[发明专利]一种垂直流人工湿地底层曝气增氧方法

说明书

(一)技术领域

本项技术属于水污染控制领域，可应用于垂直流人工湿地改善系统氧化环境、提高净化效果。

(二)背景技术

垂直流人工湿地作为水污染控制的一项技术，具有投资运行成本低、生态安全性好、规模适用性强等优点，但同时，占地广、易堵塞、净化能力有限且季节性波动大等缺点让人们常常对它望而却步。我国目前正在运行的人工湿地污水处理工程中水力负荷大多在0.025-0.2m³/m².d之间，COD_Cr表面负荷也只有0.007-0.01kg/m².d。而据美国环保局对100多个运行中人工湿地的调查，有将近一半的湿地系统在投入使用后的5年内形成了堵塞。究其原因，氧利用率低是造成人工湿地净化效率较低的主要原因。缺氧条件下，生物不能进行正常的有氧呼吸，还原态的某些元素和有机物的浓度可达到有毒的水平。较低的氧浓度导致湿地系统内有机质氧化分解速率降低，硝化反应不彻底，限制了湿地系统氮的去除，而湿地系统的堵塞大多是由于污水中的悬浮物和有机质在湿地系统中的滞留、累积造成的。因此充足地供氧可以提高湿地系统净化能力、延长使用寿命的关键。

而现有的湿地工艺主要通过结构布局和进水方式的调整来改善湿地内的氧化环境，改善能力有限，且效果稳定性较差，本次发明的垂直流人工湿地底层曝气增氧方法，通过在传统的上升流垂直潜流湿地进水系统中增加了一套人工微曝气系统，在进入湿地系统前实现水气混合，不仅可以提高进水中的溶氧含量，也对湿地系统内部的氧化环境进行改善，并能通过阻逆套管设计，防止杂物堵塞气孔，保持曝气系统持续稳定运行。

(三)发明内容

垂直流人工湿地底层曝气增氧方法主要包括垂直流湿地布水系统特征、布气管网、输气管道及曝气控制系统，具体内容如下：

1、布水特征：属大阻力配水系统，布水管由布水沟底部引入垂直流湿地底部，进入湿地后纵贯垂直流湿地，末端封闭，所述布水管为Φ110mm的UPVC管，布水管间距为500mm。布水管顶部钻Φ6mm小孔作为布水孔，孔距为500mm。水流由布水沟进入布水管，再从布水管顶部流出进入湿地系统。

2、曝气管路的结构形式特征：输气主管为Φ100mm镀锌钢管，输气支管为Φ40mmUPVC，曝气管为外径Φ20mmPVC管，曝气管路上钻Φ2mm小孔作为曝气孔，曝气孔上安装阻逆套管，管路末端封闭。

3、阻逆套管特征：所述阻逆套管为内径Φ20mm硅橡胶管，长度30mm，套在每个曝气孔中心位置，在曝气状态下张开，曝气停止时，紧贴曝气孔，可以防止悬浮颗粒物或生物残体堵塞曝气孔。

4、曝气位置形态特征：所述曝气方式采用穿孔曝气管进行曝气，即2中所述的曝气管，穿入1所述的布水管内部，安置于垂直流湿地底部，故其间距也为500mm。空气由曝气管中小孔冒出后穿越布水孔进入湿地基质层，然后向上流动至湿地上部后逸出

5、曝气控制系统：所述可调控曝气控制系统包括主供气管路、电磁式空气阀门、供电线路、控制柜与时间控制器组成，其特征为：主供气管路为Φ100钢管，从主供气管路上设置三通弯头接出管段连接电磁式空气阀门，然后再接以一级分支管路。供电线路由控制柜引出，分别引入并控制电磁式空气阀门，供电线路连接控制柜中的时间控制器。

本项发明主要有以下优点：

1、可以实现垂直流湿地系统自动化曝气充氧，曝气强度和曝气方式(连续或间歇式)可调。

2、操作简便，可在现有垂直流湿地上直接改造，工程实用性强。

3、阻逆套管设计可以有效预防曝气管堵塞。

(四)附图说明

附图1为垂直流湿地曝气系统结构示意图，图2为曝气支管与阻逆套管结构示意图，图3为曝气支管与阻逆套管A-A剖视图。

图例说明如下：