一种垂直潜流型人工湿地填料水质净化过程试验模拟装置的制作方法

本技术涉及水质净化试验研究技术，具体涉及一种垂直潜流型人工湿地填料水质净化过程试验模拟装置。

背景技术：

1、污水处理厂尾水是指虽经处理但尚未达到水环境标准的工业、生活、农业等排水。现阶段我国的城市污水处理厂主要以化学需氧量(cod)、5日生物需氧量(bod5)、固体悬浮物(ss)、氮和磷等为主要去除对象。虽然二级生物处理可削减水中的大部分污染物，但二级出水的排放量大，且氮、磷浓度较高，这对自净能力有限或已受到污染的受纳水体来说，并不能从根本上解决受纳水体的富营养化问题，只能延缓其发展趋势，二级出水依旧是造成受纳水体富营养化的主要原因之一。人工湿地是一种结构简单、投资省、水质净化效果好的工艺，并且还有其它的生态功能，所以人工湿地有很好的发展前景。

2、目前，人工湿地污水处理系统使用何种填料，如何组合配比尚没有统一的技术和方法。国外人工湿地污水处理系统的相关研究中，对填料的选取做了推荐。国内关于填料组成及配比方面，则大都借鉴国外相关的研究与实践经验。但上述技术参数的选定受当地资源、气候条件乃至国情的影响较大，很难一概而论。同时各类研究大都着眼于材料本身的性能指标，而缺少对综合经济效益的考量，致使研究效果虽然有效但某些地区落地实施较难。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提出了一种垂直潜流型人工湿地填料水质净化过程试验模拟装置，在不受空间和时间限制的条件下动态模拟垂直潜流型人工湿地填料水质净化过程，有效模拟实际工况条件下，不同组分及配比条件下的填料对污水净化能力的效果，实时观测各种类填料在满水浸泡过程中所发生的物理和化学变化，从而客观评价各组分填料的水质净化效果以及使用可靠度，为人工湿地填料的设计提供数据支持，优化填料组分及配比，降低人工湿地建造成本，有效解决背景技术中的问题。

2、本实用新型的垂直潜流型人工湿地填料水质净化过程试验模拟装置包括：污水配给箱、第一导流管、流速控制器、下行填料筒、第二导流管、上行填料筒、第三导流管和收集装置；其中，污水配给箱的底部通过垂直的第一导流管连接至下行填料筒的顶部，在第一导流管上设置流速控制器；下行填料筒的底部通过水平的第二导流管连接至上行填料筒的底部；上行填料筒的顶部连接第三导流管；在第三导流管的出口处设置收集装置；污水配给箱内盛放待净化的污水；上行填料筒和下行填料筒内分别盛放对污水具有净化能力的填料。

3、进一步，本实用新型还包括过滤装置，设置在下行填料筒与第二导流管的连接部位以及第二导流管与上行填料筒的连接部位；过滤装置采用土工布，用于过滤填料内的细小颗粒物，防止填料内的细小颗粒物堵塞导流管，土工布分别粘贴于下行填料筒和上行填料筒的内部。

4、污水配给箱采用透明的材料，并且在污水配给箱的侧壁上具有容积刻度，能够通过水位的刻度值变化，并依据计时器表显示水流的时间，有效测算淋溶污水负荷，通过流速控制器控制流速，使淋溶污水负荷控制在试验允许范围值内。下行填料筒和上行填料筒采用透明有机玻璃；下行填料筒和上行填料筒的内径为80～100mm，高为80～100cm。连接下行填料筒与上行填料筒的第二导流管通过玻璃胶分别与下行填料筒和上行填料筒密封。下行填料筒和上行填料筒的顶部不设盖。采用带容积刻度的透明有机玻璃的下行填料筒和上行填料筒，便于实时观测填料各组分在满水浸泡过程中所发生的物理和化学变化，作为填料可靠性评价的依据。

5、收集装置采用漏斗和试管；漏斗的顶部开口位于第三导流管的出口处，漏斗的底部连通至试管的顶部，排出的水通过漏斗流入烧杯中，便于研究水质净化效果。

6、第一至第三导流管采用未增塑聚氯乙烯(u-pvc)管、聚氯乙烯(pvc)管和无规共聚聚丙烯(ppr)管中的一种，内径为30～50mm。

7、根据实际工况条件，依据试验设计规定的组分和配比将填料装入下行填料筒和上行填料筒中；填充完成后用蒸馏水浸透填料筒对填料进行清洗，清洗完成后用污水进行淋溶；污水经第一导流管流入下行填料筒，根据污水配给箱上水位的刻度值变化，并依据计时器表显示水流的时间，有效测算淋溶污水负荷，通过流速控制器控制流速，使淋溶污水负荷控制在试验允许范围值内；污水自上而下经过下行填料筒，通过第二导流管，再自下而上经过上行填料筒；实时观测填料各组分在满水浸泡过程中所发生的物理和化学变化，作为填料可靠性评价的依据；净化后的污水通过收集装置收集，从中取样进行水质分析，研究在此组分和配比的填料下水质净化效果；改变填料的组分和配比，检测净化后的水质，从而找到最合适的组分和配比的填料；从而客观评价各组分填料的水质净化效果以及使用可靠度，为人工湿地填料的设计提供数据支持，优化填料的组分及配比，降低人工湿地建造成本。

8、本实用新型的优点：

9、本实用新型在不受空间和时间限制的条件下动态模拟垂直潜流型人工湿地填料水质净化过程，能够有效模拟实际工况条件下，不同组分及配比条件下的填料对污水净化能力的效果；能够实时观测填料各组分在满水浸泡过程中所发生的物理和化学变化，作为填料可靠性评价的依据；净化后的污水通过收集装置收集，研究在此组分和配比的填料下水质净化效果；改变填料的组分和配比，检测净化后的水质，从而找到最合适的组分和配比的填料；从而客观评价各组分填料的水质净化效果以及使用可靠度，为人工湿地填料的设计提供数据支持，优化填料组分及配比，降低人工湿地建造成本。

技术特征：

1.一种垂直潜流型人工湿地填料水质净化过程试验模拟装置，其特征在于，所述垂直潜流型人工湿地填料水质净化过程试验模拟装置包括：污水配给箱、第一导流管、流速控制器、下行填料筒、第二导流管、上行填料筒、第三导流管和收集装置；其中，污水配给箱的底部通过垂直的第一导流管连接至下行填料筒的顶部，在第一导流管上设置流速控制器；下行填料筒的底部通过水平的第二导流管连接至上行填料筒的底部；上行填料筒的顶部连接第三导流管；在第三导流管的出口处设置收集装置；污水配给箱内盛放待净化的污水；上行填料筒和下行填料筒内分别盛放对污水具有净化能力的填料。

2.如权利要求1所述的垂直潜流型人工湿地填料水质净化过程试验模拟装置，其特征在于，还包括过滤装置，所述过滤装置设置在下行填料筒与第二导流管的连接部位以及第二导流管与上行填料筒的连接部位。

3.如权利要求2所述的垂直潜流型人工湿地填料水质净化过程试验模拟装置，其特征在于，所述过滤装置采用土工布，土工布分别粘贴于下行填料筒和上行填料筒的内部。

4.如权利要求1所述的垂直潜流型人工湿地填料水质净化过程试验模拟装置，其特征在于，所述污水配给箱采用透明的材料，并且在污水配给箱的侧壁上具有容积刻度。

5.如权利要求1所述的垂直潜流型人工湿地填料水质净化过程试验模拟装置，其特征在于，所述下行填料筒和上行填料筒采用透明有机玻璃。

6.如权利要求1所述的垂直潜流型人工湿地填料水质净化过程试验模拟装置，其特征在于，所述下行填料筒和上行填料筒的内径为80～100mm，高为80～100cm。

7.如权利要求1所述的垂直潜流型人工湿地填料水质净化过程试验模拟装置，其特征在于，所述收集装置采用漏斗和试管；漏斗的顶部开口位于第三导流管的出口处，漏斗的底部连通至试管的顶部。

8.如权利要求1所述的垂直潜流型人工湿地填料水质净化过程试验模拟装置，其特征在于，所述第一至第三导流管采用未增塑聚氯乙烯管、聚氯乙烯管和无规共聚聚丙烯管中的一种。

9.如权利要求1所述的垂直潜流型人工湿地填料水质净化过程试验模拟装置，其特征在于，所述第一至第三导流管的内径为30～50mm。

技术总结
本技术公开了一种垂直潜流型人工湿地填料水质净化过程试验模拟装置。本技术的包括污水配给箱、第一导流管、流速控制器、下行填料筒、第二导流管、上行填料筒、第三导流管和收集装置；本技术不受空间和时间限制，动态模拟垂直潜流型人工湿地填料水质净化过程，能够有效模拟不同组分及配比条件下的填料对污水净化能力的效果；实时观测填料各组分在满水浸泡过程中所发生的物理和化学变化，作为填料可靠性评价的依据；净化后的污水通过收集装置收集，研究在此组分和配比的填料下水质净化效果，并找到最合适的组分和配比填料；从而客观评价各组分填料的水质净化效果以及使用可靠度，优化填料组分及配比，降低人工湿地建造成本。

技术研发人员：李清洋,魏力,高天骄,王君,杨扬,张正鹏,杨欣宇,李生龙,阮燕
受保护的技术使用者：北京市政建设集团有限责任公司
技术研发日：20230228
技术公布日：2024/1/12