公布日：2024.04.16

申請日：2023.12.29

分類號：C02F3/32(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F7/00(2006.01)I

摘要

本方案公開了生活污水處理技術領域的一種生活污水人工濕地出水調節裝置，包括布水管和出水管，出水管的出水端連通有集水池，集水池位于人工濕地的最低液位下方，集水池內連接有虹吸管，虹吸管遠離集水池的一端延伸到出水管內且處于人工濕地的最高液位處；出水管內設有單向出液閥，出水管連通有自來水管和排氣管，自來水管上設有進水閥，排氣管上設有排氣閥，虹吸管上設有球閥，虹吸管位于自來水管和單向出液閥之間，自來水管位于排氣管和虹吸管之間。本申請的調節裝置可以有效解決當前的人工濕地長期被污水覆蓋的問題。

權利要求書

1.一種生活污水人工濕地出水調節裝置，包括布水管和出水管，其特征在于：出水管的出水端連通有集水池，集水池位于人工濕地的最低液位下方，集水池內連接有虹吸管，虹吸管遠離集水池的一端延伸到出水管內且處于人工濕地的最高液位處；出水管內設有單向出液閥，出水管連通有自來水管和排氣管，自來水管上設有進水閥，排氣管上設有排氣閥，虹吸管上設有球閥，虹吸管位于自來水管和單向出液閥之間，自來水管位于排氣管和虹吸管之間。

2.根據權利要求1所述的一種生活污水人工濕地出水調節裝置，其特征在于：所述虹吸管位于集水池內的一端可拆卸連接有管堵。

3.根據權利要求2所述的一種生活污水人工濕地出水調節裝置，其特征在于：所述排氣管上連接有虹吸破壞管，虹吸破壞管位于出水管和排氣閥之間。

4.根據權利要求3所述的一種生活污水人工濕地出水調節裝置用于調節人工濕地出水量的方法，將布水管布置到人工濕地最高液位處的下方3～8cm處，將出水管的進水端安置在人工濕地最低液位處的下方5～15cm處；其特征在于：調節人工濕地出水量的具體操作如下：一、當向人工濕地中排放的生活污水量充足時：排氣閥及進水閥保持關閉，球閥保持開啟即可；二、當向人工濕地中排放的生活污水量不足時：關閉球閥，開啟排氣閥和進水閥，向虹吸管內補充自來水，直到排氣管頂部開始有水流出后停止加水，將排氣閥及進水閥關閉，打開球閥，取下虹吸管底部的管堵。

5.根據權利要求4所述的一種生活污水人工濕地出水調節裝置用于調節人工濕地出水量的方法，其特征在于：人工濕地中，濾料層包括自下而上依次設置的大碎石層、中碎石層、瓜米石層和種植土層。

6.根據權利要求5所述的一種生活污水人工濕地出水調節裝置用于調節人工濕地出水量的方法，其特征在于：大碎石的粒徑為30～40㎝，中碎石的粒徑為10～20㎝，瓜米石的粒徑為5～10㎝。

7.根據權利要求6所述的一種生活污水人工濕地出水調節裝置用于調節人工濕地出水量的方法，其特征在于：所述大碎石層的厚度為50～70㎝，中碎石層的厚度為25～35㎝，瓜米石層的厚度為15～25㎝，種植土層的厚度為8～15㎝。

發明內容

本發明意在提供一種生活污水人工濕地出水調節裝置及其使用方法，以解決當前的人工濕地長期被污水覆蓋的問題。

本方案中的一種生活污水人工濕地出水調節裝置，包括布水管和出水管，出水管的出水端連通有集水池，集水池位于人工濕地的最低液位下方，集水池內連接有虹吸管，虹吸管遠離集水池的一端延伸到出水管內且處于人工濕地的最高液位處；出水管內設有單向出液閥，出水管連通有自來水管和排氣管，自來水管上設有進水閥，排氣管上設有排氣閥，虹吸管上設有球閥，虹吸管位于自來水管和單向出液閥之間，自來水管位于排氣管和虹吸管之間。

進一步，所述虹吸管位于集水池內的一端可拆卸連接有管堵。

進一步，所述排氣管上連接有虹吸破壞管，虹吸破壞管位于出水管和排氣閥之間。通過調節虹吸破壞管的高度來調整單次虹吸排水量，在保證人工濕地對生活污水處理效果的同時，盡量增加污水在濕地中的停留時間，保證出水水質。

基于本申請的生活污水人工濕地出水調節裝置，本發明還提供了一種生活污水人工濕地出水調節裝置用于調節人工濕地出水量的方法，將布水管布置到人工濕地最高液位處的下方3～8cm處，將出水管的進水端安置在人工濕地最低液位處的下方5～15cm處；調節人工濕地出水量的具體操作如下：

一、當向人工濕地中排放的生活污水量充足時：排氣閥及進水閥保持關閉，球閥保持開啟即可；

二、當向人工濕地中排放的生活污水量不足時：關閉球閥，開啟排氣閥和進水閥，向虹吸管內補充自來水，直到排氣管頂部開始有水流出后停止加水，將排氣閥及進水閥關閉，打開球閥，取下虹吸管底部的管堵。

本方案的工作原理及其有益效果：針對貴州大多數農村所處位置均為山地的情況，可以將人工濕地選址位于落差(高差)較大的位置。本發明采用虹吸現象的基本原理，通過增加虹吸管、單向出液閥、進水閥、管堵及排氣閥等設施，就人工濕地的進出水方式采用“上進下出”，可以將人工濕地內部的水位在最高液位與最低液位之間自由控制。控制過程具體如下：

當生活污水向人工濕地排放充足時，隨著濕地內部水位的不斷升高，達到出水管管底(最高液位)以后，最高處的水會從虹吸管流向集水池，并在虹吸管頂部形成旋渦(負壓)，慢慢帶走虹吸管內的空氣，使得虹吸管內部的水位較快的上升，之后大量的水會從虹吸管進入集水池，帶走更多的空氣，最終形成虹吸排水，短時間內將濕地內的水排入到集水池內，再經集水池進入到下一級人工濕地或下游水體。

如果遇到生活污水產生量降低，人工濕地內的污水長期難以達到最高液位的情況，可采用如下兩種方式進行人工干預，干預時：關閉球閥，開啟排氣閥和進水閥，向虹吸管內補充自來水，直到排氣管頂部開始有水流出后停止加水，將排氣閥及進水閥關閉，打開球閥，取下虹吸管底部的管堵即可形成虹吸效應。采用此方式進行人工干預，按照DN150的虹吸管進行計算，單次自來水用量為60L左右。

另外，可以通過調節虹吸破壞管的高度來調整單次虹吸排水量，在保證人工濕地處理效果的同時，盡量增加污水在濕地中的停留時間，保證出水水質。

進一步，人工濕地中，濾料層包括自下而上依次設置的大碎石層、中碎石層、瓜米石層和種植土層。

進一步，大碎石的粒徑為30～40㎝，中碎石的粒徑為10～20㎝，瓜米石的粒徑為5～10㎝。

進一步，所述大碎石層的厚度為50～70㎝，中碎石層的厚度為25～35㎝，瓜米石層的厚度為15～25㎝，種植土層的厚度為8～15㎝。

本發明的生活污水人工濕地出水調節裝置結合使用方法，可以達到以下效果：

(1)本申請通過調節裝置的設置，使得濕地內的水位可以在高液位與低液位之間循環往復，使得濕地內部可以存在干濕兩種狀態，可以選擇更多類型的濕地植物，便于濕地植物的本地化。

(2)通過虹吸效應，短時間內將人工濕地低液位以上水全部虹吸進入下一級人工濕地或下游水體，可以進一步增加濕地內部濾料空隙間的空氣流動，進一步增加濾料的孔隙率，且虹吸作用力大，能有效減少人工濕地濾料堵塞的現象，避免短流現象的發生。

(3)污水從濕地上部進入濾料層的過程中還可以對污水進行充氧，人工濕地有著濕地和濾池雙重功能，極大的增加人工濕地內的氧氣含量，提高人工濕地內雜質的有氧分解，不僅大大降低人工濕地附近的臭味，還可以進一步加強污水處理效果。

(4)增加人工濕地耐沖擊負荷能力

針對農村生活污水變化系數大的特點，農村生活污水的產生時間較為集中，主要集中在周末及節假日(特別是春節長假)期間。且大多數污水產生于午飯(11：00～13：00)和晚飯(18:30～20:30)時段，人工濕地負荷高。其他時段污水產生量小，人工濕地負荷低。針對上述特點，我們可以靈活采用濕地出水調節裝置來調節污水處理系統，在污水產水量增加之前盡最大可能的清空人工濕地池體的容積，保持大多數池體均位于低液位，給污水產水量大的時段預留更多的處理空間，加強污水處理設施的處理效果。

（發明人：張水;葉國;涂漢;周順華;劉濤;楊小紅）