专利名称：反冲洗、曝气型潜流湿地水体净化设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种潜流湿地水体净化设备，尤其涉及一种反沖洗、曝 气型潜流湿地7JC体净化设备。
背景技术：
20世纪70年代以来，人工湿地水处理技术开始受到人们的关注，具有 低投资、低能耗等优点，成为水环境技术的研究热点。潜流湿地属于人工湿 地污水处理的新技术，是人工建造的、可控制的和工程化的湿地系统。
潜流湿地的优点在于充分利用了湿地的空间，发挥了系统间的协调作用， 在同等面积的情况下潜流湿地的处理能力大幅度提高。目前，潜流湿地包括 三个关键组成部分植物、微生物、基质。人工建造不同粒径的填料为基质 形成基床的床体，床体表面种植高效去污的耐水植物，扎根于基质床体内， 基质支持着这些植物的根系，而基质和植物根系又为各种微生物提供附着的 载体，在基质和植物根系表面形成微生物膜，水以潜流形式渗过长有植物的 潜层多孔滤床，基质床体内浸满了水体，通过潜流湿地中的物理、化学和生 物作用，优化组合来完成对水体的净化。但仍存在很多缺陷和不足，潜流湿 地中的植物和微生物受气候影响较大，特别是在北方城市水环境改善中，由 于冬季水冻期影响，布水层结冰造成湿地系统不能运行；潜流湿地中的微生
物依靠在运行过程中自然形成，不能人工投加高效微生物菌，潜流湿地中微 生物降解的作用不能得到充分发挥，特别是湿地建成初期处理效果较差，春 季微生物恢复过程緩慢。潜流湿地内部在溶解氧含量较低的情况下，造成表 层好氧区的好氧微生物作用减弱，出水的水质较差，出水溶解氧浓度较低， 不利于受纳水体的自净。潜流湿地未设置反沖洗系统，污水中含有大量的有 机污染物和悬浮性固体，在底层长期淤积，容易造成潜流湿地堵塞和水流短 路，使潜流湿地效率降低，甚至造成潜流湿地不能正常运行。 发明内容
本实用新型的主要目的在于解决上述潜流湿地存在的问题，提供一种结 合水底曝气技术、高效微生物处理技术、反冲洗技术、冬季防冻技术和潜流
湿地技术等多技术集成的反冲洗、曝气型潜流湿地7jC体净化设备。
本实用新型是通过水底曝气和高效微生物技术，提高潜流湿地中微生物 的水质净化能力，增加出水中溶解氧的含量，通过冬季高水位的运行，在潜 流湿地上部人为的形成冰封层后，再降低湿地水位，在冰封层和湿地表面形 成隔离空气层，起到保温的效果，保证湿地在冬季仍能正常运行，同时，应 用反冲洗技术，防止湿地内部的堵塞，保证系统能够长期稳定运行。
本实用新型解决其技术问趙所采用的技术方案是 净化处理池整体呈立方箱体形，净化处理池由中部设置分隔池壁，将
净化处理池分隔成下4亍池和上行池，下行池和上行池内均匀充填填充基质， 净化处理池的池壁高于填充基质的上表面，充填填充基质要没过布水管和 收水管，净化处理池的上端部处于地表以下，水体始终在地表下的净化处 理池内运行。
潜流湿地净化处理设施大部分处理是在地表以下进行，非常适合较冷 气候的华北地区， 一年四季都比天然湿地处理效果好，而且不易产生臭味 和蚊子，解决生态处理技术在北方不能广泛应用的技术难题。净化处理池 划分用分隔池壁为两个部分，即分隔成下行池和上行池，下行池和上行池 内均勻充填填充基质，有效地进行污水净化处理。
下行池和上行池内的填充基质上部均种植水陆两栖种植物，种植物的 根系扎于下行池和上行池的填充基质内，填充基质固定种植物的根系，分 隔池壁的上部至少设置1个以上反沖洗连通孔，反沖洗连通孔连通下行池 和上行池。
中的污染物质，达到净化水体的目的.在填充基质上种植可高效去除氮磷、 多年生耐寒的草本植物，利用净化处理池和植物过滤和吸收污水中污染物质 的原理， 一方面被滤物质在通过填充基质表面发生截留、沉积、桥接作用， 而且在填充基质深处还有絮凝、吸附作用发生，从而促使颗粒聚集，整个填
充基质都能截留水体中的悬浮固体；另一方面，采用填充基质种植技术，通 过植物根系的吸收作用，可大幅度地去除富营养化水体中主要养分氮、砩元 素，对污水水体中难以降解的重金属元素，也有一定的吸附作用。
水生、湿生植物通过直接吸收营养物质(N、 P)和富集重金属，达到 去除水体的污染物，通过植物体的收割把污染物从水体中移出，实现对水 体的净化。水生、湿生植物通过光合作用和输氧过程将氧气释放到水体中， 增加水体中溶解氣含量，提高水体的自净能力。水生、湿生植物通过它感 作用和营养物质的吸收，抑制藻类生长，防止水体富营养化，水生植物的 生长为低成本、高效率的水体净化提供了条件，便于后期的植物维护和管 理，
分隔池壁上设置反沖洗连通孔下行池和上行池的上部连通，把反沖洗 时冲洗掉的淤泥，通过反沖洗连通孔由下行池上部输送到上4亍池的上部， 从出水管排出净化处理池。
下行池的上部至少设置1根以上布水管，布水管上设置渗水孔，布水 管贯穿下行池的上部，布水管的一端部与进水管的另一端部相连接，布水 管与进氷管相连通，水体从布水管上的渗水孔进入下行池内，水体由于重 力作用由上至下緩緩流经填充基质，到达下行池的底部。
布水管位予下行池的上部，水流通过布水管均勻地向下行池布水，下 行池和上行池内匀填有填充基质，水体在下行池内由于重力作用，由上至 下緩緩流过填充基质，到达下行池底部，在由上至下的流经过成中，下行 池的上部种植物的根系和填充基质为微生物提供附着栽体，微生物在种植 物的根系和填充基质的表面形成徵生物膜，降解水体中的污染物。 进水管的一端部与水调节池的另一側上部相连接，进水管的一端部与 水位调节池相贯通，水位调节池的上部高于净化处理池的上端部，水位调 节池稳定净化处理池的水体的水位和流量，水位调节池内的水体在水头压 力作用下通过进水管自流进入布水管内，通过布水管流入净化处理池的下 行池内。
待处理污水水体由引水系统即引水水泵抽入水位调节池，水位调节池 起到稳定水位和流量的作用，水位调节池内的水在水头压力作用下由进水 管自流进入布水管内。
进水管的另一端部设置控制闸阀和流量计，控制和显示水位调节池流 经进水管进入布水管的水体的流向和流量。
水调节池的一侧设置水体进水管，水体进水管的另一端部与水调节池的一侧相连接，水体进水管的另一端部与水位调节池相贯通，水体进水管 的一端部与引水水泵的出水口相连接，向水位调节池内输送水体，水体进水管的另 一端部与水调节池之间设置水体控制闸阀，控制水体进入水调节 池的流向和流量，引水水泵的进水口与水体相连接。
反冲洗水管的一端部与引水水泵的出水口相连接，对下行池输送反冲 洗水，反冲洗水管的另一端部与下形池下部的连通水管的一端部相连接， 反冲洗水管的另 一端部设置反沖洗控制闹阀，控制进入下行池和上行池的 反冲洗水体的流向和流量。
在水体进水管、进水管、反冲洗水管和出水管上均安装有闸阀，实现 对水流方向和流量的有效控制。
下行池和上行池的底部沿下行池和上行池底部至少设置1根以上连通 水管，连通水管贯穿下行池和上行池的底部，连通水管连通下行池和上行 池，到达下行池底部水体由于下行池的水头压力通过连通水管进入上行池 的底部。上行池的上部设置收水管，收水管贯穿上行池的上部，上行池的上部 设置出水管，收水管的另一端部与出水管相连接，出水管另一端设置出水 控制闸阀，出水控制闸阀控制收水管的出水的流向和流量。
进入上行池内的水体由于重力作用由下至上緩緩流经填充基质，到达 上行池的上部，进入上行池上部的收水管，再由收水管进入出水管排出。
水体在上行池内由于下行池水头重力作用，由下至上緩緩流过填充基 质，到达上行池的上底部.在由下至上的流经过成中，上行池的上部种植 物的根系和填充基质为微生物提供附着栽体，微生物在种植物的根系和填 充基质的表面形成微生物膜，降解水体中的污染物.
上行池的一铡设置检修排空管，检修排空管由上行池的上部贯穿到上 行池的底部，检修排空管的管壁上设置渗水孔，检修期间由检修排空水管 抽空净化处理池的水体.
当系统长时阙逸行后，为防止有机污染物和水体悬浮物淤积对系统造 成堵塞，用泵从检修排空水管中把净化处理池内待处理的污水水体抽空， 使净化处理池处于干溷状态
净化处理池的側面设置曝气机，净化处理池的底部至少设置1根以上 曝气管，曝气管贯穿下行池和上行池的底部，曝气管的另一端部与曝气机 的出口相连接，曝气机通过曝气管均勻地向下行池和上行池内的填充基质 进行曝气，增加水体中溶解氧的含量。
在净化处理池的底部设置有膝气管，氧气在膝气机的压力下，进入膝 气管内，通过曝气管均匀地向填充基质内进行曝气，以增加水中溶解氧的 含量，同时，植物光合作用及根系输氧过程中也向水体释放氧气，为好氧 微生物活动提供氧源。
净化处理池的截面积为矩形、梯形、圓形、半圆形、多边形、不规则 多边形，至少采用l种以上。
每个净化处理池的形状可根据景观要求和地形条件确定，可以是矩形、 梯形、半圓形，或其它形状。
净化处理池至少由1组以上下行池和上行池构成，进行多重处理净化
水体。净化处理池至少由2个以上的净化处理池串连连接，进行多重处理 净化水体。
每个净化处理池的组成可根据7jC质处理的需要，由1组或多组下行池
和上行池组成，进行多重处理净化水体。根据水质处理的需要由2个净化 处理池，甚到多个净化处理池进行串连连接组成净化处理池处理系统，进 行多重处理净化水体。
填充基质为碎石、陶粒、火山玄武岩，粒径为10-15mm，至少采用1 种以上。净化处理池上部的种植物为水陆两栖植物，水陆两栖植物采用水 生植物中挺水植物，挺水植物为黄花秀尾、千屈菜、泽芽、香蒲、水葱、 美人蕉，至少种植l种以上。
在下行池和上行池上部均种植水陆两栖种植物，种植物的根系扎于填 充基质内，填充基质为种植物生长提供支撑，同时，种植物的根系和填充 基质又为微生物提供附着栽体，微生物在种植物的根系和填充基质表面形 成微生物膜，增强对水体中污染物降解，填充基质的底部又布有膝气管， 氧气由咏气机的压力下，进入啄气管内，通过膝气管均匀地向填充基质内 进行曝气，以增加水中溶解氧的含量，同时，种植物光合作用及根系输氧 过程中也向水体释放氧气，为好氧微生物活动提供氧源。
使用时，打开水体控制闸阀、布水控制闸阀和出水控制闸阀，关闭反 冲洗水管上的反冲洗控制闸阀，启动引水水泵把待处理的污水水体通过水 体进水管抽入水位调节池内，水位调节池内水体的水位达到水位调节池上 部进水管的端口，水位调节池内的水体在水头压力作用下由进水管的端口 流入进水管，水体通过进水管自流进入下行池的布水管内，在下行池的上 部对下行池内布水.
流入下行池内的水体由于重力作用由上至下緩緩流经填充基质，到达 下行池的底部，
待处理污水由引水及水泵抽入水位调节池，水位调节池起到稳定水位 和流量的作用。水位调节池内的水在水头压力作用下由进水管自流进入布
水管内，进水管流量大小通过控制闸阀进行控制。布水管位于下行池的上 部，水流通过布水管均匀地向下行池布水，下行池和上行池内都填有填充 基质，水体在下行池内由于重力作用由上至下緩緩流过内部的填充基质， 到达下行池底部。在流经下行池的填充基质过程中下行池的上部种植物的根系和填充基 质为微生物提供附着载体，微生物在种植物的根系和填充基质的表面形成 微生物膜，降解水体中的污染物。水体到达下行池底部后，由于下行池水 头压力，水体通过" 殳置在下行池底部的数#>连通水管进入上行池的底部。进入上行池水体由下至上緩緩流经上行池的填充基质在流经上行池着栽体，微生物在种植物的根系和填充基质的表面形成微生物膜，继续降 解水体中的污染物。当水体到达上行池的上部流入上行池上部的收水管， 流入上行池上部的收水管内的水体通过出水管排出。在水体运行过程中，净化处理池側面的啄气机，通过爆气管均匀地向 下行池和上行池内的填充基质进行膝气，增加水体中溶解氧的含量。到达下行池底部后的水体由连通水管进入上行池的底部，由于下行池 水头压力，水流在上行池又由下至上緩緩流过填充基质，进入上行池上部 的收水管，水体由收水管进入出水管，最后排到河道或湖泊。在净化处理池的底部设置有膝气管，氧气在啄气机的压力下，进入膝 气管内，通过啄气管均匀地向填充基质内进行曝气，以增加水中溶解氧的 含量，同时，植物光合作用及根系输氧过程中也向水体释放氧气，为好氧 微生物活动提供氧源。整个净化处理过程中，水流始终位于地表以下，地表上部为水陆两栖 植物，整个系统外观上类似于生态公园，起到较好的景观效果。正常运行 过程中，水体进水管、进水管和出水管上的闸阀处于开启状态，反冲洗水 管上的闸阀处于关闭状态。当长时间运行后，关闭水体控制闸阀、布水控制闸阀、出水控制闸阀 和反冲洗控制闸阀控制净化处理池的水体流向，用泵从检修排空水管中把 净化处理池内待处理的污水水体抽空，使净化处理池处于干涸状态。打开反冲洗控制闸阀和出水控制闸阀，启动引水水泵引入高压水体， 高压水体由引水水泵的出水口通过反冲洗水管进入设置在净化处理池底部 连通水管，高压水体从对连通水管喷入净化处理池的下行池和上行池进行 反沖洗.高压水体对下行池和上行池内的填充基质冲洗，在水流作用下把沉积 的淤泥带到下行池和上行池的顶部，為下行池的上部被沖洗下来的淤泥和 高压水体通过反冲洗连通孔流入上行池的上部。下行池和上行池内被冲洗下来的淤泥和高压水进入收水管从出水管排出，反复循环沖洗，直至把下 行池和上行池内淤泥冲洗干净.关闭引水水泵和反冲洗控制闹阀，打开水体控制闸阀和布水控制闸阀， 启动引水水乘引入待处理的污水水体，进行污水净化处理.
当系统长时间运行后，为防止有机污染物和水体悬浮物淤积对系统造 成堵塞，采用本发明的反冲洗系统。反沖洗管一端连接引水水泵，另一端 连接连通水管。系统检修前后，把净化处理池内的污水水体由检修排空水 管用泵抽空，反冲洗时，引水水泵和连通水管成为反冲洗系统的一部分。
由引水水泵向反冲洗水管直接提供高压水体，高压水经反冲洗管进入 连通水管，由连通水管均匀喷入地下4亍池和上4亍池内，淤泥在水流作用下 被带入基质层的顶部，在反沖洗过程中，下行池内的反冲洗水由反沖洗连 通孔进入上行池，最后由出水管排出。
冬季运行净化处理池，在结水期前调整进水管上的布水控制闸阀和出水管 上的出水控制闸阀，控制下行池水体和上行池水体的进、出流量，关闭反冲 洗水管上的反沖洗控制闸阀，将下行池和上行池内的水位调节至填充基质以 上，在下^f亍池和上^f于池的上部形成明水.
待表层水面结冰后，再将下行池和上行池的水位降至布水管以下，在下行 池和上行池的上部水面以下与水面以上形成空气隔离层，达到冬季保温效果， 净化处理池仍正常运行净化处理污水水体。
在冬季运行时，首先，在结冰前通过进水管和出水管上的控制闸控制下行
池和上行池的进、出流量，将池内的水位调节至填充基质以上30 40cm形成 明水，净化处理池的水位高度可根据当地冰冻层厚度设置。待表层水面结冰 后再将净化处理池的7]C位降至布水管以下，此时在水面下和水面以上形成一 个空气隔离层，起到冬季保温效果，冰面以下净化处理池仍正常运行。
水面形成前水体进水管和进水管上的闸阀处于开启状态，反冲洗水管上 的闸阀处于关闭状态，出水管上的闸阀半关闭状态，关闭程度根据池的体积 和进水流量确定，保证填充基质上部的明水水面的相对稳定。
水面形成后将净化处理池的水位调至布水管以下，水体进水管、进水管 和出水管上的闸阀处于开启状态，反冲洗水管上的闸阀处于关闭状态。
本实用新型l良冲洗、曝气型潜流湿地水体净化设备及水体净化方法。 能够克服天然湿地比较脆弱的缺点，具有负荷率高、占地面积小、处理效果 好、氮磷去除能力强、耐沖击负荷、不易滋生蚊蝇、运转维护管理方便、工 程基建与运转费用低等优点，由于水体在地面以下流动，卫生条件好，可以 和城市景观建设紧密结合，作为公园绿地，同时可起到美化环境作用，改善 相邻地区的景观。本发明结合水底曝气技术、高效微生物处理技术、反冲洗 技术、冬季防冻技术和潜流湿地技术等多技术集成，通过水底曝气和高效微 生物技术，提高潜流湿地中微生物的水质净化能力，并增加出水中溶解氧的 含量，通过冬季高水位运行，在潜流湿地上部人为形成冰封层后，再降低湿 地水位，在冰封层和湿^面形成隔离空气层，起到保温效果，保证湿地冬 季正常运行，同时，反冲-a术的应用，防止湿地内部的堵塞，保证系统长 期稳定运行。与传统污水处理工艺相比，本发明具有投资省，工期短，见效 快的特点，水处理逸行成本低，管理方便，处理系统M就是一个生态公园， 可以和城市景現建设紧密结合，有助于城市缘化，在实现水体净化的同时， 达到美化绿化城市的目的，潜流湿地大部分处理在地表以下，更适合于较冷
气候的华北地区， 一年四季都比天然湿地处理效果好，而且不易产生臭味和 蚊子，解决生态处理技术在北方不能广泛应用的技术难题。出水的水质好，处理后的出水平均可提高1-2个等级，达到地表水IV类水质标准的要求，可 直接排入水库和河道，可快速处理夏季蓝藻爆发引起的水化现象，恢复水体 的自净功能，适用于大面积水体水质恶化突发事件的处理。反冲洗系统的设 计，可有效防止有机质及悬浮污染物淤积造成的系统堵塞，运行寿命长。高 效优势菌种和咏气技术在人工湿地中的应用，两项技术集成应用使处理效率 大大提高，色、味的去除明显改善。本实用新型可采用上下垂直渗流二级、 三级乃至多级处理模式，使污水在被处理过程中反复经过厌氧和耗氧的过程， 最大程度提高处理效果。 附困说明
以下结合附图和实施例对本实用新型详细说明。
图1潜流湿地水体净化处理系统的示意图l引水水泵，2水位调节池，3进水管，4布水控制闸阀，5布水管，6下 行池，7填充基质，8连通水管，9上行池，IO收水管，11出水管，12曝气 机，13啄气管，14反冲洗水管，15反冲洗连通孔，16^i务排空水管，17种 植物，18流量计，19净化处理池，20分隔池壁，21水体进水管，22 7JC体控 制闸阀，23反冲洗控制闸阀，24出7Mt制闸阀具体实施方式
实施例1净化处理池(19)整体呈立方箱体形，净化处理池(19)由中部设置 分隔池壁(20 )，将净化处理池(19 )分隔成下行池(6 )和上行池(9 ), 下行池(6)和上行池(9)内均匀充填填充基质(7)，净化处理池(19) 的池壁高于填充基质(7)的上表面，充填填充基质(7)要没过布水管(5) 和收水管(10)，净化处理池(19)的上端部处于地表以下，水体始终在地 表下的净化处理池(19)内运行。下行池(6)和上行池(9)内的填充基质(7)上部均种植水陆两栖种 植物(17),种植物(17)的根系扎于下行池(6)和上行池(9)的填充基 质(7)内，填充基质(7)固定种植物(17)的根系，分隔池壁(20)的 上部至少设置1个以上反冲洗连通孔(15)，反冲洗连通孔(15)连通下行 池(6)和上行池(9 )。下行池(6)的上部至少设置1根以上布水管(5)，布水管(5)上设 置渗水孔，布水管(5)贯穿下行池(6)的上部，布水管(5)的一端部与 进水管(3)的另一端部相连接，布水管(5)与进水管(3)相连通，水体 从布水管(5)上的渗水孔进入下行池(6)内，水体由于重力作用由上至 下緩緩流经填充基质(7)，到达下行池(6)的底部。进水管(3)的一端部与水调节池(2)的另一侧上部相连接，进水管 (3)的一端郜与水位调节池(2)相贯通，水位调节池(2)的上部高于净 化处理池(19)的上端部，水位调节池(2)稳定净化处理池(19)的水体 的水位和流量，水位调节池(2)内的水体在水头压力作用下通过进水管(3 )
自流进入布水管(5)内，通过布水管(5)流入净化处理池(19)的下行 池(6)内。
进水管(3)的另一端部设置控制闸阀(4)和流量计(18),控制和显 示水位调节池(2)流经进水管(3)进入布水管(5)的水体的流向和流量。
水调节池(2)的一侧设置水体进水管(21)，水体进水管(21)的另 一端部与水调节池(2)的一侧相连接，水体进水管(21)的另一端部与水 位调节池(2)相贯通，水体进水管(21)的一端部与引水水泵(1)的出 水口相连接，向水位调节池(2)内输送水体，水体进水管(21)的另一端 部与水调节池(2)之间设置水体控制闸阀(22)，控制水体进入水调节池 (2)的流向和流量，引水水泵(1)的进水口与水体相连接。
反冲洗水管(14)的一端部与引水水泵(1)的出水口相连接，对下行 池(6)输送反冲洗水，反冲洗水管(14)的另一端部与下形池(6)下部 的连通水管(8)的一端部相连接，反沖洗水管(14)的另一端部设置反冲 洗控制闸阀(23)，控制进入下行池(6)和上行池(9)的反冲洗水体的流 向和流量。
下行池(6)和上行池(9)的底部沿下行池(6)和上行池(9)底部 至少设置1 ^t艮以上连通水管(8)，连通水管(8)贯穿下行池(6)和上行 池(9)的底部，连通水管(8)连通下行池(6)和上行池(9),到达下行 池(6)底部水体由于下行池(6)的水头压力通过连通水管(8)进入上行 池(9)的底部。
上行池(9)的上部设置收水管(10)，收水管(10)贯穿上行池(9) 的上部，上行池(9)的上部设置出水管(11)，收水管(10)的另一端部与 出水管(ll)相连接，出水管(11)另一端设置出水控制闸阀(24)，出水 控制闸阈(24)控制收水管(10)的出水的流向和流量。
进入上行池(9)内的水体由于重力作用由下至上緩緩流经填充基质(7 )， 到达上行池(9)的上部，进入上行池(9)上部的收水管(10)，再由收水管 进入出水管(11)排出，如图l所示.
实施例2
上行池(9)的一側设置检修排空管(16)，检修排空管(16)由上行池 (9)的上部贯穿到上行池(9)的底部，检修排空管(16)的管壁上设置渗 水孔，检修期间由检修排空水管(16)抽空净化处理池(19)的水体，如
图1 所示。
实施例3
净化处理池(19)的倒面设置膝气机(12)，净化处理池(19)的底部至 少设置l根以上碟气管(13)，曝气管(13)贯穿下行池(6)和上行池(9) 的底部，碟气管(13)的另一端部与曝气机(12)的出口相连接，膝气机(12) 通过碟气管(13)均匀地向下行池(6)和上行池(9)内的填充基质(7)进 行瀑气，增加水体中溶解氣的含量，如
图1所示。
实施例4
净化处理池(19)的截面积为矩形、梯形、圆形、半圃形、多边形、不 规则多边形，至少采用l种以上，如图l所示。实施例5净化处理池(19)至少由1组以上下行池(6)和上行池(9)构成，进 行多重处理净化水体。净化处理池(19)至少由2个以上的净化处理池(19) 串连连接，进行多重处理净化水体，如
图1所示。实施例6填充基质(7)为碎石、陶粒,，火山玄武岩，粒径为10-15mm，至少采用 1种以上，如
图1所示。 实施例7净化处理池(19)上部的种植物(17)为水陆两栖植物，水陆两栖植物 采用水生植物中挺水植物，挺水植物为黄花秀尾、千屈菜、泽芽、香蒲、水 葱、美人蕉，至少种植1种以上，如
图1所示。实施例8使用时，打开水体控制间阀(22)、布水控制闸阀(4)和出水控制闸 阀(24)，关闭反冲洗水管(14)上的反沖洗控制闸阀(23)，启动引水水 泵(1)把待处理的污水水体通过水体进水管(21)抽入水位调节池(2) 内，水位调节池(2)内水体的水位达到水位调节池(2)上部进水管(3) 的端口，水位调节池(2)内的水体在水头压力作用下由进水管(3)的端 口流入进水管(3)，水体通过进水管(3)自流进入下行池(6)的布水管 (5)内，在下行池(6)的上部对下行池(6)内布水。流入下行池(6)内的水体由于重力作用由上至下緩緩流经填充基质 (7),到达下行池(6)的底部。在流经下行池(6)的填充基质(7)过程中下行池(6)的上部种植物 (17)的根系和填充基质(7 )为微生物提供附着栽体，微生物在种植物(17 ) 的根系和填充基质(7)的表面形成微生物膜，降解水体中的污染物。水体 到达下行池(6)底部后，由于下行池(6)水头压力，水体通过设置在下 行池(6)底部的数根连通水管(8)进入上行池(9)的底部。进入上行池(9)水体由下至上緩緩流经上行池(9)的填充基质(7), 在流经上行池(9)的填充基质(7)过程中上行池(9)的上部种植物(17) 的根系和填充基质(7)为微生物提供附着栽体，微生物在种植物(17)的根 系和填充基质(7)的表面形成微生物膜，继续降解水体中的污染物。当水体 到达上行池(9)的上部流入上行池(9)上部的收水管(10),流入上行池(9) 上部的收水管(10)内的水体通过出水管(11)排出，如图l所示。实施例9在水体运行过程中，净化处理池(19)侧面的膝气机(12)，通过膝气管 (13)均匀地向下行池(6)和上行池(9)内的填充基质(7)进行曝气，增 加水体中溶解氣的舍量，如困1所示.实施例10当长时间运行后，关闭水体控制闸阀(22)、布水控制闹阀(4)、出水 控制闲阀(24)和反冲洗控制闹阚(23)控制净化处理池(19)的水体流
向，用泵从检修排空水管(16)中把净化处理池(19)内待处理的污水水 体抽空，使净化处理池处于干涸状态。
打开反冲洗控制闸阀(23)和出水控制闸阀(24)，启动引水水泵(1) 引入高压水体，高压水体由引水水泵(1)的出水口通过反冲洗水管(14) 进入设置在净化处理池(19)底部连通水管(8)，高压水体从对连通水管 (8)喷入净化处理池(19)的下行池(6)和上行池(9)进4亍反沖洗。
高压水体对下行池(6)和上行池(9)内的填充基质(7)冲洗，在水 流作用下把沉积的淤泥带到下4亍池(6)和上4亍池(9)的顶部，在下^f亍池 (6)的上部被冲洗下来的淤泥和高压水体通过反冲洗连通孔(15)流入上 行池(9)的上部。下行池(6)和上行池(9)内^^皮冲洗下来的淤泥和高压 水进入收水管(10)从出水管(11)排出，反复循环冲洗，直至把下行池(6) 和上行池(9)内於泥冲洗干净。
关闭引水水泵(1)和反冲洗控制闸阀(23)，打开水体控制闸阀(22) 和布7jc控制闸阀(4)，启动引水水泵(1)引入待处理的污水水体，进行污水
净化处理，如
图1所示。 实施例11
冬季运行净化处理池(19 )，在结冰期前调整进水管(3 )上的布水控制闸 阀(4)和出水管(11)上的出水控制闸阀(24)，控制下行池(6)水体和上 行池(9)水体的进、出流量，关闭反冲洗水管(14)上的反冲洗控制闸阀(23)， 将下行池(6)和上行池(9)内的水位调节至填充基质(7)以上，在下行池 (6)和上行池(9)的上部形成明水。
待表层水面结冰后，再将下行池(6)和上行池(9)的水位降至布水管 (5)以下，在下行池(6)和上行池(9)的上部冰面以下与水面以上形成空 气隔离层，达到冬季保温效果，净化处理池(19)仍正常运行净化处理污水 水体，如
图1所示。
权利要求1、一种反冲洗、曝气型潜流湿地水体净化设备，其特征是净化处理池(19)整体呈立方箱体形，净化处理池(19)由中部设置分隔池壁(20)，将净化处理池(19)分隔成下行池(6)和上行池(9)，下行池(6)和上行池(9)内均匀充填填充基质(7)，净化处理池(19)的池壁高于填充基质(7)的上表面，充填填充基质(7)要没过布水管(5)和收水管(10)，净化处理池(19)的上端部处于地表以下，水体始终在地表下的净化处理池(19)内运行；下行池(6)和上行池(9)内的填充基质(7)上部均种植水陆两栖种植物(17)，种植物(17)的根系扎于下行池(6)和上行池(9)的填充基质(7)内，填充基质(7)固定种植物(17)的根系，分隔池壁(20)的上部至少设置1个以上反冲洗连通孔(15)，反冲洗连通孔(15)连通下行池(6)和上行池(9)；下行池(6)的上部至少设置1根以上布水管(5)，布水管(5)上设置渗水孔，布水管(5)贯穿下行池(6)的上部，布水管(5)的一端部与进水管(3)的另一端部相连接，布水管(5)与进水管(3)相连通，水体从布水管(5)上的渗水孔进入下行池(6)内，水体由于重力作用由上至下缓缓流经填充基质(7)，到达下行池(6)的底部；进水管(3)的一端部与水调节池(2)的另一侧上部相连接，进水管(3)的一端部与水位调节池(2)相贯通，水位调节池(2)的上部高于净化处理池(19)的上端部，水位调节池(2)稳定净化处理池(19)的水体的水位和流量，水位调节池(2)内的水体在水头压力作用下通过进水管(3)自流进入布水管(5)内，通过布水管(5)流入净化处理池(19)的下行池(6)内；进水管(3)的另一端部设置控制闸阀(4)和流量计(18)，控制和显示水位调节池(2)流经进水管(3)进入布水管(5)的水体的流向和流量；水调节池(2)的一侧设置水体进水管(21)，水体进水管(21)的另一端部与水调节池(2)的一侧相连接，水体进水管(21)的另一端部与水位调节池(2)相贯通，水体进水管(21)的一端部与引水水泵(1)的出水口相连接，向水位调节池(2)内输送水体，水体进水管(21)的另一端部与水调节池(2)之间设置水体控制闸阀(22)，控制水体进入水调节池(2)的流向和流量，引水水泵(1)的进水口与水体相连接；反冲洗水管(14)的一端部与引水水泵(1)的出水口相连接，对下行池(6)输送反冲洗水，反冲洗水管(14)的另一端部与下形池(6)下部的连通水管(8)的一端部相连接，反冲洗水管(14)的另一端部设置反冲洗控制闸阀(23)，控制进入下行池(6)和上行池(9)的反冲洗水体的流向和流量；下行池(6)和上行池(9)的底部沿下行池(6)和上行池(9)底部至少设置1根以上连通水管(8)，连通水管(8)贯穿下行池(6)和上行池(9)的底部，连通水管(8)连通下行池(6)和上行池(9)，到达下行池(6)底部水体由于下行池(6)的水头压力通过连通水管(8)进入上行池(9)的底部；上行池(9)的上部设置收水管(10)，收水管(10)贯穿上行池(9)的上部，上行池(9)的上部设置出水管(11)，收水管(10)的另一端部与出水管(11)相连接，出水管(11)另一端设置出水控制闸阀(24)，出水控制闸阀(24)控制收水管(10)的出水的流向和流量；进入上行池(9)内的水体由于重力作用由下至上缓缓流经填充基质(7)，到达上行池(9)的上部，进入上行池(9)上部的收水管(10)，再由收水管进入出水管(11)排出；上行池(9)的一侧设置检修排空管(16)，检修排空管(16)由上行池(9)的上部贯穿到上行池(9)的底部，检修排空管(16)的管壁上设置渗水孔，检修期间由检修排空水管(16)抽空净化处理池(19)的水体；净化处理池(19)的侧面设置曝气机(12)，净化处理池(19)的底部至少设置1根以上曝气管(13)，曝气管(13)贯穿下行池(6)和上行池(9)的底部，曝气管(13)的另一端部与曝气机(12)的出口相连接，曝气机(12)通过曝气管(13)均匀地向下行池(6)和上行池(9)内的填充基质(7)进行曝气，增加水体中溶解氧的含量。
2、根据权利要求1所述的反沖洗、曝气型潜流湿地水体净化设备，其 特征在于所述的净化处理池(19)的截面积为矩形、梯形、圆形、半圆形、 多边形、不规则多边形，至少采用1种以上；净化处理池(19)至少由1 组以上下行池(6)和上行池(9)构成，进行多重处理净化水体；净化处 理池(19)至少由2个以上的净化处理池(19)串连连接，进行多重处理 净化水体；填充基质(7)为碎石、陶粒、火山玄武岩，粒径为10-15mm， 至少采用1种以上；净化处理池(19)上部的种植物(17)为水陆两栖植 物，水陆两栖植物采用水生植物中挺水植物，挺水植物为黄花莺尾、千屈 菜、泽芹、香蒲、水葱、美人蕉，至少种植l种以上。
专利摘要本实用新型是反冲洗、曝气型潜流湿地水体净化设备。净化处理池整体呈立方箱体形，中部设置分隔池壁将净化处理池分隔成下行池和上行池，下行池和上行池内均匀充填填充基质，上部种植水陆两栖种植物，下行池的上部设置布水管，水位调节池的上部高于净化处理池的上端部，水调节池的一侧设置水体进水管和引水水泵，上行池的上部设置收水管和出水管，净化处理池的侧面设置曝气机。本实用新型具有负荷率高、占地面积小、处理效果好、氮磷去除能力强、耐冲击负荷、不易滋生蚊蝇、运转维护管理方便、工程基建与运转费用低等优点，水体在地面以下流动，卫生条件好，污水在被处理过程中反复经过厌氧和耗氧的过程，最大程度提高处理效果。
文档编号C02F3/32GK201003011SQ20072009501
公开日2008年1月9日 申请日期2007年1月19日 优先权日2007年1月19日
发明者刘学功, 孙宝玉, 李金中, 浩 江 申请人:天津市水利科学研究所