一种基于人工湿地的自动化污水处理系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于人工湿地的自动化污水处理系统，包括湿地植物和内部铺设有多种过滤基质的抽屉式密封湿地箱体、进水管、渗水管、蓄水腔、出水管、控制器、检测器和电子显示屏，进水管、渗水管与蓄水腔、湿地箱体、出水管依次连通，蓄水腔与湿地箱体相连通，导流板上设置有导流孔，电子显示屏安装于地面上，控制器和检测器均设置于电子显示屏内且与湿地箱体信号连接；本发明专利技术的基于人工湿地的自动化污水处理系统及其控制方法，采用控制及检测单元等，加强了污水处理系统的智能化，同时，强化了人工湿地污水处理工艺的脱氮除磷效率，解决了传统人工湿地处理工艺难以消除重金属污染的问题及降低了污水处理系统后期维护的工作量。

Automatic sewage treatment system based on artificial wetland and control method thereof

The invention discloses an automatic sewage treatment system based on artificial wetlands, including wetland plants and laid inside the drawer type filter matrix has a variety of seal box, a water inlet pipe, wetland, water infiltration pipe cavity, outlet pipe, controller, detector and electronic display, into the water pipes, drains and water storage cavity, and the water outlet pipe in the case of wetland with the water storing cavity is communicated with the wetland, guide plate is provided with a diversion hole, installation of electronic display on the ground controller and detector are mounted on the electronic display and signal connection box and wetland; artificial wetland sewage treatment system and its automatic control method based on the invention, the control and detection unit. To strengthen the intelligent sewage treatment system at the same time, strengthen the efficiency of nitrogen and phosphorus removal in constructed wetland sewage treatment technology, solution It is difficult to eliminate the problem of heavy metal pollution and reduce the workload of the latter.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及人工湿地污水净化处理系统
，特别是涉及一种基于人工湿地的自动化污水处理系统及其控制方法。
技术介绍
人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。人工湿地是人们模拟天然湿地系统结构和功能而建造的、可控制运行的湿地系统，用以对受污染水进行处理的一种工艺，由围护结构、人工介质、水生植物等部分构成。当水进入人工湿地时，其污染物被床体吸附、过滤、分解而达到水质净化作用。人工湿地污水处理系统所针对的污染物(环境影响主力因子)主要为氮、磷、悬浮物(SS)、有机物(BOD、COD)、重金属等。人工湿地污水处理技术是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。人工湿地通过基质截留、过滤、吸附及生物降解作用共同完成。传统的人工湿地在使用中会存在水力高差大、负荷高、氨氮和总磷去除率差的问题。基质是人工湿地的重要组成部分，它为湿地植物、微生物提供了生长环境，自身也参与人工湿地净化污水的物理化学过程，特别是对引起水体富营养化的磷的吸附发挥着重要作用。因此，选择何种材料作为人工湿地基质，直接决定处理系统的除磷效率，具有十分重要的意义。现有的人工湿地污水处理系统中，基质在使用时存在以下问题：一方面，一些基质材料对磷的去除率低，脱氮效率低，如传统的土壤、砾石、细沙等；一方面，一些基质为石块、砾石、细沙等，铺设面积大，大大增加了后期维护的工作量；另一方面，现在人们经常通过污水处理系统对污水进行处理，现有技术的污水处理系统一般均为人工操作，需要按照一定的周期人工去做处理，查看是否进行过滤基质的更换等，使用不便，且污水处理池一般为非封闭式结构，易造成二次污染。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷或不足，本专利技术创新性地提出了一种基于人工湿地的自动化污水处理系统及其控制方法，采用控制及检测单元等，加强了污水处理系统的智能化，同时，强化了人工湿地污水处理工艺的脱氮除磷效率，解决了传统人工湿地处理工艺难以消除重金属污染的问题及降低了污水处理系统后期维护的工作量。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于人工湿地的自动化污水处理系统，包括湿地植物，还包括有内部铺设有多种过滤基质的抽屉式密封湿地箱体、进水管、渗水管、蓄水腔、出水管、控制器、检测器和电子显示屏，所述进水管、渗水管与蓄水腔、湿地箱体、出水管依次连通，所述蓄水腔埋于地面以下通过导流板与湿地箱体相连通，所述导流板上设置有连通蓄水腔和湿地箱体的导流孔，所述电子显示屏安装于地面上，所述控制器和检测器均设置于电子显示屏内且与湿地箱体信号连接；所述湿地箱体内设置有多个具有放置腔的抽屉层，所述抽屉层与控制器信号连接，所述控制器通过控制每个抽屉层来实现抽屉层的抽出或推进；所述多个抽屉层内分别放置有用于净化污水的过滤基质，所述多个抽屉层自下而上分别放置有大块青石、小砾石、细沙、改性沸石、纳米复合材料、土层；所述湿地箱体的底部设置有用于将污水注入至蓄水腔内的进水管，所述进水管的一端固定连接有铺设于蓄水腔底部的渗水管，所述进水管与控制器、检测器信号连接，所述控制器通过控制进水管将流入蓄水腔内的污水，经检测器检测污水的杂质含量及流量，并将检测信息显示至电子显示屏；所述湿地箱体的顶部设置有用于将依次经过由底层抽屉层渗透过滤至顶层抽屉层污水处理后的的水体流出湿地箱体的出水管。优选的，所述湿地箱体内设置有滑轨，在抽屉层上设置有与滑轨滑动配合的滑轮，所述抽屉层包括有面板、底板和侧板，所述各抽屉层的面板相邻布置，在相邻抽屉层的面板上均设置有用于抽出或推进抽屉层的导向槽，所述导向槽的内侧壁为与面板背面固定连接的挡板，所述导向槽外侧壁的高度低于挡板，所述底板上设置有若干个便于水体层层渗入的通水孔。优选的，所述进水管的另一端设置有用于将污水中颗粒杂质过滤出的过滤网筒，所述过滤网筒的一端开口，另一端固定有过滤网，所述过滤网筒固定有过滤网的一端设置有与进水管内螺纹相配合的外螺纹。优选的，所述渗水管上均匀分布有若干个向湿地箱体底部方向开设的小孔；所述小孔处均设置有可防止进水管堵塞的套筒，所述套筒上有与小孔错位设置的导流槽，所述导流槽呈条形且长度短于套筒长度。优选的，还包括报警传感器，所述报警传感器设置于每个抽屉层内且与检测器、控制器信号连接，当污水流量制和污水杂质含量值达到预设的更换过滤基质的标准值时，所述检测器将信号传送至报警传感器，所述控制器通过控制报警传感器将更换信息显示至电子显示屏。优选的，所述进水管呈螺旋形或蛇形弯管的方式铺设于蓄水腔底部。优选的，所述纳米复合材料为MuFe-Na。优选的，所述出水管处设置有用于将过滤处理后的水体抽送至出水管的水泵，所述水泵与控制器信号连接，所述控制器通过控制水泵将污水处理后的水体从湿地箱体内输送至出水管。优选的，所述出水管处设置有用于检测处理后水体是否达到标准预设值的净度监测仪，在出水管处分支出二次回流管，所述出水管处设置有第一电磁阀，所述二次回流管处设置有第二电磁阀。一种基于人工湿地的自动化污水处理系统的控制方法，包括以下步骤：(1)、放置过滤基质，所述控制器通过控制抽屉层的抽出或推进，并将各种过滤基质自上而下依次放置在每个抽屉层内；(2)、注入污水，开启控制器和检测器，对经进水管、渗水管流入蓄水腔的污水进行实时监测，所述控制器通过控制进水管将流入蓄水腔内的污水，经检测器检测污水的杂质含量及流量，并将检测信息显示至电子显示屏；(3)、过滤污水，所述蓄水腔中的污水通过导流板上的导流孔，进入湿地箱体内，依次经底层抽屉层渗透过滤至顶层抽屉层进行处理后，所述控制器通过控制水泵将处理后的水体抽送至出水管；(4)、检测过滤后的水体，所述污水处理后的水体抽送至出水管，经净度监测仪，检测后水体达到标准预设值的，并将检测信息显示至电子显示屏；(5)、检测后水体未达到标准预设值的，所述控制器通过控制第二电磁阀，将其打开，检测后水体经二次回流管重新流入湿地箱体的底层，进行再次过滤；检测后水体达到标准预设值的，所述控制器通过控制第一电磁阀，将其打开，检测后水体通过出水管流出湿地箱体，完成整个污水处理操作。(6)、过滤基质的更换，所述报警传感器设置于每个抽屉层内且与检测器、控制器信号连接，当污水流量值和污水杂质含量值达到预设的更换过滤基质的标准值时，所述检测器将信号传送至报警传感器，所述控制器通过控制报警传感器将更换信息显示至电子显示屏，再进行过滤基质的更换。与现有技术方案相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术公开了一种基于人工湿地的自动化污水处理系统，通过将合成的新型铁系纳米复合材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于人工湿地的自动化污水处理系统，包括湿地植物，其特征在于，还包括有内部铺设有多种过滤基质的抽屉式密封湿地箱体、进水管、渗水管、蓄水腔、出水管、控制器、检测器和电子显示屏，所述进水管、渗水管与蓄水腔、湿地箱体、出水管依次连通，所述蓄水腔埋于地面以下通过导流板与湿地箱体相连通，所述导流板上设置有连通蓄水腔和湿地箱体的导流孔，所述电子显示屏安装于地面上，所述控制器和检测器均设置于电子显示屏内且与湿地箱体信号连接；所述湿地箱体内设置有多个具有放置腔的抽屉层，所述抽屉层与控制器信号连接，所述控制器通过控制每个抽屉层来实现抽屉层的抽出或推进；所述多个抽屉层内分别放置有用于净化污水的过滤基质，所述多个抽屉层自下而上分别放置有大块青石、小砾石、细沙、改性沸石、纳米复合材料、土层；所述湿地箱体的底部设置有用于将污水注入至蓄水腔内的进水管，所述进水管的一端固定连接有铺设于蓄水腔底部的渗水管，所述进水管与控制器、检测器信号连接，所述控制器通过控制进水管将流入蓄水腔内的污水，经检测器检测污水的杂质含量及流量，并将检测信息显示至电子显示屏；所述湿地箱体的顶部设置有用于将依次经过由底层抽屉层渗透过滤至顶层抽屉层污水处理后的的水体流出湿地箱体的出水管。...

【技术特征摘要】
1.一种基于人工湿地的自动化污水处理系统，包括湿地植物，其特征在于，还包括有内部铺设有多种过滤基质的抽屉式密封湿地箱体、进水管、渗水管、蓄水腔、出水管、控制器、检测器和电子显示屏，所述进水管、渗水管与蓄水腔、湿地箱体、出水管依次连通，所述蓄水腔埋于地面以下通过导流板与湿地箱体相连通，所述导流板上设置有连通蓄水腔和湿地箱体的导流孔，所述电子显示屏安装于地面上，所述控制器和检测器均设置于电子显示屏内且与湿地箱体信号连接；所述湿地箱体内设置有多个具有放置腔的抽屉层，所述抽屉层与控制器信号连接，所述控制器通过控制每个抽屉层来实现抽屉层的抽出或推进；所述多个抽屉层内分别放置有用于净化污水的过滤基质，所述多个抽屉层自下而上分别放置有大块青石、小砾石、细沙、改性沸石、纳米复合材料、土层；所述湿地箱体的底部设置有用于将污水注入至蓄水腔内的进水管，所述进水管的一端固定连接有铺设于蓄水腔底部的渗水管，所述进水管与控制器、检测器信号连接，所述控制器通过控制进水管将流入蓄水腔内的污水，经检测器检测污水的杂质含量及流量，并将检测信息显示至电子显示屏；所述湿地箱体的顶部设置有用于将依次经过由底层抽屉层渗透过滤至顶层抽屉层污水处理后的的水体流出湿地箱体的出水管。2.根据权利要求1所述的基于人工湿地的自动化污水处理系统，其特征在于：所述湿地箱体内设置有滑轨，在抽屉层上设置有与滑轨滑动配合的滑轮，所述抽屉层包括有面板、底板和侧板，所述各抽屉层的面板相邻布置，在相邻抽屉层的面板上均设置有用于抽出或推进抽屉层的导向槽，所述导向槽的内侧壁为与面板背面固定连接的挡板，所述导向槽外侧壁的高度低于挡板，所述底板上设置有若干个便于水体层层渗入的通水孔。3.根据权利要求1所述的基于人工湿地的自动化污水处理系统，其特征在于：所述进水管的另一端设置有用于将污水中颗粒杂质过滤出的过滤网筒，所述过滤网筒的一端开口，另一端固定有过滤网，所述过滤网筒固定有过滤网的一端设置有与进水管内螺纹相配合的外螺纹。4.根据权利要求1所述的基于人工湿地的自动化污水处理系统，其特征在于：所述渗水管上均匀分布有若干个向湿地箱体底部方向开设的小孔；所述小孔处均设置有可防止进水管堵塞的套筒，所述套筒上有与小孔错位设置的导流槽，所述导流槽呈条形且长度短于套筒长度。5.根据权利要求1所述的基于人工湿地的自动化污水处理系统，其特征在于：还包括报警传感器，所述报警传感器设置于每个抽屉层内且与检测器、控制器信号连接，当...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔育倩，郭培志，谢文霞，杨瑞霞，曾倩，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东;37