CN102010066B - 垂直潜流式人工湿地净化污水的方法 - Google Patents
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Abstract
一种垂直潜流式人工湿地净化污水的方法，原污水经过前期处理后，污水COD降至300mg/L以下，无机悬浮物（SS）降至20mg/L以下，将其上清液引入人工湿地处理，所述人工湿地由基坑、围堰、布水管网、集水管网、由透水性基质组成的具有一定层数结构的填料层、依附于填料层的微生物群落及植被构成，基坑底和围堰作加固、防渗处理，所述的布水管网由主管道和与其垂直相连的支管道组成，主管长度为人工湿地长度的1/3-1/2，管径由过水量决定，每条布水支管下部两侧分布有与水平方向呈45°的出水孔，出水孔直径10-20mm，孔间距5-10cm。该净化方法施工造价低，水处理效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种人工湿地深度处理污水的方法，具体涉及一种垂直潜流式人工湿地净化污水的方法。
背景技术
采用人工湿地进行污水处理是八十年代发展起来的污水处理技术，90年代以来，人工湿地污水处理技术得到极快的发展。目前，应用最多的新型人工湿地主要为潜流湿地和垂直流湿地，与传统的自由表面流湿地相比，二者在提高污染物去除效率、减小占地面积等方面具有明显优势。现有的垂直流湿地由基坑、围堰、布水管网、集水管网、由透水性基质组成的具有一定层数结构的填料层、依附于填料层的微生物群落及植被构成，布水管网布满人工湿地，管道较长，施工投资较大，此外，由于管道较长，污水处理过程中容易造成堵塞。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种投资低，污水净化效果好的垂直潜流式人工湿地净化污水的方法。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明垂直潜流式人工湿地净化污水的方法，原污水经过前期处理后，污水COD降至300mg/L以下，无机悬浮物（SS）降至20mg/L以下，将其上清液引入人工湿地处理，所述人工湿地由基坑、围堰、布水管网、集水管网、由透水性基质组成的具有一定层数结构的填料层、依附于填料层的微生物群落及植被构成，基坑底和围堰作加固、防渗处理，所述的布水管网由主管道和与其垂直相连的支管道组成，主管长度为人工湿地长度的1/3-1/2，管径由过水量决定，每条布水支管下部两侧分布有与水平方向呈45°的出水孔，出水孔直径10-20mm，孔间距5-10cm。
本发明中的在人工湿地内垂直方向设有通气管，所述的通气管直径为150-200mm，每个通气管服务面积为50-80m2。
所述的基坑底和围堰由粘土砖砌成或由石料砌成。
对于处理低浓度污水的人工湿地，所述的填料层从下到上依次为：
大颗粒石子层 厚度30-50cm 粒径5-80mm
中颗粒石子层 厚度30-540cm 粒径20-40mm
米石层 厚度20-40cm 粒径5-10mm。
大沙层 厚度20-30cm 粒径0.5-2mm
米石层 厚度10-20cm 粒径5-10mm
表土层 厚度10-30cm 粒径2 -5mm。
对于处理高浓度污水的人工湿地，所述的填料层从下到上依次为：
小颗粒石子层 厚度30-50cm 粒径10-20mm
细小颗粒石子层 厚度30-50cm 粒径5- 10mm
炉渣层 厚度5-15cm 粒径5-20mm
大沙层 厚度30-50cm 粒径0.5-2mm
米石层 厚度20-40cm 粒径5-10mm
表土层 厚度10-30cm 粒径2 -5mm。
所述人工湿地基坑长宽之比在1: 1-1: 5之间，开挖的基坑底坡度为0.2%-0.8%，表面坡度不能超过0.3m，向集水管出口方向倾斜，基坑深1.5-2. 5m，基坑池之间并联。
所述集水管网由长管道构成，管径由出水量决定，长管为主要集水管道，在其上部两侧分布有与水平方向呈45°的进水孔，进水孔直径为10-20mm，分布间距5- 10cm。
人工湿地中布水管网的控制阀门均置于阀门井当中，阀门井上方有井盖。
在表土层上种植适应北方生长的根系发达、生物量较大、耐污能力强的植物品种芦苇、风车草、美人蕉、查莆、水冬青或水莲子。
在人工湿地表面覆盖植被秸秆和塑料薄膜，起保温作用。
所述人工湿地的建造地点，根据气候条件选择在背风、向阳的地带。
由于本发明的布水管网的主管长度为人工湿地长度的1/3-1/2，不仅降低了施工投资，而且增加了污水在湿地里面水流时间，提高了湿地污水处理效果。此外，在湿地里面增加通气管道，在进水的时候，湿地里面不会形成真空，在进水的同时，湿地里面的空气会通过通气管道排出，出水是通过自然排水，在出水的同时，大气会通过通气管自然的进入湿地里面，补充湿地里面微生物所需要的氧气。
附图说明
图1为本发明中人工湿地的纵剖图。
图2为本发明中布水管的截面图。
图3为图1的A-A剖视图。
图4为图1的B-B剖视图。
图5为本发明中集水管的截面图。
图6为图1的D-D剖视图。
具体实施方式
人工湿地结构大致由三部分组成：简单土建、围堰等基础设施；上下进出水管道；各种具有透水性的特殊基质组成的填料层，如砂、砾石、残渣、 特殊材料等。
一、土建、围堰
土建包括：基坑开挖、围堰周围素土回填、基坑底加固、防渗等。其中基坑底防渗采用三七土夯实并加5cm素水泥覆盖，坑底坡度0.2%~0.8%，向排水管出口方向倾斜。
湿地围堰主要采用240mm、370mm或500mm砖墙砌筑，内侧需做防渗处理。
二、进出水管道
进出水管道采用PVC管道埋入填料层构建，管径由过水量决定。 管道布置详见下述实施例。
排水管道同为PVC穿孔管道，放置填料层最底部，管径为150mm-200mm。
三、填料层
填料层由各种具有透水性的特殊基质分层填充构成。按照处理水质不同填料层组成分为两种：1.处理高浓度废水；2.处理低浓度废水。其详细组成见下述实施例。
实施例1
设计处理能力1000吨/天，人工湿地总面积1600m2，分二格，每格800m2，两格并联，分别进水。所述人工湿地基坑长宽比为1: 1，开挖的基坑底坡度为0.8%，向集水管出口方向倾斜，表面坡度不能超过0.3m，基坑深2.5m。原污水经过格栅进入混凝沉淀池沉淀后，然后进入曝气池充氧氧化，再将经过预处理的COD降至100mg/L以下，无机悬浮物（SS）降至20mg/L以下，上清液引入人工湿地处理。
如图所示，所述人工湿地由基坑7、围堰4、布水管网1、集水管网5、由透水性基质组成的具有一定层数结构的填料层、依附于填料层的微生物群落及植被构成，基坑底和围堰作加固、防渗处理，所述的布水管网由主管道1-1和与其垂直相连的支管道1-2组成，主管长度为人工湿地长度的1/2，管径由过水量决定，每条布水支管下部两侧分布有与水平方向呈45°的出水孔2，出水孔2直径10mm，孔间距5cm。
本发明中的在人工湿地内垂直方向设有通气管3，所述的通气管直径为150mm，每个通气管服务面积为50m2。
所述的基坑底和围堰由粘土砖砌。
对于处理低浓度污水的人工湿地，所述的填料层从下到上依次为：
大颗粒石子层 厚度30-50cm 粒径5-80mm
中颗粒石子层 厚度30-540cm 粒径20-40mm
米石层 厚度20-40cm 粒径5-10mm。
大沙层 厚度20-30cm 粒径0.5-2mm
米石层 厚度10-20cm 粒径5-10mm
表土层 厚度10-30cm 粒径2 -5mm。
所述集水管网由长管5道构成，管径由出水量决定，长管为主要集水管道，在其上部两侧分布有与水平方向呈45°的进水孔6，进水孔直径为10mm，分布间距5cm。
人工湿地中每层布水管网的控制阀门均置于阀门井当中，阀门井上方有井盖。
在表土层上种植适应北方生长的根系发达、生物量较大、耐污能力强的植物品的水莲子。
在人工湿地表面覆盖植被秸秆和塑料薄膜，起保温作用。
所述人工湿地的建造地点，根据气候条件选择在背风、向阳的地带。
水质监测情况如下：原水化学需氧量1.10×104mg/L,沉淀池出水化学需氧量208mg/L，出口收集净化水39.5mg/L。
实施例2
设计处理能力2000吨/天，人工湿地总面积3000m2，分三格，每格1000m2，三格并联，分别进水。所述人工湿地基坑长宽比为1: 3，开挖的基坑底坡度为0.5%，向集水管出口方向倾斜，表面坡度不能超过0.3m，基坑深1.5m。原污水经过格栅进入混凝沉淀池沉淀后，然后进入曝气池充氧氧化，再将经过预处理的COD降至100mg/L以下，无机悬浮物（SS）降至20mg/L以下，上清液引入人工湿地处理。
所述人工湿地由基坑、围堰、布水管网、集水管网、由透水性基质组成的具有一定层数结构的填料层、依附于填料层的微生物群落及植被构成，基坑底和围堰作加固、防渗处理，所述的布水管网由主管道和与其垂直相连的支管道组成，主管长度为人工湿地长度的1/3，管径由过水量决定，每条布水支管下部两侧分布有与水平方向呈45°的出水孔，出水孔直径15mm，孔间距8cm。
本发明中的在人工湿地内垂直方向设有通气管，所述的通气管直径为180mm，每个通气管服务面积为60m2。
所述的基坑底和围堰由石料砌。
对于处理低浓度污水的人工湿地，所述的填料层从下到上依次为：
小颗粒石子层 厚度30-50cm 粒径10-20mm
细小颗粒石子层 厚度30-50cm 粒径5- 10mm
炉渣层 厚度5-15cm 粒径5-20mm
大沙层 厚度30-50cm 粒径0.5-2mm
米石层 厚度20-40cm 粒径5-10mm
表土层 厚度10-30cm 粒径2 -5mm。
所述集水管网由长管道构成，管径由出水量决定，长管为主要集水管道，在其上部两侧分布有与水平方向呈45°的进水孔，进水孔直径为15mm，分布间距8cm，长管埋入池底收集整池集水。
人工湿地中每层布水管网的控制阀门均置于阀门井当中，阀门井上方有井盖。
在表土层上种植适应北方生长的根系发达、生物量较大、耐污能力强的植物品的芦苇。
在人工湿地表面覆盖植被秸秆和塑料薄膜，起保温作用。
所述人工湿地的建造地点，根据气候条件选择在背风、向阳的地带。
水质监测情况如下：原水化学需氧量.0.98×104mg/L,沉淀池出水化学需氧量202mg/L，出口收集净化水37.5mg/L。
实施例3
设计处理能力2000吨/天，人工湿地总面积3000m2，分三格，每格1000m2，三格并联，分别进水。所述人工湿地基坑长宽比为1: 5，开挖的基坑底坡度为0.8%，向集水管出口方向倾斜，基坑深2.0m。原污水经过格栅进入混凝沉淀池沉淀后，然后进入曝气池充氧氧化，再将经过预处理的COD降至100mg/L以下，无机悬浮物（SS）降至20mg/L以下，上清液引入人工湿地处理。
所述人工湿地由基坑、围堰、布水管网、集水管网、由透水性基质组成的具有一定层数结构的填料层、依附于填料层的微生物群落及植被构成，基坑底和围堰作加固、防渗处理，所述的布水管网由主管道和与其垂直相连的支管道组成，主管长度为人工湿地长度的5/12，管径由过水量决定，每条布水支管下部两侧分布有与水平方向呈45°的出水孔，出水孔直径20mm，孔间距10cm。
本发明中的在人工湿地内垂直方向设有通气管，所述的通气管直径为200mm，每个通气管服务面积为80m2。
所述的基坑底和围堰由石料砌。
对于处理低浓度污水的人工湿地，所述的填料层从下到上依次为：
小颗粒石子层 厚度30-50cm 粒径10-20mm
细小颗粒石子层 厚度30-50cm 粒径5- 10mm
炉渣层 厚度5-15cm 粒径5-20mm
大沙层 厚度30-50cm 粒径0.5-2mm
米石层 厚度20-40cm 粒径5-10mm
表土层 厚度10-30cm 粒径2 -5mm。
所述集水管网由长管道构成，管径由出水量决定，长管为主要集水管道，在其上部两侧分布有与水平方向呈40-50°的进水孔，进水孔直径为5-15mm，分布间距5-10cm，长管埋入池底收集整池集水。
人工湿地中每层布水管网的控制阀门均置于阀门井当中，阀门井上方有井盖。
在表土层上种植适应北方生长的根系发达、生物量较大、耐污能力强的植物品的芦苇。
在人工湿地表面覆盖植被秸秆和塑料薄膜，起保温作用。
所述人工湿地的建造地点，根据气候条件选择在背风、向阳的地带。
水质监测情况如下：原水化学需氧量.1.06×104mg/L,沉淀池出水化学需氧量199mg/L，出口收集净化水36.9mg/L。
Claims (7)
1.一种垂直潜流式人工湿地净化污水的方法，原污水经过前期处理后，污水COD降至300mg/L以下，无机悬浮物（SS）降至20mg/L以下，将其上清液引入人工湿地处理，所述人工湿地由基坑、围堰、布水管网、集水管网、由透水性基质组成的具有一定层数结构的填料层、依附于填料层的微生物群落及植被构成，基坑底和围堰作加固、防渗处理，其特征在于：所述的布水管网由主管道和与其垂直相连的支管道组成，主管长度为人工湿地长度的1/3-1/2，管径由过水量决定，每条布水支管下部两侧分布有与水平方向呈45°的出水孔，出水孔直径10-20mm，孔间距5-10cm；所述的植被为芦苇、风车草、美人蕉、查莆、水冬青或水莲子。
2.根据权利要求1所述的垂直潜流式人工湿地净化污水的方法，其特征在于：在人工湿地内垂直方向设有通气管，所述的通气管直径为150-200mm，每个通气管服务面积为50-80m2。
3.根据权利要求2所述的垂直潜流式人工湿地净化污水的方法，其特征在于：所述的基坑底和围堰由粘土砖砌成或由石料砌成。
4.根据权利要求3所述的垂直潜流式人工湿地净化污水的方法，其特征在于：所述的填料层从下到上依次为：
大颗粒石子层 厚度30-50cm 粒径5-80mm
中颗粒石子层 厚度30-40cm 粒径20-40mm
米石层 厚度20-40cm 粒径5-10mm
大沙层 厚度20-30cm 粒径0.5-2mm
米石层 厚度10-20cm 粒径5-10mm
表土层 厚度10-30cm 粒径2 -5mm。
5.根据权利要求3所述的垂直潜流式人工湿地净化污水的方法，其特征在于：所述的填料层从下到上依次为：
小颗粒石子层 厚度30-50cm 粒径10-20mm
细小颗粒石子层 厚度30-50cm 粒径5- 10mm
炉渣层 厚度5-15cm 粒径5-20mm
大沙层 厚度30-50cm 粒径0.5-2mm
米石层 厚度20-40cm 粒径5-10mm
表土层 厚度10-30cm 粒径2 -5mm。
6.根据权利要求4或5所述的垂直潜流式人工湿地净化污水的方法，其特征在于：所述人工湿地基坑长宽之比在1: 1-1: 5之间，开挖的基坑底坡度为0.2%-0.8%，表面坡度不能超过0.3m，向集水管出口方向倾斜，基坑深1.5-2. 5m，基坑池之间并联。
7.根据权利要求4或5所述的垂直潜流式人工湿地净化污水的方法，其特征在于：所述集水管网由长管道构成，管径由出水量决定，长管为主要集水管道，在其上部两侧分布有与水平方向呈45°的进水孔，进水孔直径为10-20mm，分布间距5- 10cm。
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