申請(qǐng)日2015.08.26
公開(kāi)(公告)日2015.12.23
IPC分類號(hào)C02F3/32; C02F3/30; C02F3/34
摘要
本發(fā)明提供一種一體式復(fù)合立體人工濕地系統(tǒng)和污水處理方法，該系統(tǒng)包括具有隔水功能的濕地床體和建造在該濕地床體內(nèi)部空間的表流池和潛流池，所述的表流池種植有凈水植物，該表流池還設(shè)置有進(jìn)水裝置;所述的表流池和潛流池通過(guò)中水集布水裝置連接;潛流池設(shè)有凈水排出裝置。其中，濕地床體內(nèi)部空間上部為表流池，下部為潛流池;所述的表流池和潛流池分別填充有表流池基質(zhì)和潛流池基質(zhì)，其中，表流池基質(zhì)用于固定凈水植物的根系并附著好氧、兼氧微生物;潛流池基質(zhì)用于附著缺氧、厭氧微生物以及反硝化細(xì)菌。本發(fā)明提供的污水處理方法是采用上述濕地，使污水得到凈化。本發(fā)明具有占地面積小，出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求書
1.一種一體式復(fù)合立體人工濕地系統(tǒng)，包括具有隔水功能的濕地床體和建造在該濕地床體內(nèi)部空間的表流池和潛流池，所述的表流池種植有凈水植物，該表流池還設(shè)置有進(jìn)水裝置，用于引入污水;所述的表流池和潛流池通過(guò)中水集布水裝置連接;潛流池設(shè)有凈水排出裝置，用于將處理后的凈水排出，其特征在于，
所述的濕地床體內(nèi)部空間上部為表流池，下部為潛流池;所述的表流池和潛流池分別填充有表流池基質(zhì)和潛流池基質(zhì)，其中，表流池基質(zhì)用于固定所述凈水植物的根系及附著好氧、兼氧微生物，使表流池形成表流濕地，潛流池基質(zhì)用于附著缺氧、厭氧微生物以及反硝化細(xì)菌，使?jié)摿鞒匦纬蓾摿鳚竦�，所述的表流池基質(zhì)和潛流池基質(zhì)相接觸形成了表流濕地與潛流濕地的接觸面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式復(fù)合立體人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，所述的進(jìn)水裝置由進(jìn)水管和與之連通的進(jìn)水布水管組成，所述的進(jìn)水布水管上開(kāi)設(shè)有若干個(gè)布水孔，能夠?qū)⑽鬯鶆虻匾氡砹鳚竦亍?/P>
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式復(fù)合立體人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，所述的中水集布水裝置包括表流集水管、中水輸送管和中水布水管，所述的表流集水管設(shè)置在表流池與布水管相對(duì)的一端，該表流集水管上開(kāi)有若干個(gè)用于收集經(jīng)表流濕地處理后形成的中水的集水孔，該集水孔的水平位置低于所述的進(jìn)水布水管上開(kāi)設(shè)的布水孔的位置;所述的表流集水管通過(guò)中水輸送管與所述的中水布水管連通，所述的中水布水管由一根輸入管和若干根與輸入管連通并埋設(shè)于潛流濕地中的輸出支管組成，所述的輸出支管上開(kāi)有若干中水布水孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一體式復(fù)合立體人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，所述的中水輸送管上開(kāi)有一個(gè)取水口，在該取水口上方的中水輸送管上還設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)中水流量;所述的取水口還設(shè)置有流量計(jì)和能夠封閉取水口的密封閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式復(fù)合立體人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，所述的凈水排出裝置是設(shè)置在潛流池的底部的凈水集水管，該凈水集水管上開(kāi)有若干凈水收集口，用于收集經(jīng)潛流濕地處理后的凈水;所述的凈水集水管的一端穿過(guò)濕地床體，并能夠通過(guò)開(kāi)設(shè)于其上的凈水出口將凈水排出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一體式復(fù)合立體人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，在所述凈水出口設(shè)置有動(dòng)力泵，能夠?qū)羲蜃詠?lái)水反向泵入潛流池。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式復(fù)合立體人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，所述的表流池基質(zhì)和潛流池基質(zhì)為碎石、石英砂、粉煤灰、高爐渣、鵝卵石中的一種或任意兩種以上組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式復(fù)合立體人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，所述的凈水植物為蘆葦、水蔥、香蒲中的一種或任意兩種以上組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一體式復(fù)合立體人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，所述的表流池基質(zhì)和潛流池基質(zhì)均為碎石，其填充厚度之比為1：2。
10.一種污水處理方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1-9所述的任一一體式復(fù)合立體人工濕地系統(tǒng)對(duì)污水進(jìn)行處理，包括如下步驟：
1)將預(yù)處理后的污水導(dǎo)入表流濕地，讓污水在其中流動(dòng)，使污水中的固體懸浮物被表流池基質(zhì)和凈水植物截留;所述的表流池基質(zhì)和凈水植物根系上負(fù)載的微生物通過(guò)發(fā)生厭氧反應(yīng)、兼氧和好氧反應(yīng)、植物降解反應(yīng)以及植物根系和表流池基質(zhì)之間形成的生物膜發(fā)生的降解反應(yīng)來(lái)去除污水中的有機(jī)物、氮和磷;
2)經(jīng)過(guò)表流濕地處理形成的中水在重力作用下滲透或通過(guò)中水集布水裝置輸送到潛流濕地，調(diào)節(jié)通過(guò)中水集布水裝置輸入到潛流濕地的中水量和通過(guò)表流濕地與潛流濕地的接觸面滲透輸入潛流濕地的中水量的比例，以實(shí)現(xiàn)對(duì)污水在表流濕地停留時(shí)間的調(diào)整和對(duì)進(jìn)入潛流濕地中水中污染物含量的調(diào)節(jié);在潛流池的厭氧和缺氧環(huán)境中，潛流池基質(zhì)表面上負(fù)載的缺氧和厭氧的微生物通過(guò)厭氧呼吸作用去除中水含有的有機(jī)物;潛流池中的反硝化細(xì)菌通過(guò)反硝化作用將氮降解;潛流池基質(zhì)吸附并沉淀污水中的磷和固體懸浮物;凈水外排。
說(shuō)明書
一種一體式復(fù)合立體人工濕地系統(tǒng)及污水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種一體式復(fù)合立體人工濕地及污水處理方法。
背景技術(shù)
在我國(guó)城鎮(zhèn)發(fā)展過(guò)程中，市政污水處理系統(tǒng)將指定排污范圍內(nèi)的污水收集后，由城市污水管網(wǎng)輸送到污水處理廠進(jìn)行集中處理。但是，在我國(guó)農(nóng)村等較為偏遠(yuǎn)的地區(qū)發(fā)展還相對(duì)滯后，目前這些地方的生活污水的處理沒(méi)有得到較好的解決，然而要將這些地方的生活污水全部收集到污水處理廠，將會(huì)花費(fèi)高昂的污水管道建設(shè)費(fèi)用。同時(shí)，當(dāng)今社會(huì)面臨著水資源短缺的問(wèn)題，污水的回收與再利用必然會(huì)成為成為污水處理技術(shù)關(guān)注的重點(diǎn)。污水在管網(wǎng)中輸送的過(guò)程會(huì)導(dǎo)致污水的滲漏，而未經(jīng)處理的污水滲漏到自然環(huán)境中，不僅對(duì)環(huán)境造成了污染，也對(duì)水資源的回收利用和水資源的可持續(xù)發(fā)展是極為不利的。所以將污水進(jìn)行就地處理和回用，是目前積極倡導(dǎo)的污水處理模式。
穩(wěn)定塘是一種天然的低成本污水處理方式，它利用細(xì)菌和藻類的共同作用來(lái)完成凈化水體的目的，具有投資運(yùn)行費(fèi)用小、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，但是也有一些無(wú)法避免的弊端，如占地面積大、受季節(jié)和環(huán)境的影響大、易散發(fā)惡臭和滋生蚊蟲等，對(duì)周圍環(huán)境造成不良影響。
地下滲濾系統(tǒng)是人為構(gòu)造的一種土地處理系統(tǒng)，它利用微生物和植物之間的相互作用，通過(guò)化學(xué)物理等途徑降解污染物，具有投資費(fèi)用小，出水水質(zhì)好等特點(diǎn)。但是，地下滲濾系統(tǒng)也有不能解決的問(wèn)題，如占地面積大、維護(hù)不當(dāng)污染地下水體等。
人工濕地是由人工建造的生態(tài)系統(tǒng)，具有處理效果好，投資費(fèi)用小，技術(shù)工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。它利用系統(tǒng)中的植物、微生物和基質(zhì)等相互作用，在生物-化學(xué)-物理的三重作用下達(dá)到凈化水體的目的。人工濕地充分發(fā)揮了系統(tǒng)中各組成部分的潛力，避免造成污水的二次污染，達(dá)到了環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的雙重效益。但是人工濕地也有占地面積大、進(jìn)水負(fù)荷小、容易堵塞、運(yùn)行周期短、處理效果不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，同時(shí)容易受到溫度和季節(jié)的影響。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種占地面積小、不易淤堵的的一體式復(fù)合立體人工濕地系統(tǒng)及污水處理方法，能夠有效解決穩(wěn)定塘存在的有機(jī)負(fù)荷低、地下滲濾系統(tǒng)可能會(huì)污染地下水體的問(wèn)題，也解決了人工濕地占地面積大、容易堵塞、運(yùn)行周期短和運(yùn)行不穩(wěn)定的問(wèn)題。達(dá)到了人工濕地占地面積小，出水水質(zhì)好的效果。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種一體式復(fù)合立體人工濕地系統(tǒng)，包括具有隔水功能的濕地床體和建造在該濕地床體內(nèi)部空間的表流池和潛流池，所述的表流池種植有凈水植物，該表流池還設(shè)置有進(jìn)水裝置，用于引入污水;所述的表流池和潛流池通過(guò)中水集布水裝置連接;潛流池設(shè)有凈水排出裝置，用于將處理后的凈水排出，其特征在于，所述的濕地床體內(nèi)部空間上部為表流池，下部為潛流池;所述的表流池和潛流池分別填充有表流池基質(zhì)和潛流池基質(zhì)，其中，表流池基質(zhì)用于固定所述凈水植物的根系及附著好氧、兼氧微生物，使表流池形成表流濕地，潛流池基質(zhì)用于附著缺氧、厭氧微生物以及反硝化細(xì)菌，使?jié)摿鞒匦纬蓾摿鳚竦�，所述的表流池基質(zhì)和潛流池基質(zhì)相接觸形成了表流濕地與潛流濕地的接觸面。
進(jìn)一步地，所述的進(jìn)水裝置由進(jìn)水管和與之連通的進(jìn)水布水管組成，所述的進(jìn)水布水管上開(kāi)設(shè)有若干個(gè)布水孔，能夠?qū)⑽鬯鶆虻匾氡砹鳚竦亍?/P>
進(jìn)一步地，所述的中水集布水裝置包括表流集水管、中水輸送管和中水布水管，所述的表流集水管設(shè)置在表流池與布水管相對(duì)的一端，該表流集水管上開(kāi)有若干個(gè)用于收集經(jīng)表流濕地處理后形成的中水的集水孔，該集水孔的水平位置低于所述的進(jìn)水布水管上開(kāi)設(shè)的布水孔的位置;所述的表流集水管通過(guò)中水輸送管與所述的中水布水管連通，所述的中水布水管由一根輸入管和若干根與輸入管連通并埋設(shè)于潛流濕地中的輸出支管組成，所述的輸出支管上開(kāi)有若干中水布水孔。
進(jìn)一步地，所述的中水輸送管上開(kāi)有一個(gè)取水口，在該取水口上方的中水輸送管上還設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)中水流量;所述的取水口還設(shè)置有流量計(jì)和能夠封閉取水口的密封閥。
進(jìn)一步地，所述的凈水排出裝置是設(shè)置在潛流池的底部的凈水集水管，該凈水集水管上開(kāi)有若干凈水收集口，用于收集經(jīng)潛流濕地處理后的凈水;所述的凈水集水管的一端穿過(guò)濕地床體，并能夠通過(guò)開(kāi)設(shè)于其上的凈水出口將凈水排出。
進(jìn)一步地，在所述凈水出口設(shè)置有動(dòng)力泵，能夠?qū)羲蜃詠?lái)水反向泵入潛流池。
進(jìn)一步地，所述的表流池基質(zhì)和潛流池基質(zhì)為碎石、石英砂、粉煤灰、高爐渣、鵝卵石中的一種或任意兩種以上組合。
進(jìn)一步地，所述的凈水植物為蘆葦、水蔥、香蒲中的一種或任意兩種以上組合。
進(jìn)一步地，所述的表流池基質(zhì)和潛流池基質(zhì)均為碎石，其填充厚度之比為1：2。
一種污水處理方法，利用上述一體式復(fù)合立體人工濕地系統(tǒng)對(duì)污水進(jìn)行處理，包括如下步驟：
1)將預(yù)處理后的污水導(dǎo)入表流濕地，讓污水在其中流動(dòng)，使污水中的固體懸浮物被表流池基質(zhì)和凈水植物截留;所述的表流池基質(zhì)和凈水植物根系上負(fù)載的微生物通過(guò)發(fā)生厭氧反應(yīng)、兼氧和好氧反應(yīng)、植物降解反應(yīng)以及植物根系和表流池基質(zhì)之間形成的生物膜發(fā)生的降解反應(yīng)來(lái)去除污水中的有機(jī)物、氮和磷;
2)經(jīng)過(guò)表流濕地處理形成的中水在重力作用下滲透或通過(guò)中水集布水裝置輸送到潛流濕地，調(diào)節(jié)通過(guò)中水集布水裝置輸入到潛流濕地的中水量和通過(guò)表流濕地與潛流濕地的接觸面滲透輸入潛流濕地的中水量的比例，以實(shí)現(xiàn)對(duì)污水在表流濕地停留時(shí)間的調(diào)整和對(duì)進(jìn)入潛流濕地中水中污染物含量的調(diào)節(jié);在潛流池的厭氧和缺氧環(huán)境中，潛流池基質(zhì)表面上負(fù)載的缺氧和厭氧的微生物通過(guò)厭氧呼吸作用去除中水含有的有機(jī)物;潛流池中的反硝化細(xì)菌通過(guò)反硝化作用將氮降解;潛流池基質(zhì)吸附并沉淀污水中的磷和固體懸浮物;凈水外排。
與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
1、本發(fā)明作為一種實(shí)用高效的污水處理和再利用技術(shù)，有機(jī)負(fù)荷高，出水SS低，占地面積大大減小，解決了傳統(tǒng)人工濕地占地面積大，淤泥堵塞等部分問(wèn)題，延長(zhǎng)了人工濕地的運(yùn)行周期，提高了人工濕地去除效率。
2、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資費(fèi)用小，處理效果好，處理能耗低，運(yùn)行方便，能美化環(huán)境，是一種高效低成本的污水處理技術(shù)。
