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一种低影响开发中水回用潜流人工湿地系统技术方案

技术编号:22716553 阅读:40 留言:0更新日期:2019-12-04 02:47
本发明专利技术提供了一种基于低影响开发循环冷却水的水平潜流人工湿地中水回用系统,属于生态水处理技术领域。系统由集水水箱、人工湿地床、多孔布水组件、冷却管组件、耐盐湿地植物、多层保温湿地填料、活性炭吸附床、供水水箱组成。其特征在于,所采用人工湿地兼具冷却系统与净化系统的功能,将系统安置在大型购物商场及工业企业建筑屋顶,可利用人工湿地继续冷却冷却水、净化高盐度循环冷却水,同时回用雨水作为补充冷却水。本发明专利技术结构简单,建造和维护成本低,可有效维护冷却系统长期运行,达到节能减排、中水回用的目的,可广泛应用于城市低影响开发冷却水系统的构建,具有广阔的发展前景。

A low impact subsurface flow constructed wetland system for reclaimed water reuse

The invention provides a horizontal subsurface flow constructed wetland reclaimed water recycling system based on low impact development of circulating cooling water, which belongs to the technical field of ecological water treatment. The system is composed of water collecting tank, constructed wetland bed, porous water distribution component, cooling pipe component, salt resistant wetland plant, multilayer insulation wetland filler, activated carbon adsorption bed and water supply tank. The utility model is characterized in that the constructed wetland has the functions of cooling system and purification system, and the system is arranged on the roof of large shopping malls and industrial enterprises. The constructed wetland can be used to continue cooling water, purify high salinity circulating cooling water, and reuse rainwater as supplementary cooling water. The invention has the advantages of simple structure, low construction and maintenance cost, can effectively maintain the long-term operation of the cooling system, achieve the purpose of energy conservation and emission reduction and reclaimed water recycling, can be widely used in the construction of the low impact development cooling water system in the city, and has a broad development prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种低影响开发中水回用潜流人工湿地系统
本专利技术属于生态水处理
,更具体涉及一种高盐度废水的水平潜流人工湿地处理的技术方法,同时还涉及一种低影响开发循环冷却水平潜流人工湿地中水回用系统,适用于四季不同温度条件下工业企业生产车间、大型商场中央空调冷却水的循环利用与低影响开发。
技术介绍
冷却水是工业用水的重要组成部分,冷却水占工业用水量的70%左右,因此循环冷却水系统起了节约大量工业用水的作用。大多数工业企业使用的循环冷却水原水是含有硝酸盐的地下水或自来水,冷却水中溶解有各种盐类,如碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐和氯化物,它们的金属盐溶解度很小,且温度系数为负。经过循环冷却系统浓缩后,循环冷却水中的溶解盐不断浓缩,含盐量不断增加,总氮、总磷、有机物均不能达标排放,若直接排放会污染土壤、地表水及地下水,并对环境产生极大的危害,且形成难溶性结晶从水中析出,附着在传热面形成水垢,不利于系统长期运行。因此有必要将部分循环水进行稀释、处理,使之维持低盐度水平。含盐废水的处理大多是基于膜和渗透脱盐技术,但是其造价和运行成本太高,膜污染问题比较复杂。生物技术,尤其是人工湿地,在高盐度废水的处理及开发利用中日渐成为关注的热点。人工湿地是一种新兴的污水生态处理技术,能同时利用填料基质的吸附沉淀微生物、湿地植物的一系列物、化、生反应来实现对污水的净化,同时具有效率高、成本低、易于管理等特点,且具有一定的生态景观价值。并且由于人工湿地是通过植物-基质-微生物的综合作用实现污染物的去除的,因而具有广泛的适用性。植物是人工湿地的重要组成部分,其生长状况极大地影响着人工湿地的运行,因此选择合适的植物对于人工湿地的高效运行有着重要的意义。水生植物在人工湿地中可以将部分污染物作为自身生长的养料而被吸收能将某些污染物富集、转化、分解为无毒物质。盐生植物能在盐化生境中生长发育、并可积累相对多量盐分。可以用作高盐度废水人工湿地污水处理系统的植物有香蒲、睡莲、水葱、美人蕉、千屈菜和黄花鸢尾等,能以增加体内水分,使茎叶肉质化,在枝条积累相当多量的盐分。在人工湿地中铺设冷却管路,可以对冷却水进行进一步冷却,人工湿地运行温度也可通过利用冷却水余热全年维持在15℃~30℃的稳定水平,基本保证人工湿地水处理的脱氮效果。同时,充分考虑当地气候条件,选择适当的耐盐盐生植物作为潜流人工湿地植物,能够使人工湿地满足高盐度循环使用冷却水的处理。故而本专利技术提出一种新的低影响开发循环冷却水平潜流人工湿地中水回用系统,利用人工湿地的生态净化作用使得出水达到冷却水中水回用的标准并加以回收利用。它不但能提高水的重复利用率,节约水资源,而且能极大的改善循环冷却水的整体状况。该方法具有设备投资、维护成本低,无需大型机械设备,控制运行简单、稳定性能好等特点。
技术实现思路
本专利技术的目的是:通过利用人工湿地对循环冷却水的继续冷却和水质净化作用,合理控制循环冷却水盐度,维护循环系统的长期稳定运行。既具有循环冷却、中水回用的功能,又能达到节能减排、景观美化的效果。为了达到上述目的,本专利技术的技术方案是提供了一种低影响开发中水回用潜流人工湿地系统,其特征在于,由集水系统、人工湿地床、活性炭吸附床、供水系统通过管路依次连通构成;集水系统用于储存、监测循环冷却水的水质情况并调控人工湿地床水力负荷;人工湿地床包裹发泡保温材料,布置多层填料,并种植盐生植物;供水系统用于汇集经人工湿地床继续冷却及处理后的冷却水并检测供水水质;集水系统输出的高盐度的循环冷却水通入人工湿地床进行脱氮和降低盐度,同时人工湿地床对由集水系统收集的雨水/中水进行处理,最后处理后的中水及脱氮和降低盐度的高盐度的循环冷却水汇入供水系统补给循环冷却水供水。优选地,所述人工湿地床内铺设有不锈钢冷却水管构成的继续冷却系统,人工湿地床布置的所述填料具有吸附和保温作用;所述集水系统输出的低盐度的循环冷却水经由继续冷却系统利用与人工湿地床的人工湿地的热交换过程实现继续冷却,同时提高冬季低温状态下人工湿地的污水净化效果,最终冷却后的低盐度的循环冷却水流入所述供水系统补给循环冷却水供水。优选地,所述集水系统包括集水水箱、盐度计、温度计、雨水/中水引流管、流量计、流速调节阀、多支路控制阀组件;集水水箱的入口通过冷却水进水管与所述供水系统相连通,集水水箱设有用于检测集水水箱内的循环冷却水的盐度的盐度计;集水水箱的出口管路连接多支路控制阀组件,多支路控制阀组件与集水水箱的出口之间的管路上设有温度计;多支路控制阀组件将集水水箱的出水分为两条支路,一种支路与所述人工湿地床中铺设的所述继续冷却系统相连通,另一条支路与所述人工湿地床中铺设的穿孔布水管相连通;多支路控制阀组件与穿孔布水管之间的管路上设有流速调节阀及流量计,并且该管路与雨水/中水引流管相连通;所述集水系统所使用的管路优选为抗压强度好、耐热、导热性能良好的不锈钢冷却水管,内径为5cm~10cm;所述供水系统包括用于收集经所述人工湿地床流出的循环冷却水及雨水/中水的供水水箱、用于对供水水箱内的蓄水进行水质检测的水质检测仪、用于对供水水箱内的蓄水进行搅拌的搅拌器,所述供水系统所使用的管路采用PVC管。优选地,所述集水水箱长8.0~10.0m、宽4.0~6.0m、高1.5~2.0m;所述流速调节阀及所述流量计用于对水流进行调节,以提升人工湿地硝化-反硝化效率,充分降低循环冷却水盐度水平。优选地,所述不锈钢冷却水管的管壁厚0.7mm~1.0mm,铺设位置为人工湿地床底部以上0.8m~1.0m处,所述不锈钢冷却水管平行于人工湿地床体宽度方向,长度优选为1.8~2.0m,弯头处设置0.1m长不锈钢短管连接,沿不锈钢冷却水管形成“之”字形水流路径,以延长冷却水与人工湿地潜流水体的接触时间,达到继续冷却的目的。优选地,所述穿孔布水管使用网纱包裹,网纱孔眼大小优选为1mm~2mm;穿孔布水管位于人工湿地填料深度10cm处,穿孔直径为5mm~10mm。优选地,所述人工湿地床的长、宽和高分别为4.5~5.0m、2.0~2.5m和1.5~2.0m,且上部敞口;所述人工湿地床的床体外壳由2.0mm厚不锈钢板焊接制成,床体内壳由1cm厚共聚聚丙烯板热熔拼接;外壳与内壳间填充厚度为5~10cm的发泡保温材料。优选地,所述人工湿地床从下至上依次填充石英砂、粗制多孔蛭石、细陶粒、细质多孔蛭石、石英砂;粗制多孔蛭石、细质多孔蛭石兼具吸附净化污水和保温的功效;填充的粗制多孔蛭石、层高占人工湿地床体高度的28%~32%,粗制多孔蛭石的孔隙率65%~75%,粒径4mm~5mm;填充的细陶粒层高占人工湿地床体高度的18%~22%,粒径2mm~4mm;填充的细质多孔蛭石层高占人工湿地床体高度的20%~25%,细质多孔蛭石孔隙率65%~75%,粒径2mm~3mm;上下两层石英砂铺设层高为3cm~5cm,粒径3mm~5mm。优选地,所述盐生植物选涨势好、耐盐的湿地挺水植物,优选为耐盐、耐高浓度的重金属且适应能力强,生长快,富集能力强的湿地水生植物;耐盐的湿地水生植物株高3本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种低影响开发中水回用潜流人工湿地系统,其特征在于,由集水系统、人工湿地床、活性炭吸附床、供水系统通过管路依次连通构成;集水系统用于储存、监测循环冷却水的水质情况并调控人工湿地床水力负荷;人工湿地床包裹发泡保温材料,布置多层填料,并种植盐生植物;供水系统用于汇集经人工湿地床继续冷却及处理后的冷却水并检测供水水质;集水系统输出的高盐度的循环冷却水通入人工湿地床进行脱氮和降低盐度,同时人工湿地床对由集水系统收集的雨水/中水进行处理,最后处理后的中水及脱氮和降低盐度的高盐度的循环冷却水汇入供水系统补给循环冷却水供水。/n

【技术特征摘要】
1.一种低影响开发中水回用潜流人工湿地系统,其特征在于,由集水系统、人工湿地床、活性炭吸附床、供水系统通过管路依次连通构成;集水系统用于储存、监测循环冷却水的水质情况并调控人工湿地床水力负荷;人工湿地床包裹发泡保温材料,布置多层填料,并种植盐生植物;供水系统用于汇集经人工湿地床继续冷却及处理后的冷却水并检测供水水质;集水系统输出的高盐度的循环冷却水通入人工湿地床进行脱氮和降低盐度,同时人工湿地床对由集水系统收集的雨水/中水进行处理,最后处理后的中水及脱氮和降低盐度的高盐度的循环冷却水汇入供水系统补给循环冷却水供水。


2.如权利要求1所述的一种低影响开发中水回用潜流人工湿地系统,其特征在于,所述人工湿地床内铺设有不锈钢冷却水管构成的继续冷却系统,人工湿地床布置的所述填料具有吸附和保温作用;所述集水系统输出的低盐度的循环冷却水经由继续冷却系统利用与人工湿地床的人工湿地的热交换过程实现继续冷却,同时提高冬季低温状态下人工湿地的污水净化效果,最终冷却后的低盐度的循环冷却水流入所述供水系统补给循环冷却水供水。


3.如权利要求1所述的一种低影响开发中水回用潜流人工湿地系统,其特征在于,所述集水系统包括集水水箱、盐度计、温度计、雨水/中水引流管、流量计、流速调节阀、多支路控制阀组件;集水水箱的入口通过冷却水进水管与所述供水系统相连通,集水水箱设有用于检测集水水箱内的循环冷却水的盐度的盐度计;集水水箱的出口管路连接多支路控制阀组件,多支路控制阀组件与集水水箱的出口之间的管路上设有温度计;多支路控制阀组件将集水水箱的出水分为两条支路,一种支路与所述人工湿地床中铺设的所述继续冷却系统相连通,另一条支路与所述人工湿地床中铺设的穿孔布水管相连通;多支路控制阀组件与穿孔布水管之间的管路上设有流速调节阀及流量计,并且该管路与雨水/中水引流管相连通;所述集水系统所使用的管路优选为抗压强度好、耐热、导热性能良好的不锈钢冷却水管,内径为5cm~10cm。


4.如权利要求3所述的一种低影响开发中水回用潜流人工湿地系统,其特征在于,所述集水水箱长8.0~10.0m、宽4.0~6.0m、高1.5~2.0m;所述流速调节阀及所述流量计用于对水流进行调节,以提升人工湿地硝化-反硝化效率,充分降低循环冷却水盐度水平。


5.如权利要求3所述的一种低影响开发中水回用潜流人工湿地系统,其特征在于,所述不锈钢冷却水管的管壁厚0.7mm~1.0mm,铺设位置为人工湿地床底部以上0.8m~1.0m处,所述不锈钢冷却水管平行于人工湿地床体宽度方向的长度优选为1.8~2.0m,弯头处设置0.1m长不锈钢短管连接,沿不锈钢冷却水管形成“之”字形水流路径,以延长冷却水与人工湿地潜流水体的接触时间,达到继续冷却的目的。


6.如权利要求3所述的一种低影响开发中水回用潜流人工湿地系统,其特征在于,所述穿孔布水管使用网纱包裹,网纱孔眼大小优选为1mm~2mm;穿孔布水管位于人工湿地填料深度10cm处,穿...

【专利技术属性】
技术研发人员:王宇晖王逸飞宋新山戴晓波乔雯雯司志浩赵雨枫张志兰徐勇
申请(专利权)人:东华大学上海泽耀环保科技有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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