用于处理沼液的模块化人工湿地的制作方法

1.本发明涉及人工湿地领域，尤其涉及一种用于处理富营养化污水的、微藻类污水的模块化人工湿地。


背景技术：

2.当前针对沼液的生化处理工艺有缺氧好氧(a/o)活性污泥法、序批式活性污泥法(sbr)、膜生物反应器(mbr)、人工湿地等工艺。其中，膜生物反应器的生物膜为消耗品，无法回收营养物质，人工湿地工艺主要采用模拟生态系统的模式，利用填料基质、植物、微生物等组成复杂湿地系统来处理沼液。其中包括：物理(吸附、沉淀、过滤)、化学(离子交换)、微生物(新陈代谢)、植物(植物生长)等反应变化，可以有效去除沼液的污染杂质和吸收富余的营养物质，因为人工湿地造价低廉，所以常被作为处理农村污水的常用设施，但是一般人工湿地常采用砖砌或混凝土结构，需要专门的施工队施工，工期长，灵活性差，淤堵问题难以解决，普通人工湿地植物、微生物对于沼液等富营养化污水的处理，效果略显不足。
3.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供了一种用于处理沼液的模块化人工湿地，模块化设置，方便构建，避免淤堵，能有效处理沼液或微藻类污水，进而解决现有技术中存在的上述技术问题。
5.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
6.本发明实施方式提供一种用于处理沼液的模块化人工湿地，包括：
7.总池体、藻膜处理单元和过滤处理单元；其中，
8.所述藻膜处理单元设置在所述总池体内的前半部分池体内；
9.所述植物处理单元设置在所述总池体内的后半部分池体内，所述藻膜处理单元的后端出口与所述过滤处理单元的前端底部入口连通；
10.所述总池体的前端设置进水管，所述进水管与所述藻膜处理单元的前端连通；
11.所述总池体的后端设置出水管，所述出水管与所述过滤处理单元的后端出口连通。
12.与现有技术相比，本发明所提供的用于处理沼液的模块化人工湿地，其有益效果包括：
13.通过在总池体内依次藻膜处理单元和过滤处理单元，模块化设计，方便施工和使用，通过藻膜处理单元吸附mn、mo、ni、gu、co、sn等重金属及其他有机污染物，方便回收藻株(如生长速率快的栅藻、小球藻，由于藻株的油脂、蛋白质、多糖等含量高，能作为生物柴油、植物性蛋白的原料)，该藻膜处理单元可方便工厂生产与实验室定向培养批量生产，使得该人工湿地，整体施工方便，不渗漏，施工量小；过滤处理单元能起到很好的过滤作用，避免堵塞人工湿地。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
15.图1为本发明实施例提供的用于处理沼液的模块化人工湿地的构成示意图；
16.图中：10-总池体；20-藻膜处理单元；30-过滤处理单元；1-进水管；2-藻膜支架；3-提拉式出口；4-植物存水层；5-第二过滤层；6-第一过滤层；7-出水管。
具体实施方式
17.下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，这并不构成对本发明的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
18.首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：
19.术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现，例如，x和/或y表示既包括“x”或“y”的情况也包括“x和y”的三种情况。
20.术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。
21.术语“由
……
组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中，则该术语将使权利要求成为封闭式，使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素，但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中，那么其仅限定在该子句中明确列出的要素，其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。
22.除另有明确的规定或限定外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如：可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。
23.当浓度、温度、压力、尺寸或者其它参数以数值范围形式表示时，该数值范围应被理解为具体公开了该数值范围内任何上限值、下限值、优选值的配对所形成的所有范围，而不论该范围是否被明确记载；例如，如果记载了数值范围“2～8”时，那么该数值范围应被解释为包括“2～7”、“2～6”、“5～7”、“3～4和6～7”、“3～5和7”、“2和5～7”等范围。除另有说明外，本文中记载的数值范围既包括其端值也包括在该数值范围内的所有整数和分数。
24.术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位
置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是明示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本文的限制。
25.下面对本发明所提供的用于处理沼液的模块化人工湿地进行详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本发明实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
26.如图1所示，本发明实施例提供一种用于处理沼液的模块化人工湿地，包括：
27.总池体、藻膜处理单元和过滤处理单元；其中，
28.所述藻膜处理单元设置在所述总池体内的前半部分池体内；
29.所述植物处理单元设置在所述总池体内的后半部分池体内，所述藻膜处理单元的后端出口与所述过滤处理单元的前端底部入口连通；
30.所述总池体的前端设置进水管，所述进水管与所述藻膜处理单元的前端连通；
31.所述总池体的后端设置出水管，所述出水管与所述过滤处理单元的后端出口连通。
32.上述模块化人工湿地中，所述藻膜处理单元包括：
33.多个藻膜支架和提拉式出水口；其中，
34.多个所述藻膜支架从前至后间隔设置在所述总池体内的前半部分池体内，各藻膜支架均通过防腐蚀密封胶条粘贴固定在所述总池体的前半部分池体上；
35.所述提拉式出水口设置在所述总池体内的前半部分池体的后端。
36.上述模块化人工湿地中，所述藻膜支架包括：
37.板框支架，其上设置藻类膜片，所述藻类膜片是由栅藻和/或小球藻的混合贴壁培养的膜片。
38.所述板框支架由塑料板框内设置支架构成。
39.这种构成的藻膜支架，方便工厂生产后，在现场安装到总池体内，将总池体内分隔成多个处理空间，便于施工，且施工周期短，成本低，更换也较方便。
40.上述模块化人工湿地中，所述过滤处理单元包括：
41.第一过滤层、第二过滤层和植物存水层；其中，
42.所述第一过滤层、第二过滤层和植物存水层从下至上依次铺设在所述总池体内的后半部分池体内；
43.所述第一过滤层的前端设置所述前端底部入口；
44.所述植物存水层的后端设置所述后端出口。
45.上述模块化人工湿地中，所述第一过滤层由粒径为40～50mm的火山岩粒铺设而成。
46.上述模块化人工湿地中，所述第二过滤层从下至上依次铺设的沸石层、秸秆颗粒层和牡蛎壳粒层组成；
47.该第二过滤层中，各层原料按体积比为沸石70％、秸秆颗粒20％和牡蛎壳10％；沸石的粒径为5～8mm，秸秆颗粒的粒径为8～10mm，牡蛎壳粒的粒径为3～5mm。
48.上述这种构成的第一过滤层与第二过滤层配合，能对藻膜处理单元处理后的污水
依次进行不同细度的过滤，去除不同尺寸的杂物，避免堵塞人工湿地。
49.上述模块化人工湿地中，所述植物存水层由铺设在第二过滤层的轻质营养土层和种植在所述轻质营养土层中的若干种植水生湿地植物组成。
50.综上可见，本发明实施例用于处理沼液的模块化人工湿地，采用总池体内依次藻膜处理单元和过滤处理单元，通过藻膜处理单元吸附mn、mo、ni、gu、co、sn等重金属及其他有机污染物，回收藻株(如生长速率快的栅藻、小球藻，由于藻株的油脂、蛋白质、多糖等含量高，能作为生物柴油、植物性蛋白的原料，该藻膜处理单元可方便工厂生产与实验室定向培养批量生产，使得该人工湿地，整体施工方便，不渗漏，施工量小。具体的，构成藻膜处理单元的藻膜支架和藻膜支架可方便工厂生产与实验室定向培养批量生产，使得该人工湿地，整体施工方便，不渗漏，施工量小。在处理效果上，四天内对沼液中铵根离子与磷酸根离子的去除率可达95％与99％以上，对沼液废水中的重金属离子如mn、mo、ni、gu、co、sn等元素有非常好的吸附效果。对于n、p元素可以通过更换藻膜来回收，换下的藻膜经过处理可以做成饲料的藻类蛋白添加剂和提取生物柴油。整体人工湿地能够面对沼液等高氮磷废水，起到深度降解，净化的作用。
51.为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明实施例所提供的用于处理沼液的模块化人工湿地进行详细描述。
52.实施例
53.如图1所示，本发明实施例提供用于处理沼液的模块化人工湿地，能方便施工、快捷、营养物质可回收、对沼液等富营养化废水进行深度处理，该模块化人工湿地包括：
54.总池体10，由防渗浇筑水泥外加防渗涂层构建而成，其内中间部位设有复合塑料框板将总池体10内分隔为前半部分池体与后半部分池体，前半部分池体的前端设置进水管1，后半部分池体的后端设置出水管7；
55.藻膜处理单元20，设置在总池体10的前半部分池体内，其底部设置入水口，入水口与总池体前端设置的进水管1连通，该藻膜处理单元20设有多个藻膜支架，藻膜支架由多个塑料板框间隔设置在总池体10内，每个塑料板框周围贴有防腐蚀密封胶条，固定在总池体10内，每个塑料板框内置支架形成藻膜支架2，藻膜支架2可以抽取拉出更换藻膜，具体是在支架上固定藻膜片(主要成分为栅藻、小球藻的混合贴壁培养的膜片)，该藻膜处理单元1的后端底部设置提拉式出水口3。为方便显示其内部结构，藻膜处理单元10所在池体可做成透视结构。
56.过滤处理单元30，设置在总池体10的后半部分池体内，该过滤处理单元20内从下至上依次铺设第一过滤层6、第二过滤层5和植物存水层4；第一过滤层6的前端底部设置入水口与藻膜处理单元10的提拉式出水口3相连，第一过滤层6由在后半部分池体内底部铺陈的粒径为40～50mm的火山岩粒构成，作为基底层，以保障其优良透水性；
57.在作为基底的第一过滤层6上面铺陈沸石层、秸秆颗粒层和牡蛎壳粒层作为第二过滤层5，按照体积比各层原料中，沸石70％、秸秆颗粒20％、牡蛎壳10％比例。沸石的粒径为5～8mm，秸秆颗粒的粒径为8～10mm，牡蛎壳粒由牡蛎壳粉碎而成，粒径为3～5mm。
58.第二过滤层5上面铺陈轻质营养土层，轻质营养土层中种植若干水生湿地植物作为植物存水层4，在植物存水层的后端设置出水口，出水口与总池体后端设置的出水管7连通。
59.上述用于处理沼液的模块化人工湿地，沼液由进水管1进入藻膜处理单元10，提拉式出口3处于闭合状态。使沼液浸没藻膜支架2，充分反应四天；四天后，拉开提拉式出口3，使沼液经该出口流入过滤处理单元20，经过藻膜处理后的沼液依次流经第一过滤层6做初步过滤，第二过滤层5做进一步过滤、除氮磷，最后浸没过第二过滤层5，浸没湿地植物根茎，停留在植物存水层4，由出水管7流出。
60.本发明用于处理沼液的模块化人工湿地的工作原理是：贴壁培养的藻膜能够在沼液中以浸没式的方式充分吸收沼液中的n、p等营养元素，吸附mn、mo、ni、gu、co、sn等重金属及其他有机污染物，其藻株为油脂、蛋白质、多糖等含量高，生长速率快的栅藻、小球藻能够通过藻膜处理单元回收处理，收获生物柴油、植物性蛋白(作为饲料添加剂)；沼液在藻膜处理单元10经过三天的停留，可以实现95％铵根去除和99％的磷酸根去除，经过人工湿地式过滤处理单元20的吸附吸收处理，使得最终处理效率大大提高，添补了单一人工湿地处理高浓度氮磷废水乏力的短板，也弥补了单一微藻处置沼液的后续不足。此模块中人工湿地处理负荷小，可以延长其使用寿命。
61.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文背景技术部分公开的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。