一种用于提升表面流人工湿地净化效能的过滤装置的制作方法

1.本实用新型涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种用于提升表面流人工湿地净化效能的过滤装置。


背景技术：

2.由农业排水、地表径流、污水厂尾水、分散生活污水、养殖废水等来源构成的污染地表水中含有大量的氮磷等营养物质，其进入湖泊等受纳水体后会导致水体环境质量恶化和生态系统失衡。表面流人工湿地是一种生态友好型污水净化技术，在原有坑塘上进行修整或人工开挖坑塘，种植水生植物，坑塘中设置挡水廊道起到引导水流和提供游憩场地的目的。污水流经坑塘通过物理沉淀、植物吸收、微生物转化同化等作用得以净化，具有建设运行简便、成本低、景观效果好等优点，被广泛应用于污染地表水的净化以保护受纳水体的环境质量。然而，表面流人工湿地存在微生物数量少且与污水接触程度低，缺少化学除磷途径而仅依靠生物对磷的吸收作用，生物分泌和水生植物分解产生的有机物难以降解等问题，导致其对地表水的净化效能较差，尤其难以有效去除磷和有机污染物。而磷和有机物浓度偏高常常是制约受纳水体水质改善的关键因子。因此，当前大量建设运行的表面流人工湿地面临着无法有效净化污染地表水的问题，尤其是无法有效去除污染地表水中的磷和有机物，导致其无法有效地保护受纳水体水质，使其进一步的推广应用和环境生态效益的发挥受到了极大的限制。针对这一问题，亟待研发可有效提升已建成运行表面流人工湿地的污水净化效能的系统。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种用于提升表面流人工湿地净化效能的过滤装置，以解决上述现有技术存在的问题，提高已建成的表面流人工湿地的除磷效能且成本低廉、操作简单且无需破坏已建成的湿地系统。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
5.本实用新型提供一种用于提升表面流人工湿地净化效能的过滤装置，包括：过滤墙体，所述过滤墙体用于设置于人工湿地的过水通道中，所述过滤墙体用于对经过所述过滤墙体的污水进行净化，所述过滤墙体内填充有除磷填料，所述除磷填料用于与污水中的磷发生化学反应并生成固体沉淀。
6.优选的，所述除磷填料为脱氮除磷填料，所述脱氮除磷填料用于促进自养反硝化脱氮并与污水中的磷发生化学反应生成固体沉淀。
7.优选的，所述过滤墙体包括限位框架和多个净化单元，所述限位框架用于固定设置于所述过水通道中，多个所述净化单元均能够堆砌于所述限位框架中，所述净化单元用于对经过所述净化单元的污水进行过滤，所述净化单元内填充有所述除磷填料，所述除磷填料用于与污水中的磷发生化学反应并生成固体沉淀。
8.优选的，所述净化单元包括镂空的框体和多个子净化单元，多个所述子净化单元
堆设于所述框体内，所述子净化单元包括网笼球和过滤包，所述过滤包设置于所述网笼球内，所述过滤包用于对经过所述过滤包的污水进行过滤，所述过滤包内填充有所述除磷填料，所述除磷填料用于与污水中的磷发生化学反应并生成固体沉淀。
9.优选的，所述过滤包包括过水膜袋和被包覆于过水膜袋中的所述除磷填料。
10.优选的，所述网笼球为设有过水孔的球状壳体。
11.优选的，所述框体由亚克力、高密度聚乙烯(hdpe)、pp或pe材质制成，所述框体上端敞口设置，所述框体的侧板和底板均匀开设有孔洞，所述网笼球由pp、pe等材质制成，所述过水膜袋为尼龙布制成。
12.优选的，所述过滤墙体的上部用于种植植物。
13.优选的，所述除磷填料为具备脱氮除磷功能的污染物净化填料。
14.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
15.本实用新型提供了一种用于提升表面流人工湿地净化效能的过滤装置，其中，过滤墙体设置于已建成且正在运行的表面流人工湿地的过水通道中，且过滤墙体中的除磷填料用于与污水中的磷发生化学反应并生成固体沉淀，可以获得高效稳定的除磷效果，因此，本实用新型提供的过滤装置能够提高已建成的人工湿地的除磷效能且成本低廉、操作简单、无需破坏已建成的湿地系统。
16.进一步的，除磷填料可采用同步脱氮除磷填料，用于促进自养反硝化脱氮，提高对污水中氮磷污染物的同步净化效能。
17.进一步的，除磷填料可采用具备脱氮除磷功能且能有效降解有机物的净化填料，以便对污水中的有机物进行分解净化。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
19.图1为实施例二提供的人工湿地净化系统的主视图；
20.图2为实施例二提供的人工湿地净化系统的侧视图；
21.图3为实施例二提供的人工湿地净化系统的俯视图；
22.图中：1-限位框架、2-框体、3-网笼球、4-过滤包、5-植物，6-人工湿地、7-过滤墙体、8-过滤装置。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
24.本实用新型的目的是提供一种用于提升表面流人工湿地净化效能的过滤装置，以解决现有技术存在的问题，本实用新型提供的用于提升表面流人工湿地净化效能的过滤装
置能够实现在人工湿地的过水通道中进行原位除磷、除磷效果好且成本低廉。
25.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
26.实施例一
27.本实施例提供一种用于提升表面流人工湿地净化效能的过滤装置8，如图1～3所示，包括：过滤墙体7，过滤墙体7用于设置于人工湿地6的过水通道中，过滤墙体7用于对经过过滤墙体7的污水进行净化，过滤墙体7内填充有除磷填料，除磷填料用于与污水中的磷发生化学反应并生成固体沉淀。
28.本实施例中的过滤墙体7设置于已建成且正在运行的表面流人工湿地6的过水通道中，且除磷填料用于与污水中的磷发生化学反应并生成固体沉淀，相比于生物对磷的吸收作用来说，采用化学除磷的方式效率更高且除磷更加彻底，可以获得高效稳定的除磷效果，因此，本实施例提供的过滤装置能够提高已建成的人工湿地6的除磷效能且成本低廉。
29.进一步的，除磷填料为脱氮除磷填料，用于脱去氮元素，提高净化效能。
30.进一步的，过滤墙体7包括限位框架1和多个净化单元，限位框架1用于固定设置于过水通道中，多个净化单元均能够堆砌于限位框架1中，净化单元用于对经过净化单元的污水进行过滤，净化单元内填充有除磷填料，除磷填料用于与污水中的磷发生化学反应并生成固体沉淀，限位框架1为不锈钢等材质制作的用于对净化单元进行限位并使多个净化单元整体呈现一长方体形的过滤屏障，限位框架1根据框体单元大小制作，可容纳框体单元放入，限位框架1的作用是避免因净化单元堆砌过高后发生倾斜掉落的现象。
31.进一步的，净化单元包括镂空的框体2和多个子净化单元，框体2的尺寸优选为：长40-80cm，宽20-50cm，高30-50cm；多个子净化单元堆设于框体2内，子净化单元包括网笼球3和过滤包4，过滤包4设置于网笼球3内，过滤包4用于对经过过滤包4的污水进行过滤，过滤包4内填充有除磷填料，除磷填料用于与污水中的磷发生化学反应并生成固体沉淀。
32.进一步的，过滤包4包括过水膜袋和被包覆于过水膜袋中的除磷填料，除磷填料可为铁片、铁屑等与生物质炭、活性炭以及与固体有机物的均匀混合物，铁片或铁屑的长度优选为4-20mm，除磷填料中的生物质炭、活性炭为果壳、芦竹秸秆等在缺氧条件下300-500℃烧制1-3小时而成，粒径大小优选为4-8mm，除磷填料中的固体有机物为农作物秸秆或湿地中收获的挺水植物秸秆等，干燥后剪切成的长度优选为1-2cm；除磷填料中的铁屑、生物质炭与植物秸秆的重量比例优选为1:0.5～1:0.02～0.05，混合均匀后装入过水膜袋中，采用上述材料配比能够提升除磷填料对磷、硝酸盐和难降解有机物的去除效能，使表面流人工湿地6可充分发挥保护受纳水体水环境质量的功能，且不会影响过水通道中水的流动。
33.进一步的，网笼球3为设有过水孔的pp膜制成的球状壳体，网笼球3的直径优选为7-15cm。
34.进一步的，框体2由亚克力、高密度聚乙烯(hdpe)、pp或pe材质制成，框体2上端敞口设置，框体2的侧板和底板均匀开设有孔洞，过水膜袋为尼龙布制成，尼龙布上的孔洞直径小于3mm，框体2也可直接购买市面上销售的高密度聚乙烯、pp等材质的镂空水果蔬菜框；过滤墙体7的组装与设置灵活、简便易行、成本低廉，所需材料来源广泛易得，可根据污染水水质、处理需求、表面流人工湿地6实际状况等进行灵活运用，避免对已建成运行的表面流人工湿地6进行大幅改造而耗费资源和人力。
35.进一步的，过滤墙体7的顶部低于水面0-5cm，过滤墙体7的上部用于种植植物5，植物5为水葱、香蒲、鸢尾等的一种或几种的组合，将植物5根系插入过滤墙体7顶部。
36.进一步的，所述除磷填料为具备脱氮除磷功能的污染物净化填料，以便对污水中的有机物进行分解净化。
37.使用时，间隔一定时间取出除磷填料中的铁片或铁屑进行元素分析和表面特征分析，当铁屑中的铁元素含量较低时，取出框体2以及其中的网笼球3和除磷填料，将已使用铁片进行资源回收，再次按照比重在混合填料中加入铁片、铁屑和植物秸秆后重新放置网笼球3和框体2完成过滤墙体7的更新。
38.实施例二
39.本实施例提供了一种人工湿地净化系统，包括过水通道和实施例一中的过滤装置8。
40.进一步的，过滤墙体7沿过水通道的宽度方向布设且过滤墙体7一侧的污水仅能够穿过过滤墙体7或从过滤墙体7的上方流至过滤墙体7的另一侧，过滤墙体7的长度不小于过水通道的宽度。
41.应用例
42.本技术人基于本实用新型的技术原理构建了一套人工湿地净化系统，框体2长40cm，宽20cm，高30cm，由亚克力材质制作，其四壁上开若干2cm大小孔洞。网笼球3为镂空的pp材质的空心球体，直径为10cm。除磷填料为铁屑与生物质炭与固体有机物的均匀混合物，其中铁屑的尺寸大小为5mm，生物质炭为核桃壳在缺氧条件下400℃烧制2小时而得，粒径大小为5mm，固体有机物为芦竹秸秆，干燥后剪切成1cm长度；将铁屑、生物质炭和植物秸秆以质量比1:1:0.05混合后装入尼龙过水膜袋，填充至网笼球3中装满。过水膜袋孔洞大小为2mm保证填料不漏出过水膜袋。将24个网笼球3放置于一个镂空框体单元中。将水生植物香蒲根部插入框体单元盖子的孔洞中，采用长80cm，宽40cm，高30cm的水缸模拟表面流人工湿地，将2个框体2长边并排放置于该水缸的中部，镂空框体单元的长边与水缸的宽边平行。在水缸的一端通入污水，污水模拟污水厂尾水和农田径流的混合水。污水流经该强化净化单元后得以净化。
43.经过水质检测，在2小时的水力停留时间下，该系统对污染水中10mg/l的氮元素的去除率为65％，对1mg/l的磷元素的去除率为75％，对30mg/l的cod的去除率为60％。随着停留时间的延长，污染物的净化效能提升。
44.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。