一种结合SBR池和人工湿地的污水处理系统的制作方法

本实用新型涉及水处理技术领域，特别涉及一种污水处理系统，尤其是一种人工湿地污水处理系统。

背景技术：

sbr法，又叫序批式活性污泥法，是环境工程专业名词，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，sbr技术的核心是sbr(sequencingbatchreactor)反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合。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。

sbr适用于建设规模为ⅲ、ⅳ、ⅴ类的污水处理厂和中、小型废水处理站，适合于间歇排放工业废水的处理。而人工湿地作为一种低投资、低能耗的污水生态处理技术己逐步骤被世界各国所接受并广泛使用，其对污水中存在的有机污染物、以及氮和磷具有良好的去除功能和作用。并且，人工湿地处理的对象广泛，例如生活污水、河流和湖泊富营养化水体等。人工湿地中的有机污染物分为两种：不可溶有机污染物和可溶有机污染物。污水中不可溶的有机污染物在污水流经人工湿地的过程中，被从水体中截留下来沉淀在人工湿地中，被人工湿地中的微生物分解利用达到去除的目的；可溶性有机污染物则通过植物根系的吸收和微生物降解被去除。污水中的有机物被微生物和植物转化为自身养分，最终固定在微生物和植物体内，通过基质的定期更换和植物收割从人工湿地系统中去除。污水中的氨氮在人工湿地污水处理系统中被湿地植物吸收利用，被植物转化成有机物固定在植物体内，通过定期收割植物可以有效去除积累在植物体内的氮。有机氮经过矿化作用在好氧区被转化为硝态氮和亚硝态氮，然后这两种形态的氮在厌氧区经反硝化作用被还原为氮气从水体中释放，最终达到去除的目的。

但申请人在实现现有技术中的技术方案的过程中，发现现有技术的技术方案中存在如下技术问题：

现有的人工湿地处理系统中水生植物的吸附作用和反硝化作用有限，系统的脱氮和除磷效率不高。具体来讲，碎石层中物质单调，水生植物的种植也只是常用的美人蕉，导致吸附作用，反硝化作用有限，系统的脱氮和除磷效率不高。

此外，现有的人工湿地处理系统通常在好氧环境中的分解效率也不高，水处理效果不好。最终导致污水净化效率低和经济成本高的问题。

sbr也存在一些缺点，包括污水静置阶段依靠自然沉降，出水水质悬浮物存在波动的问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结合sbr池和人工湿地的污水处理系统，解决了现有技术中sbr池及人工湿地污水净化效率低和经济成本高的问题，达到了提高污水净化效率和经济价值的技术效果。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种结合sbr池和人工湿地的污水处理系统，包括：

sbr反应池，其上方设有污水进水口，其下方设有污水排水管和排泥管；所述sbr反应池内由上而下分别设有组合填料层和腐殖生物填料层；还包括曝气管，所述曝气管的呈倒t型，其垂直管道贯穿所述sbr反应池的顶部延伸至所述sbr反应池内并连通水平设置在接近所述sbr反应池底部的给气管道；

人工湿地池体，由池壁和分隔结构组成；所述分隔结构将所述池体分为两半，其中一半为布水端，另外一半为集水端；

沙土石结构，位于所述池体之内，由上而下分别为土壤层，细沙层，沸石层和碎石层，所述土壤层中间之下和所述细沙层的上层之间的空间为填料表层；

植物层，种植在所述土壤层上，所述植物层可以选择香蒲，所述香蒲的根系往所述土壤层中延伸；

给排水结构，由给水管道，连通管道和排水管道组成；

所述给水管道主要位于布水端的上方，其包括进水管和布水主管组成；所述进水管的两端分别连接所述污水排水管和布水主管，所述布水主管位于所述土壤层中，所述布水主管的管壁均匀设有布水口，以将水从上而下平均渗透到所述沙土石结构中；

所述连通管道为池底连通管，所述池底连通管贯穿所述分隔结构，其位于所述布水端和集水端的部分分别平均分布有底部集水口和底部上水口，以将水从所述布水端的底部导流至所述集水端的底部；

所述排水管道主要位于所述集水端的上方，其包括集水主管和与所述集水主管连通的出水管，所述集水主管设置在所述土壤层上，其管壁设有集水口，以将水收集排走；

所述布水干管的管径为110mm，所述集水干管的管径为160mm。

优选的，所述组合填料层的厚度是所述腐殖生物填料层的2倍以上；所述给水管道还包括连接所述布水主管的布水支管，所述布水支管位于所述填料表层，其结构呈网状，所述布水支管的管壁平均分布有上方布水口。

优选的，所述排泥管低于所述污水排水管；所述排水管道还包括连接所述布水主管的集水支管，所述集水支管位于所述填料表层，其结构呈网状，所述集水支管的管壁平均分布有上方集水口。

优选的，所述组合填料层的厚度是所述腐殖生物填料层的2倍；所述布水支管和集水支管的管径分别为50-75mm和75-110mm。

更优选的，所述布水支管的管径为60mm；集水支管的管径为90mm。

优选的，所述池底连通管的管径为110mm。

特别优选的，所述香蒲的种植密度为25株每平米；所述土壤层和细沙层的厚度和粒径分别均为0.1m和1-5mm；所述沸石层的厚度和粒径分别为0.5m和5-9mm；所述碎石层的厚度和粒径分别为0.3m和10-20mm。

优选的，所述土壤层和细沙层的粒径均为3mm；所述沸石层的粒径7mm；所述碎石层的粒径为15mm。

更优选的，所述分隔结构为分隔墙；所述池壁的顶部高于所述沙土石结构0.1m；所述池体的深度为1.1m。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

上述技术方案，由于采用sbr反应池连通人工湿地池体，且人工湿地池体被分隔结构将其池体分为布水端和集水端并由池底连通管连通的两半，结合sbr反应池中呈倒t型曝气管和人工湿地池体由上而下分别为土壤层，细沙层，沸石层和碎石层的沙土石结构，其中，布水主管和集水主管均位于土壤层，植物层为香蒲等一系列技术手段，使得在提高给气充分程度的基础上，sbr反应池过滤的效能和人工湿地过滤效能组合为一体，提高了系统脱氮除磷能力及缓解了水力负荷，在沸石层和香蒲植物层两者的共同作用下还可以使污水中的有机物、氨氮和磷的去除率得以大幅度提升。此外，由池底连通管连通的布水端和集水端将人工湿地分为左右两级结构，污水呈u型径流先从布水端由上而下经过土壤层，细沙层，沸石层和碎石层流往池底，并从池底连通管流往集水端，再从下而上流经碎石层、沸石层、细沙层和土壤层并从集水主管收集排走，增加了污水在池里的径流长度和停留时间。植物香蒲是一个经济型作物，该植物成长后可药用和可用于造纸。有效解决了现有技术中sbr反应池及人工湿地污水净化效率低和经济成本高的技术问题，进而实现了提高污水净化效率和经济价值的技术效果。

此外，上述技术方案由于采用结构呈网状的布水支管和集水支管分别连接布水主管和集水主管，使得布水和集水的有效面积得以增加，提高布水和集水的效率和均匀程度。进一步解决了现有技术中的人工湿地污水净化效率低和经济成本高的技术问题，进而有效实现了提高污水净化效率的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中的人工湿地水路结构示意图。

图中，1-人工湿地池体，2-池壁，10-布水端，11-上方布水口，20-集水端，21-上方集水口，30-分隔墙，50-sbr反应池，51-污水进水口，53-污水排水管，55-曝气管，57-排泥管，61-组合填料层，63-腐殖生物填料层，100-植物层，200-土壤层，300-细沙层，400-沸石层，500-填充表层，600-碎石层，700-进水管，710-布水主管，720-布水支管，800-出水管，810-集水主管，820-集水支管，900-池底连通管，910-底部集水口，920-底部上水口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本申请实施方式的技术方案通过提供一种结合sbr反应池50和人工湿地的污水处理系统，解决了现有技术中sbr池及人工湿地污水净化效率低和经济成本高的问题，在采用呈倒t型曝气管55的sbr反应池50联合由池底连通管900连通的布水端10和集水端20将人工湿地分为左右两级结构结合由上而下分别为土壤层200，细沙层300，沸石层400和碎石层600的沙土石结构且在池体1顶部中种植有香蒲下实现了提高污水净化效率和经济价值的有益效果。

本实用新型为解决上述技术问题的实施方案的总体思路如下：

采用采用sbr反应池50连通人工湿地池体1，且人工湿地池体1被分隔结构将其池体分为布水端10和集水端20并由池底连通管900连通的两半，结合sbr反应池50中呈倒t型曝气管55和人工湿地池体1由上而下分别为土壤层200，细沙层300，沸石层400和碎石层600的沙土石结构，其中，布水主管710和集水主管810均位于土壤层200，植物层100为香蒲等一系列技术手段，使得在提高给气充分程度的基础上，sbr反应池50过滤的效能和人工湿地过滤效能组合为一体，提高了系统脱氮除磷能力及缓解了水力负荷，在沸石层400和香蒲植物层100两者的共同作用下还可以使污水中的有机物、氨氮和磷的去除率得以大幅度提升。此外，由池底连通管900连通的布水端10和集水端20将人工湿地分为左右两级结构，污水呈u型径流先从布水端10由上而下经过土壤层200，细沙层300，沸石层400和碎石层600流往池底，并从池底连通管900流往集水端20，再从下而上流经碎石层600、沸石层400、细沙层300和土壤层200并从集水主管810收集排走，增加了污水在池里的径流长度和停留时间。植物香蒲是一个经济型作物，该植物成长后可药用和可用于造纸。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例1

一种结合sbr池和人工湿地的污水处理系统，如图1所示，包括：

sbr反应池50，其上方设有污水进水口51，其下方设有污水排水管53和排泥管57；sbr反应池50内由上而下分别设有组合填料层61和腐殖生物填料层63；还包括曝气管55，曝气管55的呈倒t型，其垂直管道贯穿sbr反应池50的顶部延伸至sbr反应池50内并连通水平设置在接近sbr反应池50底部的给气管道；

人工湿地池体1，由池壁2和分隔结构组成；分隔结构将池体分为两半，其中一半为布水端10，另外一半为集水端20；

沙土石结构，位于池体之内，由上而下分别为土壤层200，细沙层300，沸石层400和碎石层600，土壤层200中间之下和细沙层300的上层之间的空间为填料表层；

植物层100，种植在土壤层200上，植物层100可以选择香蒲，香蒲的根系往土壤层200中延伸；

给排水结构，由给水管道，连通管道和排水管道组成；

给水管道主要位于布水端10的上方，其包括进水管700和布水主管710组成；进水管700的两端分别连接污水排水管53和布水主管710，布水主管710位于土壤层200中，布水主管710的管壁均匀设有布水口，以将水从上而下平均渗透到沙土石结构中；

连通管道为池底连通管900，池底连通管900贯穿分隔结构，其位于布水端10和集水端20的部分分别平均分布有底部集水口910和底部上水口920，以将水从布水端10的底部导流至集水端20的底部；

排水管道主要位于集水端20的上方，其包括集水主管810和与集水主管810连通的出水管800，集水主管810设置在土壤层200上，其管壁设有集水口，以将水收集排走；

布水干管的管径为110mm，集水干管的管径为160mm。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

上述技术方案，由于采用sbr反应池50连通人工湿地池体1，且人工湿地池体1被分隔结构将其池体分为布水端10和集水端20并由池底连通管900连通的两半，结合sbr反应池50中呈倒t型曝气管55和人工湿地池体1由上而下分别为土壤层200，细沙层300，沸石层400和碎石层600的沙土石结构，其中，布水主管710和集水主管810均位于土壤层200，植物层100为香蒲等一系列技术手段，使得在提高给气充分程度的基础上，sbr反应池50过滤的效能和人工湿地过滤效能组合为一体，提高了系统脱氮除磷能力及缓解了水力负荷，在沸石层400和香蒲植物层100两者的共同作用下还可以使污水中的有机物、氨氮和磷的去除率得以大幅度提升。此外，由池底连通管900连通的布水端10和集水端20将人工湿地分为左右两级结构，污水呈u型径流先从布水端10由上而下经过土壤层200，细沙层300，沸石层400和碎石层600流往池底，并从池底连通管900流往集水端20，再从下而上流经碎石层600、沸石层400、细沙层300和土壤层200并从集水主管810收集排走，增加了污水在池里的径流长度和停留时间。植物香蒲是一个经济型作物，该植物成长后可药用和可用于造纸。有效解决了现有技术中sbr反应池50及人工湿地污水净化效率低和经济成本高的技术问题，进而实现了提高污水净化效率和经济价值的技术效果。

实施例2

一种结合sbr池和人工湿地的污水处理系统，如图1所示，包括：

sbr反应池50，其上方设有污水进水口51，其下方设有污水排水管53和排泥管57；sbr反应池50内由上而下分别设有组合填料层61和腐殖生物填料层63；还包括曝气管55，曝气管55的呈倒t型，其垂直管道贯穿sbr反应池50的顶部延伸至sbr反应池50内并连通水平设置在接近sbr反应池50底部的给气管道；

人工湿地池体1，由池壁2和分隔结构组成；分隔结构将池体分为两半，其中一半为布水端10，另外一半为集水端20；

沙土石结构，位于池体之内，由上而下分别为土壤层200，细沙层300，沸石层400和碎石层600，土壤层200中间之下和细沙层300的上层之间的空间为填料表层；

植物层100，种植在土壤层200上，植物层100可以选择香蒲，香蒲的根系往土壤层200中延伸；

给排水结构，由给水管道，连通管道和排水管道组成；

给水管道主要位于布水端10的上方，其包括进水管700和布水主管710组成；进水管700的两端分别连接污水排水管53和布水主管710，布水主管710位于土壤层200中，布水主管710的管壁均匀设有布水口，以将水从上而下平均渗透到沙土石结构中；

连通管道为池底连通管900，池底连通管900贯穿分隔结构，其位于布水端10和集水端20的部分分别平均分布有底部集水口910和底部上水口920，以将水从布水端10的底部导流至集水端20的底部；

排水管道主要位于集水端20的上方，其包括集水主管810和与集水主管810连通的出水管800，集水主管810设置在土壤层200上，其管壁设有集水口，以将水收集排走；

布水干管的管径为110mm，集水干管的管径为160mm。

具体的，组合填料层61的厚度是腐殖生物填料层63的2倍以上；给水管道还包括连接布水主管710的布水支管720，布水支管720位于填料表层，其结构呈网状，布水支管720的管壁平均分布有上方布水口11。

具体的，排泥管57低于污水排水管53；如图2所示，排水管道还包括连接布水主管710的集水支管820，集水支管820位于填料表层，其结构呈网状，集水支管820的管壁平均分布有上方集水口21。

具体的，组合填料层61的厚度是腐殖生物填料层63的2倍；布水支管720和集水支管820的管径分别为50-75mm和75-110mm。

具体的，池底连通管900的管径为110mm。

特别具体的，香蒲的种植密度为25株每平米；土壤层200和细沙层300的厚度和粒径分别均为0.1m和1-5mm；沸石层400的厚度和粒径分别为0.5m和5-9mm；碎石层600的厚度和粒径分别为0.3m和10-20mm。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

上述技术方案，由于采用sbr反应池50连通人工湿地池体1，且人工湿地池体1被分隔结构将其池体分为布水端10和集水端20并由池底连通管900连通的两半，结合sbr反应池50中呈倒t型曝气管55和人工湿地池体1由上而下分别为土壤层200，细沙层300，沸石层400和碎石层600的沙土石结构，其中，布水主管710和集水主管810均位于土壤层200，植物层100为香蒲等一系列技术手段，使得在提高给气充分程度的基础上，sbr反应池50过滤的效能和人工湿地过滤效能组合为一体，提高了系统脱氮除磷能力及缓解了水力负荷，在沸石层400和香蒲植物层100两者的共同作用下还可以使污水中的有机物、氨氮和磷的去除率得以大幅度提升。此外，由池底连通管900连通的布水端10和集水端20将人工湿地分为左右两级结构，污水呈u型径流先从布水端10由上而下经过土壤层200，细沙层300，沸石层400和碎石层600流往池底，并从池底连通管900流往集水端20，再从下而上流经碎石层600、沸石层400、细沙层300和土壤层200并从集水主管810收集排走，增加了污水在池里的径流长度和停留时间。植物香蒲是一个经济型作物，该植物成长后可药用和可用于造纸。有效解决了现有技术中sbr反应池50及人工湿地污水净化效率低和经济成本高的技术问题，进而实现了提高污水净化效率和经济价值的技术效果。

此外，上述技术方案由于采用结构呈网状的布水支管720和集水支管820分别连接布水主管710和集水主管810，使得布水和集水的有效面积得以增加，提高布水和集水的效率和均匀程度。进一步解决了现有技术中的人工湿地污水净化效率低和经济成本高的技术问题，进而有效实现了提高污水净化效率的技术效果。

实施例3

一种结合sbr池和人工湿地的污水处理系统，如图1所示，包括：

sbr反应池50，其上方设有污水进水口51，其下方设有污水排水管53和排泥管57；sbr反应池50内由上而下分别设有组合填料层61和腐殖生物填料层63；还包括曝气管55，曝气管55的呈倒t型，其垂直管道贯穿sbr反应池50的顶部延伸至sbr反应池50内并连通水平设置在接近sbr反应池50底部的给气管道；

人工湿地池体1，由池壁2和分隔结构组成；分隔结构将池体分为两半，其中一半为布水端10，另外一半为集水端20；

沙土石结构，位于池体之内，由上而下分别为土壤层200，细沙层300，沸石层400和碎石层600，土壤层200中间之下和细沙层300的上层之间的空间为填料表层；

植物层100，种植在土壤层200上，植物层100可以选择香蒲，香蒲的根系往土壤层200中延伸；

给排水结构，由给水管道，连通管道和排水管道组成；

给水管道主要位于布水端10的上方，其包括进水管700和布水主管710组成；进水管700的两端分别连接污水排水管53和布水主管710，布水主管710位于土壤层200中，布水主管710的管壁均匀设有布水口，以将水从上而下平均渗透到沙土石结构中；

连通管道为池底连通管900，池底连通管900贯穿分隔结构，其位于布水端10和集水端20的部分分别平均分布有底部集水口910和底部上水口920，以将水从布水端10的底部导流至集水端20的底部；

排水管道主要位于集水端20的上方，其包括集水主管810和与集水主管810连通的出水管800，集水主管810设置在土壤层200上，其管壁设有集水口，以将水收集排走；

布水干管的管径为110mm，集水干管的管径为160mm。

具体的，组合填料层61的厚度是腐殖生物填料层63的2倍；给水管道还包括连接布水主管710的布水支管720，布水支管720位于填料表层，其结构呈网状，布水支管720的管壁平均分布有上方布水口11。

具体的，排泥管57低于污水排水管53；如图2所示，排水管道还包括连接布水主管710的集水支管820，集水支管820位于填料表层，其结构呈网状，集水支管820的管壁平均分布有上方集水口21。

具体的，布水支管720的管径为60mm；集水支管820的管径为90mm。

具体的，池底连通管900的管径为110mm。

特别具体的，香蒲的种植密度为25株每平米；

具体的，土壤层200和细沙层300的粒径均为3mm；沸石层400的粒径7mm；碎石层600的粒径为15mm。

更具体的，分隔结构为分隔墙30；池壁2的顶部高于沙土石结构0.1m；池体的深度为1.1m。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

上述技术方案，由于采用sbr反应池50连通人工湿地池体1，且人工湿地池体1被分隔结构将其池体分为布水端10和集水端20并由池底连通管900连通的两半，结合sbr反应池50中呈倒t型曝气管55和人工湿地池体1由上而下分别为土壤层200，细沙层300，沸石层400和碎石层600的沙土石结构，其中，布水主管710和集水主管810均位于土壤层200，植物层100为香蒲等一系列技术手段，使得在提高给气充分程度的基础上，sbr反应池50过滤的效能和人工湿地过滤效能组合为一体，提高了系统脱氮除磷能力及缓解了水力负荷，在沸石层400和香蒲植物层100两者的共同作用下还可以使污水中的有机物、氨氮和磷的去除率得以大幅度提升。此外，由池底连通管900连通的布水端10和集水端20将人工湿地分为左右两级结构，污水呈u型径流先从布水端10由上而下经过土壤层200，细沙层300，沸石层400和碎石层600流往池底，并从池底连通管900流往集水端20，再从下而上流经碎石层600、沸石层400、细沙层300和土壤层200并从集水主管810收集排走，增加了污水在池里的径流长度和停留时间。植物香蒲是一个经济型作物，该植物成长后可药用和可用于造纸。有效解决了现有技术中sbr反应池50及人工湿地污水净化效率低和经济成本高的技术问题，进而实现了提高污水净化效率和经济价值的技术效果。

此外，上述技术方案由于采用结构呈网状的布水支管720和集水支管820分别连接布水主管710和集水主管810，使得布水和集水的有效面积得以增加，提高布水和集水的效率和均匀程度。进一步解决了现有技术中的人工湿地污水净化效率低和经济成本高的技术问题，进而有效实现了提高污水净化效率的技术效果。

本实用新型技术方案将sbr的工艺和人工湿地的工艺通过结构连接组合为一体，提高了系统脱氮除磷能力及水力负荷，工艺简单，智能化程度高，故障率低，运营管理方便，非常适用于分散型生活污水的处理。出水可以达到gb18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级a标准。

人工湿地池体1采用两级结构，增加了污水在池里的停留时间。

人工湿地池上的种植物具有优美的景观效果，可以起到美化生态环境的作用。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。