申請日2016.05.18

　　公開(公告)日2016.08.17

　　IPC分類號C02F9/14; C02F101/16

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種深度處理污水廠二級出水的多級生態(tài)單元組合系統(tǒng)，該系統(tǒng)依次由配水槽、生態(tài)塘、二級人工濕地和沉水植物塘組成。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，污水處理廠尾水依次經(jīng)過生態(tài)塘、潛流濕地、表流濕地和沉水植物塘，在填料‑微生物‑植物系統(tǒng)聯(lián)合作用下進(jìn)行凈化處理，其出水水質(zhì)好且穩(wěn)定。本發(fā)明系統(tǒng)具有高效去除氮磷、基建費(fèi)用省、無動力消耗、后續(xù)維護(hù)操作方便等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以起到對出水進(jìn)行深度處理的目的，而且還具有美化景觀的價(jià)值。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種深度處理污水廠二級出水的多級生態(tài)單元組合系統(tǒng)，其特征在于：依次由配水槽、生態(tài)塘、二級人工濕地和沉水植物塘組成，所述配水槽、生態(tài)塘、二級人工濕地和沉水植物塘之間依次通過管道連通;

　　其中，所述配水槽用于收集污水處理廠尾水;

　　所述生態(tài)塘用于污水的酸化水解，塘體內(nèi)設(shè)置有多個(gè)生態(tài)浮島以及懸掛在生態(tài)浮島下的彈性填料，還設(shè)置有能夠使污水折流的擋板;

　　所述二級人工濕地包括潛流濕地和表流濕地;所述潛流濕地水平向上依次包括布水區(qū)I、布水板、處理區(qū)I、集水板和集水區(qū)I，所述潛流濕地縱向上依次包括潛流濕地植物區(qū)和潛流濕地基質(zhì)層;所述表流濕地水平向上依次包括布水區(qū)II、處理區(qū)II和集水區(qū)II，所述表流濕地縱向上依次包括表流濕地植物區(qū)和表流濕地基質(zhì)層;

　　所述沉水植物塘縱向上依次包括沉水植物區(qū)和種植土層，所述沉水植物區(qū)位于沉水植物塘的水面下方。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度處理污水廠二級出水的多級生態(tài)單元組合系統(tǒng)，其特征在于：所述生態(tài)塘內(nèi)設(shè)有兩塊擋板，第一擋板底部與塘底相連，頂端距水面相隔一段距離，第二擋板頂部與塘頂相連，底部與塘底相隔一段距離;每個(gè)生態(tài)浮島下懸掛有25串彈性填料，每串彈性填料含有10個(gè)填料。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度處理污水廠二級出水的多級生態(tài)單元組合系統(tǒng)，其特征在于：所述潛流濕地的長寬比為5～6∶1。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度處理污水廠二級出水的多級生態(tài)單元組合系統(tǒng)，其特征在于：所述處理區(qū)I內(nèi)設(shè)有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板將處理區(qū)I分成三等份，所述布水板到第一隔板之間區(qū)域種植的植物為美人蕉或蘆葦，所述第一隔板到集水板之間區(qū)域種植的植物為菖蒲或蘆葦。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度處理污水廠二級出水的多級生態(tài)單元組合系統(tǒng)，其特征在于：所述潛流基質(zhì)層從下到上依次分為底層基質(zhì)層、中層基質(zhì)層和表層基質(zhì)層，所述底層基質(zhì)層為礫石或加氣混凝土砌塊，所述中層基質(zhì)層為礫石或陶粒，所述表層基質(zhì)層為陶�；蚣�(xì)砂。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的深度處理污水廠二級出水的多級生態(tài)單元組合系統(tǒng)，其特征在于：所述底層基質(zhì)層的厚度為30cm，填料粒徑為8～16mm;所述中層基質(zhì)層的厚度為20cm，填料粒徑為8～16mm;所述表層基質(zhì)層的厚度為20cm，填料粒徑為4～8mm。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度處理污水廠二級出水的多級生態(tài)單元組合系統(tǒng)，其特征在于：所述表流濕地基質(zhì)層為卵石、沸石或礫石中的一種或幾種按任意比例的組合，所述表流濕地基質(zhì)層的厚度為60cm，填料粒徑8～16mm。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度處理污水廠二級出水的多級生態(tài)單元組合系統(tǒng)，其特征在于：所述表流濕地植物區(qū)種植的植物為鳳眼蓮、千屈菜或鳶尾中的一種或幾種組合栽種。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度處理污水廠二級出水的多級生態(tài)單元組合系統(tǒng)，其特征在于：所述沉水植物區(qū)種植的植物為苦草、金魚藻或眼子菜中的一種或幾種組合栽種。

　　說明書

　　一種深度處理污水廠二級出水的多級生態(tài)單元組合系統(tǒng)

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種深度處理污水廠二級出水的多級生態(tài)單元組合系統(tǒng)，屬于能源與環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　近年來，隨著城市污廢水集中處理率的不斷提高及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、工業(yè)集約化的發(fā)展，水資源短缺和水環(huán)境問題日益突出。為了遏制水環(huán)境不斷惡化的趨勢，國家和各級政府部門不斷加大對污水處理設(shè)施的投入，截至2011年底，我國已建成投入運(yùn)營的污水處理廠3153座，污水處理能力達(dá)到1.36×108m3/d，但我國的水資源匱乏和水環(huán)境污染問題依然嚴(yán)峻。

　　現(xiàn)階段我國的城市污水處理廠主要以COD、BOD5、SS、氮和磷等為主要去除對象。雖然二級生物處理可削減水中的大部分污染物，但二級出水的排放量大，且氮、磷濃度較高，這對自凈能力有限或已受到污染的受納水體來說，并不能從根本上解決受納水體的富營養(yǎng)化問題，只能延緩其發(fā)展趨勢，同時(shí)考慮到國際公認(rèn)的水體富營養(yǎng)化的臨界值(TN 0.2mg·L-1、TP 0.2mg·L-1)，二級出水依舊是造成受納水體富營養(yǎng)化的主要原因之一。另一方面，污水處理廠尾水的進(jìn)一步凈化，可以為城市提供更高質(zhì)量的回用水，是解決城市缺水的重要途徑之一，具有開源節(jié)流和環(huán)境保護(hù)的綜合效益。因此為了改善受納水體的水環(huán)境質(zhì)量以及獲得更高質(zhì)量的回用水，二級出水還需進(jìn)一步的深度處理。

　　目前常用的尾水深度處理方法主要有活性炭吸附法、膜分離法及高級氧化法等，雖然可以有效削減尾水中的污染物，但由于這些方法普遍存在處理費(fèi)用昂貴、管理復(fù)雜、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用高等缺點(diǎn)，在現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)社會條件下，根本不可能實(shí)現(xiàn)廣泛推廣，嚴(yán)重制約了尾水深度處理技術(shù)的發(fā)展。因此一種利用生態(tài)塘和人工濕地一起處理生態(tài)污水的系統(tǒng)的開發(fā)很有必要。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種深度處理污水廠二級出水的多級生態(tài)單元組合系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有低耗高效、運(yùn)行穩(wěn)定以及能夠?qū)崿F(xiàn)同步脫碳氮除磷的優(yōu)點(diǎn)。

　　為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

　　一種深度處理污水廠二級出水的多級生態(tài)單元組合系統(tǒng)，依次由配水槽、生態(tài)塘、二級人工濕地和沉水植物塘組成，所述配水槽、生態(tài)塘、二級人工濕地和沉水植物塘之間通過管道連通;

　　其中，所述配水槽用于收集污水處理廠尾水;

　　所述生態(tài)塘用于污水的酸化水解，塘體內(nèi)設(shè)置有多個(gè)生態(tài)浮島以及懸掛在生態(tài)浮島下的彈性填料，還設(shè)置有能夠使污水折流的擋板;

　　所述二級人工濕地包括潛流濕地和表流濕地;所述潛流濕地水平向上依次包括布水區(qū)I、布水板、處理區(qū)I、集水板和集水區(qū)I，所述潛流濕地縱向上依次包括潛流濕地植物區(qū)和潛流濕地基質(zhì)層;所述表流濕地水平向上依次包括布水區(qū)II、處理區(qū)II和集水區(qū)II，所述表流濕地縱向上依次包括表流濕地植物區(qū)和表流濕地基質(zhì)層;

　　所述沉水植物塘縱向上依次包括沉水植物區(qū)和種植土層，所述沉水植物區(qū)位于沉水植物塘的水面下方。

　　其中，所述生態(tài)塘內(nèi)設(shè)有兩塊擋板，第一擋板底部與塘底相連，頂端距水面相隔一段距離，第二擋板頂部與塘頂相連，底部與塘底相隔一段距離;每個(gè)生態(tài)浮島下懸掛有25串彈性填料，每串彈性填料含有10個(gè)填料。

　　其中，所述潛流濕地的長寬比為5～6∶1。

　　其中，所述處理區(qū)I內(nèi)設(shè)有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板將處理區(qū)I分成三等份，在布水板到第一隔板之間種植根系泌氧能力強(qiáng)的水生植物，如美人蕉或蘆葦，在第一隔板到集水板之間種植生長量大，氮、磷吸收作用好的水生植物，如菖蒲或蘆葦。

　　其中，所述潛流基質(zhì)層從下到上依次分為底層基質(zhì)層、中層基質(zhì)層和表層基質(zhì)層，所述底層基質(zhì)層為礫石或加氣混凝土砌塊，所述中層基質(zhì)層為礫石或陶粒，所述表層基質(zhì)層為陶�；蚣�(xì)砂。

　　其中，所述底層基質(zhì)層的厚度為30cm，填料粒徑為8～16mm;所述中層基質(zhì)層的厚度為20cm，填料粒徑為8～16mm;所述表層基質(zhì)層的厚度為20cm，填料粒徑為4～8mm。

　　其中，所述表流濕地基質(zhì)層為卵石、沸石或礫石中的一種或幾種按任意比例的組合，所述表流濕地基質(zhì)層的厚度為60cm，填料粒徑8～16mm。

　　其中，所述表流濕地植物區(qū)種植的植物為鳳眼蓮、千屈菜或鳶尾中的一種或幾種組合栽種。

　　其中，所述沉水植物區(qū)種植的植物為苦草、金魚藻或眼子菜中的一種或幾種組合栽種。

　　本發(fā)明系統(tǒng)各生態(tài)單元具有不同的高程，逐級布置，通過土建墊高和挖埋實(shí)現(xiàn)污水重力自流，從而無需使用任何動力設(shè)備。配水槽將污水處理廠的尾水收集運(yùn)送到生態(tài)塘，生態(tài)塘對其進(jìn)行酸化水解后，污水進(jìn)入二級人工濕地，經(jīng)濕地填料、濕地植物的吸附與降解后去除了污水中的碳氮磷污染物，凈化后的出水經(jīng)過沉水植物塘改善水質(zhì)后排出。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明系統(tǒng)具有的有益效果是：

　　首先，本發(fā)明系統(tǒng)采用重力自流的多級生態(tài)單元組合來深度處理污水處理廠尾水，既降低了運(yùn)行能耗，又綜合了各單元處理污水的優(yōu)點(diǎn)，從而大大提高了污水的凈化效率;

　　其次，本發(fā)明系統(tǒng)利用生態(tài)塘將尾水中難降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可生物降解的有機(jī)物，為后續(xù)人工濕地反硝化脫氮過程提供碳源;利用人工濕地通過基質(zhì)吸附、微生物作用及植物吸收等物理、化學(xué)及生物作用，實(shí)現(xiàn)碳氮磷元素的同步去除;利用沉水植物塘對處理后的水體進(jìn)行進(jìn)一步修復(fù)，達(dá)到改善水質(zhì)的目的;

　　最后，本發(fā)明系統(tǒng)不僅可以起到對污水處理廠尾水起到深度處理的目的，而且還具有美化景觀的價(jià)值。