排放的生活污水量不足時(shí)：關(guān)閉球閥，開啟排氣閥和進(jìn)水閥，向虹吸管內(nèi)補(bǔ)充自來水，直到排氣管頂部開始有水流出后停止加水，將排氣閥及進(jìn)水閥關(guān)閉，打開球閥，取下虹吸管底部的管堵。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種生活污水人工濕地出水調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)人工濕地出水量的方法，其特征在于：人工濕地中，濾料層包括自下而上依次設(shè)置的大碎石層、中碎石層、瓜米石層和種植土層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種生活污水人工濕地出水調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)人工濕地出水量的方法，其特征在于：大碎石的粒徑為30～40㎝，中碎石的粒徑為10～20㎝，瓜米石的粒徑為5～10㎝。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種生活污水人工濕地出水調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)人工濕地出水量的方法，其特征在于：所述大碎石層的厚度為50～70㎝，中碎石層的厚度為25～35㎝，瓜米石層的厚度為15～25㎝，種植土層的厚度為8～15㎝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明意在提供一種生活污水人工濕地出水調(diào)節(jié)裝置及其使用方法，以解決當(dāng)前的人工濕地長(zhǎng)期被污水覆蓋的問題。

本方案中的一種生活污水人工濕地出水調(diào)節(jié)裝置，包括布水管和出水管，出水管的出水端連通有集水池，集水池位于人工濕地的最低液位下方，集水池內(nèi)連接有虹吸管，虹吸管遠(yuǎn)離集水池的一端延伸到出水管內(nèi)且處于人工濕地的最高液位處；出水管內(nèi)設(shè)有單向出液閥，出水管連通有自來水管和排氣管，自來水管上設(shè)有進(jìn)水閥，排氣管上設(shè)有排氣閥，虹吸管上設(shè)有球閥，虹吸管位于自來水管和單向出液閥之間，自來水管位于排氣管和虹吸管之間。

進(jìn)一步，所述虹吸管位于集水池內(nèi)的一端可拆卸連接有管堵。

進(jìn)一步，所述排氣管上連接有虹吸破壞管，虹吸破壞管位于出水管和排氣閥之間。通過調(diào)節(jié)虹吸破壞管的高度來調(diào)整單次虹吸排水量，在保證人工濕地對(duì)生活污水處理效果的同時(shí)，盡量增加污水在濕地中的停留時(shí)間，保證出水水質(zhì)。

基于本申請(qǐng)的生活污水人工濕地出水調(diào)節(jié)裝置，本發(fā)明還提供了一種生活污水人工濕地出水調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)人工濕地出水量的方法，將布水管布置到人工濕地最高液位處的下方3～8cm處，將出水管的進(jìn)水端安置在人工濕地最低液位處的下方5～15cm處；調(diào)節(jié)人工濕地出水量的具體操作如下：

一、當(dāng)向人工濕地中排放的生活污水量充足時(shí)：排氣閥及進(jìn)水閥保持關(guān)閉，球閥保持開啟即可；

二、當(dāng)向人工濕地中排放的生活污水量不足時(shí)：關(guān)閉球閥，開啟排氣閥和進(jìn)水閥，向虹吸管內(nèi)補(bǔ)充自來水，直到排氣管頂部開始有水流出后停止加水，將排氣閥及進(jìn)水閥關(guān)閉，打開球閥，取下虹吸管底部的管堵。

本方案的工作原理及其有益效果：針對(duì)貴州大多數(shù)農(nóng)村所處位置均為山地的情況，可以將人工濕地選址位于落差(高差)較大的位置。本發(fā)明采用虹吸現(xiàn)象的基本原理，通過增加虹吸管、單向出液閥、進(jìn)水閥、管堵及排氣閥等設(shè)施，就人工濕地的進(jìn)出水方式采用“上進(jìn)下出”，可以將人工濕地內(nèi)部的水位在最高液位與最低液位之間自由控制。控制過程具體如下：

當(dāng)生活污水向人工濕地排放充足時(shí)，隨著濕地內(nèi)部水位的不斷升高，達(dá)到出水管管底(最高液位)以后，最高處的水會(huì)從虹吸管流向集水池，并在虹吸管頂部形成旋渦(負(fù)壓)，慢慢帶走虹吸管內(nèi)的空氣，使得虹吸管內(nèi)部的水位較快的上升，之后大量的水會(huì)從虹吸管進(jìn)入集水池，帶走更多的空氣，最終形成虹吸排水，短時(shí)間內(nèi)將濕地內(nèi)的水排入到集水池內(nèi)，再經(jīng)集水池進(jìn)入到下一級(jí)人工濕地或下游水體。

如果遇到生活污水產(chǎn)生量降低，人工濕地內(nèi)的污水長(zhǎng)期難以達(dá)到最高液位的情況，可采用如下兩種方式進(jìn)行人工干預(yù)，干預(yù)時(shí)：關(guān)閉球閥，開啟排氣閥和進(jìn)水閥，向虹吸管內(nèi)補(bǔ)充自來水，直到排氣管頂部開始有水流出后停止加水，將排氣閥及進(jìn)水閥關(guān)閉，打開球閥，取下虹吸管底部的管堵即可形成虹吸效應(yīng)。采用此方式進(jìn)行人工干預(yù)，按照DN150的虹吸管進(jìn)行計(jì)算，單次自來水用量為60L左右。

另外，可以通過調(diào)節(jié)虹吸破壞管的高度來調(diào)整單次虹吸排水量，在保證人工濕地處理效果的同時(shí)，盡量增加污水在濕地中的停留時(shí)間，保證出水水質(zhì)。

進(jìn)一步，人工濕地中，濾料層包括自下而上依次設(shè)置的大碎石層、中碎石層、瓜米石層和種植土層。

進(jìn)一步，大碎石的粒徑為30～40㎝，中碎石的粒徑為10～20㎝，瓜米石的粒徑為5～10㎝。

進(jìn)一步，所述大碎石層的厚度為50～70㎝，中碎石層的厚度為25～35㎝，瓜米石層的厚度為15～25㎝，種植土層的厚度為8～15㎝。

本發(fā)明的生活污水人工濕地出水調(diào)節(jié)裝置結(jié)合使用方法，可以達(dá)到以下效果：

(1)本申請(qǐng)通過調(diào)節(jié)裝置的設(shè)置，使得濕地內(nèi)的水位可以在高液位與低液位之間循環(huán)往復(fù)，使得濕地內(nèi)部可以存在干濕兩種狀態(tài)，可以選擇更多類型的濕地植物，便于濕地植物的本地化。

(2)通過虹吸效應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)將人工濕地低液位以上水全部虹吸進(jìn)入下一級(jí)人工濕地或下游水體，可以進(jìn)一步增加濕地內(nèi)部濾料空隙間的空氣流動(dòng)，進(jìn)一步增加濾料的孔隙率，且虹吸作用力大，能有效減少人工濕地濾料堵塞的現(xiàn)象，避免短流現(xiàn)象的發(fā)生。

(3)污水從濕地上部進(jìn)入濾料層的過程中還可以對(duì)污水進(jìn)行充氧，人工濕地有著濕地和濾池雙重功能，極大的增加人工濕地內(nèi)的氧氣含量，提高人工濕地內(nèi)雜質(zhì)的有氧分解，不僅大大降低人工濕地附近的臭味，還可以進(jìn)一步加強(qiáng)污水處理效果。

(4)增加人工濕地耐沖擊負(fù)荷能力

針對(duì)農(nóng)村生活污水變化系數(shù)大的特點(diǎn)，農(nóng)村生活污水的產(chǎn)生時(shí)間較為集中，主要集中在周末及節(jié)假日(特別是春節(jié)長(zhǎng)假)期間。且大多數(shù)污水產(chǎn)生于午飯(11：00～13：00)和晚飯(18:30～20:30)時(shí)段，人工濕地負(fù)荷高。其他時(shí)段污水產(chǎn)生量小，人工濕地負(fù)荷低。針對(duì)上述特點(diǎn)，我們可以靈活采用濕地出水調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)污水處理系統(tǒng)，在污水產(chǎn)水量增加之前盡最大可能的清空人工濕地池體的容積，保持大多數(shù)池體均位于低液位，給污水產(chǎn)水量大的時(shí)段預(yù)留更多的處理空間，加強(qiáng)污水處理設(shè)施的處理效果。

（發(fā)明人：張水;葉國(guó);涂漢;周順華;劉濤;楊小紅）