CN102351376A - 一种河滩坡岸多塘湿地废污水处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种河滩坡岸多塘湿地废污水处理方法及装置,其步骤:①待处理的污水经过沉淀塘;②经处理的污水沿第一分水溢流堰自流至氧化塘富氧;③经处理的污水一部分泵入垂直潜流人工湿地;富余部分自流进入表面流人工湿地;④经处理的污水进入稳定塘处理后排入下游河道。氧化塘与表面流人工湿地,表面流人工湿地与稳定塘之间以分水溢流堰相连,垂直潜流人工湿地与氧化塘之间通过污水泵相连,垂直潜流人工湿地通过跌水平台与表面流人工湿地和下游河道相连。本发明方法简单易行,操作方便,能耗低,投资建设成本低,可实现污水量及水位大幅波动情况下对污水的高效净化,同时还具有景观效果。

Description

一种河滩坡岸多塘湿地废污水处理方法及装置
技术领域
[0001] 本发明属于生态工程和水利工程技术领域。更具体涉及一种河滩坡岸多塘湿地废污水处理方法,同时还涉及一种河滩坡岸多塘湿地废污水处理的装置,适用于污水处理、河流、湖泊生态修复,特别是利用河滩坡岸的地形优势,净化不同水量及水位波动下的废污水处理。
背景技术
[0002] 近年来,水污染控制技术从原先的集中式处理向分散式和就地处理逐步转变,其中,生态工艺技术的研究在近年来更是方兴未艾,生态工艺技术因其投资省、造价低、运行成本低、系统组合灵活多样、景观功能明显等优点,在许多领域内成为传统污水处理工艺的廉价替代方案。生态工艺技术是一种集植物、基质和微生物综合净化作用的污水处理技术, 近年来,人们越来越多地采用生态工艺,将之应用于控源、原位生态修复、湖内行动、流域污染控制等领域,取得了较好效果。
发明内容
[0003] 本发明的目的是在于提供了一种河滩坡岸多塘湿地废污水处理方法,该方法针对目前日益严重的面源污染,探索利用河道、河口区滩地及坡岸构建多塘湿地土地处理系统, 原位净化入湖入河废污水。该方法简单易行,操作简便,能耗低,投资建设成本低,同时还具有一定的景观效果。
[0004] 本发明的另一个目的是在于提供了一种河滩坡岸多塘湿地废污水处理的装置,该装置结构简单,操作方便,投资建设成本低,可实现对污水的高效净化,经处理的出水相对原污水水质可提高广3个等级。
[0005] 为了实现上述的目的,本发明采用以下技术措施:
本发明利用河道、河口区湖滩湿地及坡岸构建净化区,包括多塘和人工湿地两个系统。 多塘系统分为沉淀塘、氧化塘和稳定塘;人工湿地系统分为垂直潜流人工湿地和表面流人工湿地。多塘系统和湿地系统有机结合,形成一套完整的河滩坡岸废污水处理工艺。
[0006] 一种河滩坡岸多塘湿地废污水处理方法,其步骤是:
1、废污水收集与前处理:废污水经收集渠由连接沉淀塘的调控阀进入沉淀塘;暴雨时污染严重的初期雨水进入沉淀塘,后期污染较轻的废污水沿引排沟渠排出。沉淀塘前拦污格栅拦截漂浮垃圾及大颗粒杂物,沉淀塘通过大量漂浮植物(凤眼莲、水鳖为主)对污水中悬浮物及泥沙进行截留,同时漂浮植物表面附着的微生物及其本身对营养盐的吸收,可去除部分N、P、B0D及COD ;沉淀塘出水经分水溢流堰自流至氧化塘,氧化塘以沉水植物(苦草、 轮叶黑藻)为主,提高废污水溶解氧含量,保证其进入下一流程处于好氧状态。
[0007] 2、深度处理:在常水量及常水位时,经沉淀塘和氧化塘处理后的污水由污水泵提升至坡岸处垂直潜流人工湿地配水渠,配水后进入穿孔布水管均勻布水,垂直潜流人工湿地从上至下填充颗粒粒径为6-10mm、10-20mm、20-30mm的碎石层,表层栽种挺水植物(美人蕉、花叶芦竹、黄菖蒲和风车草),底部采用穿孔管集水至集水槽,垂直潜流人工湿地出水设两个跌水平台(由水泥砂浆和鹅卵石、碎石混合堆砌而成,本领域的普通技术人员均可制备)。常水位时,出水经第一跌水平台跌至河滩处栽种有挺水植物(芦苇、荷花、千屈菜)的表面流人工湿地,表面流湿地出水自流进入稳定塘(以沉水植物和挺水植物为主,主要品种包括苦草、轮叶黑藻、荷花)调节后达标排入下游河道;在污水量超过垂直潜流人工湿地处理能力时,氧化塘多余出水直接经溢流堰进入表面流湿地处理后进入稳定塘,垂直潜流人工湿地出水则经第二跌水平台直排入河道;在汛期或洪水季节,河道处于高水位,废污水混杂大量雨水,稀释了污染物浓度,此时河滩多塘及表面流湿地系统功能丧失,废污水经拦污格栅截留大颗粒杂物后直接提升至垂直潜流人工湿地,处理后出水由第二跌水平台直接排入下游河道,减轻河流的入湖污染负荷。基于坡岸处垂直潜流人工湿地的设计,本发明可适应天然河流水量和水质的大幅度波动,保证对污染河水的处理能力。
[0008] 3、高水位运行:常规河道原位修复,多塘湿地处理单元(沉淀塘、氧化塘、表面流人工湿地、稳定塘)多选在河滩低洼处,汛期高水位时河滩湿地及多塘将被淹没而无法发挥其功能。本发明方法在坡岸处构建垂直流人工湿地,使得汛期河滩多塘系统被淹没情况下,可将污染河水直接提升至坡岸湿地上进行处理后排入下游河道,实现了高水位的河流废污水原位修复。
[0009] 4、垂直流人工湿地防堵塞:对于潜流型人工湿地,堵塞是直接影响其运行寿命的关键因素,本发明方法通过三个方面预防和消除湿地堵塞:①拦污格栅和沉淀塘的设置: 拦污格栅去除大颗粒杂物和漂浮垃圾等,沉淀塘通过其对悬浮颗粒及泥沙的物理沉降、漂浮植物截留,去除大部分的悬浮物SS ;②氧化塘的设置:废污水由于其污染物浓度高(TN 范围在 4〜20mg/L,TP 在 0. 5〜2. Omg/L, CODcr 在 160〜400mg/L,NH4+_N 在 2. 5〜16mg/L,均处于地表水劣V类水平),DO含量往往偏低(r2mg/L),低溶解氧的废污水进入垂直流湿地后可导致表层碎石填料层厌氧微生物的繁殖,形成的厌氧生物膜极易堵塞湿地填料层,而通过氧化塘的富氧作用则可使湿地表层形成良好的好氧环境,这大大减轻了微生物堵塞系统的可能性;③湿地填料的选取:湿地自上至下三层碎石颗粒均较粗,上层400mm厚度填充粒径为6-10mm的碎石,中层350mm厚度填充粒径为10_20mm的碎石,底层350mm厚度填充粒径为20-30mm的碎石,保证了系统良好的水渗透能力。
[0010] 5、生态景观化配置:多塘系统(沉淀塘、氧化塘、稳定塘)和湿地系统(垂直潜流人工湿地、表面流人工湿地)涉及5-14种湿生植物:沉水植物苦草、轮叶黑藻,漂浮植物凤眼莲、水鳖,挺水植物芦苇、千屈菜、荷花、美人蕉、花叶芦竹、黄菖蒲、风车草等(根据气候特征可适当调整)。根据这些植物的颜色、植株大小以及适应能力,按照一定的美学要求搭配栽种,实现了废污水处理和人居环境的和谐统一。
[0011] 一种河滩坡岸多塘湿地废污水处理的装置,该装置包括污水、调控阀、拦污格栅、 溢流坝、引排沟渠、沉淀塘、氧化塘、垂直潜流人工湿地、表面流人工湿地、稳定塘、分水溢流堰、跌水平台、漂浮植物(凤眼莲、水鳖),沉水植物(苦草、轮叶黑藻)、挺水植物(美人蕉、黄菖蒲、花叶芦竹、风车草、千屈菜、荷花、芦苇)、污水泵、垂直流湿地配水渠、三角堰、穿孔布水管、碎石、集水管、排水管。其连接关系为:拦污格栅与污水、调控阀相连,溢流坝与污水、 引排沟渠相连,沉淀塘分别与调控阀、氧化塘相连,氧化塘分别与沉淀塘、垂直潜流人工湿地、表面流人工湿地相连,表面流人工湿地分别与氧化塘、垂直潜流人工湿地、稳定塘相连,第一分水溢流堰连接沉淀塘与氧化塘,第二分水溢流堰连接氧化塘与表面流人工湿地,第三分水溢流堰连接表面流人工湿地与稳定塘,污水泵连接氧化塘与垂直潜流人工湿地配水渠,三角堰连接垂直潜流人工湿地配水渠与穿孔布水管,垂直潜流人工湿地设置两个跌水平台,第一跌水平台连接垂直潜流人工湿地出水管和表面流人工湿地,第二跌水平台连接垂直潜流人工湿地出水管与下游河道。垂直潜流人工湿地出水管连接穿孔集水管与跌水平台,第一跌水平台连接垂直潜流人工湿地和表面流人工湿地,第二跌水平台连接垂直潜流人工湿地与下游河道。上述装置的详细组合是:污水经拦污格栅拦截后由调控阀进入沉淀塘,暴雨时污染严重的初期雨水进入沉淀塘,后期污染较轻的废污水翻过溢流坝沿引排沟渠排出。沉淀塘栽种大量漂浮植物(凤眼莲、水鳖),少量挺水植物芦苇、千屈菜以去除大部分悬浮物和泥沙,出水沿分水溢流堰自流进入氧化塘,氧化塘栽种大量沉水植物(苦草、轮叶黑藻),少量漂浮植物水鳖和挺水植物芦苇、千屈菜,对流经污水进行富氧。在常水量和常水位时,富氧后污水经污水泵提升至坡岸处垂直潜流人工湿地配水渠,配水渠中三角堰计量污水流量,污水沿三角堰进入垂直潜流人工湿地表层穿孔布水管,均勻布水后污水沿填料层(从上至下分三层,表层填充400mm厚度粒径为6_10mm的第一碎石层,中层填充350mm 厚度粒径为10-20mm的第二碎石层,底层填充350mm厚度粒径为20_30mm的第三碎石层) 下渗进行深度处理,垂直潜流人工湿地表层栽种挺水植物美人蕉、黄菖蒲、花叶芦竹和风车草,垂直流湿地底层布设穿孔集水管,集水后沿出水管经由集水渠收集后沿第一跌水平台跌入表面流人工湿地,表面流人工湿地栽种挺水植物(芦苇、荷花、千屈菜),出水沿分水溢流堰自流进入稳定塘,稳定塘栽种沉水植物苦草、轮叶黑藻,挺水植物荷花,漂浮植物水鳖, 出水直排进入下游河道;在污水量超过垂直潜流人工湿地处理能力时,氧化塘多余出水直接沿分水溢流堰自流进入表面流人工湿地处理后进入稳定塘,垂直潜流人工湿地出水则经第二跌水平台直排入河道。在汛期或洪水季节,河道处于高水位,此时处于河滩区的多塘系统和表面流人工湿地功能废弃,将污水直接提升至坡岸处的垂直潜流人工湿地净化处理, 出水经第二跌水平台直排入河道。
[0012] 其中,沉淀塘、氧化塘、垂直潜流人工湿地、表面流人工湿地、稳定塘面积按 1:1:1:1:1设计,具体尺寸可根据河滩和坡岸地形特点稍作调整。沉淀塘下挖1. 2^1. 5m,氧化塘水深控制在0. 9m左右,表面流人工湿地下挖后填充0. :3m厚表层土和碎石的混合填料, 水深控制在0. 2m左右,稳定塘下挖0. 5m。沉淀塘、氧化塘、表面流人工湿地和稳定塘之间修建隔水坝,依次形成0. Im左右的自然落差,污水经3个分水溢流堰自流至下一流程。沉淀塘周边栽种挺水植物芦苇、千屈菜(1:1的栽种面积),中间部分栽种漂浮植物水鳖和凤眼莲(1:1的栽种面积),挺水植物和漂浮植物的面积比为1:10 ;氧化塘周边漂浮植物水鳖和挺水植物芦苇、千屈菜(1:1的栽种面积)间隔栽种,中间部分栽种沉水植物轮叶黑藻、苦草 (1:1的栽种面积),漂浮植物、挺水植物和沉水植物的面积比为1:1:10 ;表面流人工湿地栽种挺水植物芦苇、千屈菜和荷花,千屈菜栽种在周边,芦苇栽种在靠近氧化塘一侧,荷花栽种在靠近稳定塘一侧,三种植物栽种面积接近1 : 1 : 1 ;稳定塘中间栽种沉水植物苦草和轮叶黑藻,周边依次间隔栽种漂浮植物水鳖、挺水植物芦苇,沉水植物、漂浮植物和挺水植物的水面面积比为5:1:2。
[0013] 垂直潜流人工湿地由配水渠、三角堰、穿孔布水管、挺水植物美人蕉、花叶芦竹、黄菖蒲和风车草、湿地填料碎石、穿孔集水管、出水管、集水槽、跌水平台构成。垂直潜流人工湿地池体尺寸长宽比为1:广1:3 (具体根据实际地形特点决定),深1. lm,沿水流方向设置 1%的坡度,布水管和集水管均采用UPVC管,主管不开孔,布水支管斜下方45°开孔,每Im 设置一条布水支管,集水支管斜上方45°开孔,每Im距离布设一根支管;填料层自上至下分三层:上层填充400mm粒径为6_10mm的第一碎石层,中层填充350mm粒径为10_20mm的第二碎石层,底层填充350mm粒径为20-30mm的第三碎石层;湿地表层栽种植物美人蕉、 花叶芦竹、黄菖蒲和风车草,四种植物栽种面积约为美人蕉:花叶芦竹:黄菖蒲:风车草 =1:1.5:1 : 1,按照植株高矮顺序由外至内依次栽种黄菖蒲、花叶芦竹、风车草和美人蕉,并保持各自对称,形成一定的景观;跌水平台沿坡岸设置2〜3级阶梯跌水至下一流程。
[0014] 本发明的优点及效果: (1)完善的工艺运行路线:
本发明方法工艺流程的设计参考水利工程、生态工程、污水处理工程的相关理论与技术,并结合污染河流枯水季节和丰水季节水质水量波动幅度大、入湖河流水位受湖区水位影响等因素,可以适应污染河流复杂多变的特点,实现高效净化。本发明方法在拦截污水中大的杂物后进入沉淀塘,利用生物截留、物理沉降等过程去除大量悬浮物,氧化塘作为强化处理,提高废污水进入深度处理时的溶解氧水平。深度处理涉及垂直流湿地、表面流湿地及稳定塘三个处理单元,出水稳定。该工艺的设计可处理包括以生活污水或简单工业废水为主的重污染河水,以农业散排污水及初期雨水为主的污染较轻的河水。废污水经过该系统处理后,水质可提高广3个等级。
[0015] (2)低能耗连续运行
本发明方法涉及的工艺路线,仅需将废污水提升至垂直流人工湿地时消耗动力, 其他单元均依据天然河道自然落差自流进入下一流程,且在枯水期和汛期都能高效运行, 使得系统周年连续运行而不间断。
[0016] (3)管理简单、运行费用低
本发明方法构建的多塘湿地系统,日常管理工作主要包括:拦污格栅前的垃圾及大颗粒杂物的清除,氧化塘至垂直流人工湿地的废污水提升,垂直流湿地进水流量及水位的观测调控,沉淀塘沉积淤泥的定期清理,多塘系统的植物和湿地植物的定期修剪、收割等,均比较单一。整个系统的动力成本仅包括废污水的一次提升,日常维护与管理也只需广2 人。以构建一个日处理能力10000t/d的多塘湿地系统来说,需占用河滩和坡岸面积约 3000(T35000m2,前期投资费用约500万元(不含征地费),日常运行维护费用在15万元/年左右。吨废污水处理建设费用约500元,运行管理费用约0. 04元/t废污水。
[0017] (4)良好的环境效益、社会效益
本发明方法拦截进入河道的废污水及截取河道上游废污水,原位处理后达标排放进入下游河道,整个工艺流程不添加任何化学药剂,且多塘系统和湿地系统搭配多种水生植物, 营造出良好的生态环境,可供周边居民休闲娱乐,带来很好的社会效益和环境效益。
[0018] (5)确保行洪畅通
考虑到河道行洪需求,设计一条引排沟渠,截留的废污水进入多塘湿地系统处理。河水水位上涨及暴雨季节水量过大时,引排沟渠能起到很好的泄洪功能,确保河道行洪通道的畅通。
[0019] (6)高水位运行传统河流原位处理,多塘湿地系统多选取在河滩低洼处,这就使得该系统在常水位时可发挥功能,但在高水位时将被淹没而丧失,废污水不能得到处理。本发明方法在河滩低洼处设置多塘系统和表面流湿地系统,在坡岸上设置垂直潜流人工湿地,在常水位时废污水污染物浓度高,经过多塘湿地的初级处理和深度净化后可达标排放;在高水位时,废污水混杂大量径流污水和雨水,污染物浓度相对常水位时低,此时在河滩处多塘系统和表面流湿地功能丧失,但可将废污水简单过滤截留掉大颗粒垃圾后提升至垂直流人工湿地,出水直接跌入下游河道,这也大大缓解了下游河道的污染负荷,保证了系统的连续运行。
附图说明
[0020] 图1为一种河滩坡岸多塘湿地废污水处理方法净化流程示意图。
[0021] 图2为一种河滩坡岸多塘湿地废污水主要处理装置示意图
其中:A-沉淀塘,B-氧化塘,C-垂直潜流人工湿地,D-表面流人工湿地,E-稳定塘, F-调控阀,G-溢流坝,H-引排沟渠,J-河道,K-下游河道,M-河滩,N-坡岸,X-I-第一跌水平台,X-2-第一跌水平台,0-原污水,1-拦污格栅,2-1-第一漂浮植物,2-2-第二漂浮植物,3-1-第一分水溢流堰,3-2-第二分水溢流堰,3-3-第三分水溢流堰,4-1-第一沉水植物,4-2-第二沉水植物,5-污水泵,6-垂直潜流人工湿地配水渠,7-三角堰, 8-1-第一挺水植物,8-2-第二挺水植物,8-3-第三挺水植物,9-穿孔布水管,10-1-粒径为6-10mm的第一碎石层,10-2-粒径为10_20mm的第二碎石层,10-3-粒径为20_30mm 的第三碎石层,11-穿孔集水管,12-垂直潜流人工湿地出水管,13-稳定塘出水。
具体实施方式
[0022] 实施例1 (如图1图2所示):
常水量和常水位下,采用该种河滩坡岸多塘湿地系统处理入河废污水,其步骤是: 1、废污水收集与前处理:废污水0经收集渠由连接沉淀塘A的调控阀F进入沉淀塘A ; 暴雨时污染严重的初期雨水进入沉淀塘A,后期污染较轻的废污水沿引排沟渠H排出。沉淀塘A前拦污格栅1拦截漂浮垃圾及大颗粒杂物,沉淀塘A由大量漂浮植物2 (凤眼莲、水鳖为主)对污水中悬浮物及泥沙进行截留,同时漂浮植物2表面附着的微生物及其本身对营养盐的吸收,可去除部分N、P、B0D及COD ;沉淀塘A出水经第一分水溢流堰3_1自流至氧化塘 B,氧化塘B以第一沉水植物4-1 (苦草、轮叶黑藻)为主,提高废污水溶解氧含量,保证其进入下一流程处于好氧状态。
[0023] 2、深度处理:经沉淀塘A和氧化塘B处理后的污水由污水泵5提升至坡岸N处垂直潜流人工湿地配水渠6,配水后进入穿孔布水管9均勻布水,垂直潜流人工湿地C从上至下填充颗粒粒径为6-10mm、10-20mm、20-30mm的第一、第二、第三碎石层10_1、10_2、10_3, 表层栽种第一挺水植物8-1 (美人蕉、花叶芦竹、黄菖蒲和风车草),底部采用穿孔集水管11 集水至集水槽,垂直潜流人工湿地出水设两个跌水平台X (本领域的普通技术人员均可制备),出水经第一跌水平台X-I跌至河滩M处栽种有第二挺水植物8-2 (芦苇、荷花、千屈菜) 的表面流人工湿地D,表面流湿地D出水自流进入稳定塘E (以第二沉水植物4-2和第三挺水植物8-3为主,主要品种包括苦草、轮叶黑藻、荷花)调节后达标排入下游河道K。
[0024] 一种用于实现上述废污水净化的处理装置,它包括沉淀塘A,氧化塘B,垂直潜流人工湿地C,表面流人工湿地D,稳定塘E,调控阀F,溢流坝G,引排沟渠H,河道J,下游河道 K,河滩M,坡岸N,跌水平台X,原污水0,拦污格栅1,漂浮植物2,分水溢流堰3,沉水植物4, 污水泵5,垂直潜流人工湿地配水渠6,三角堰7,挺水植物8,穿孔布水管9,碎石10(10-1 粒径为6-10mm,10-2粒径为10-20mm,10-3粒径为20-30mm),穿孔集水管11,垂直潜流人工湿地出水管12,稳定塘出水13。其连接关系为:拦污格栅1与污水0、调控阀F相连,溢流坝G与污水0、引排沟渠H相连,沉淀塘A分别与调控阀F、氧化塘B相连,氧化塘B分别与沉淀塘A、垂直潜流人工湿地C、表面流人工湿地D相连,表面流人工湿地D分别与氧化塘B、 垂直潜流人工湿地C、稳定塘E相连,第一分水溢流堰3-1连接沉淀塘A与氧化塘B,污水泵 5连接氧化塘B与垂直潜流人工湿地配水渠6,三角堰7连接垂直潜流人工湿地配水渠6与穿孔布水管9,垂直潜流人工湿地出水管12连接穿孔集水管11与第一跌水平台X-1,第一跌水平台X-I连接垂直潜流人工湿地出水管12和表面流人工湿地D,第三分水溢流堰3-3 连接表面流人工湿地D与稳定塘E。沉淀塘A、氧化塘B、表面流人工湿地D和稳定塘E位于河滩M处,垂直潜流人工湿地C位于坡岸N处。所述的垂直潜流人工湿地C设置两个跌水平台,第一跌水平台X-I连接垂直潜流人工湿地出水管12和表面流人工湿地D,第二跌水平台X-2连接垂直潜流人工湿地出水管12与下游河道K。上述装置的详细组合是:污水0 经拦污格栅1拦截后由调控阀F进入沉淀塘A,暴雨时污染严重的初期雨水进入沉淀塘A, 后期污染较轻的废污水翻过溢流坝G沿引排沟渠H排出。沉淀塘A栽种大量漂浮植物2-1 (凤眼莲、水鳖),少量挺水植物8芦苇、千屈菜以去除大部分悬浮物和泥沙,出水沿第一分水溢流堰3-1自流进入氧化塘B,氧化塘B栽种大量沉水植物4 (苦草、轮叶黑藻),少量漂浮植物2水鳖和挺水植物8芦苇、千屈菜,对流经污水进行富氧。富氧后污水经污水泵5提升至坡岸N处垂直潜流人工湿地配水渠6,配水渠6中三角堰7计量污水流量,污水沿三角堰 7进入垂直潜流人工湿地C表层穿孔布水管9,均勻布水后污水沿填料层10 (从上至下分三层,表层填充400mm厚粒径为6_10mm的第一碎石10_1,中层填充350mm厚粒径为10_20mm 的第二碎石10-2,底层填充350mm厚粒径为20_30mm的第三碎石10_3)下渗进行深度处理, 垂直潜流人工湿地C表层栽种第一挺水植物8-1美人蕉、黄菖蒲、花叶芦竹和风车草,垂直流湿地底层布设穿孔集水管11集水后沿出水管12经由集水渠收集后沿第一跌水平台X-I 跌入表面流人工湿地D,表面流人工湿地D栽种第二挺水植物8-2 (芦苇、荷花、千屈菜),出水沿第三分水溢流堰3-3自流进入稳定塘E,稳定塘栽种第二沉水植物4-2苦草、轮叶黑藻, 第三挺水植物8-3荷花,漂浮植物2水鳖,出水直排进入下游河道K。 [0025] 实施例2 (如图1图2所示):
原污水量超过垂直潜流人工湿地处理能力时,采用该种河滩坡岸多塘湿地系统处理入河废污水,其步骤是:
1、废污水收集与前处理:废污水0经收集渠由连接沉淀塘A的调控阀F进入沉淀塘A ; 暴雨时污染严重的初期雨水进入沉淀塘A,后期污染较轻的废污水沿引排沟渠H排出。沉淀塘A前拦污格栅1拦截漂浮垃圾及大颗粒杂物,沉淀塘A由大量漂浮植物2 (凤眼莲、水鳖为主)对污水中悬浮物及泥沙进行截留,同时漂浮植物2表面附着的微生物及其本身对营养盐的吸收,可去除部分N、P、B0D及COD ;沉淀塘A出水经第一分水溢流堰3_1自流至氧化塘 B,氧化塘B以沉水植物4-1 (苦草、轮叶黑藻)为主,提高废污水溶解氧含量,保证其进入下一流程处于好氧状态。[0026] 2、深度处理:经沉淀塘A和氧化塘B处理后的污水一部分由污水泵5提升至坡岸 N处垂直潜流人工湿地配水渠6,配水后进入穿孔布水管9均勻布水,垂直潜流人工湿地C 从上至下填充颗粒粒径为6-10mm、10-20mm、20-30mm的第一、第二、第三碎石层10_1、10_2、 10-3,表层栽种挺水植物8-1 (美人蕉、花叶芦竹、黄菖蒲和风车草),底部采用穿孔集水管 11集水至集水槽,出水经第二跌水平台X-2跌入下游河道K ;超过垂直潜流人工湿地C处理能力的污水沿分水溢流堰3-2自流进入表面流人工湿地D,表面流人工湿地D栽种挺水植物8-2 (芦苇、荷花、千屈菜),处理后出水沿第三分水溢流堰3-3流入稳定塘E (以沉水植物 4-2和挺水植物8-3为主,主要品种包括苦草、轮叶黑藻、荷花)调节后达标排入下游河道K。
[0027] 一种用于实现上述废污水净化的处理装置,它包括沉淀塘A,氧化塘B,垂直潜流人工湿地C,表面流人工湿地D,稳定塘E,调控阀F,溢流坝G,引排沟渠H,河道J,下游河道 K,河滩M,坡岸N,跌水平台X,原污水0,拦污格栅1,漂浮植物2,分水溢流堰3,沉水植物4, 污水泵5,垂直潜流人工湿地配水渠6,三角堰7,挺水植物8,穿孔布水管9,碎石10 (10-1 粒径为6-10mm,10-2粒径为10-20mm,10-3粒径为20_30讓),穿孔集水管11,垂直潜流人工湿地出水管12。其连接关系为:拦污格栅1与污水0、调控阀F相连,溢流坝G与污水0、引排沟渠H相连,沉淀塘A分别与调控阀F、氧化塘B相连,氧化塘B分别与沉淀塘A、垂直潜流人工湿地C、表面流人工湿地D相连,表面流人工湿地D分别与氧化塘B、垂直潜流人工湿地 C、稳定塘E相连,第一分水溢流堰3-1连接沉淀塘A与氧化塘B,第二分水溢流堰3-2连接氧化塘B与表面流人工湿地D,第三分水溢流堰3-3连接表面流人工湿地D与稳定塘E,污水泵5连接氧化塘B与垂直潜流人工湿地配水渠6,三角堰7连接垂直潜流人工湿地配水渠 6与穿孔布水管9,所述的垂直潜流人工湿地C设置两个跌水平台,第一跌水平台X-I连接垂直潜流人工湿地出水管12和表面流人工湿地D,第二跌水平台X-2连接垂直潜流人工湿地出水管12与下游河道K。垂直潜流人工湿地出水管12连接穿孔集水管11与第二跌水平台X-2,第二跌水平台X-2连接垂直潜流人工湿地出水管12与下游河道K。沉淀塘A、氧化塘B、表面流人工湿地D和稳定塘E位于河滩M处,垂直潜流人工湿地C位于坡岸N处。上述装置的详细组合是:污水0经拦污格栅1拦截后由调控阀F进入沉淀塘A,暴雨时污染严重的初期雨水进入沉淀塘A,后期污染较轻的废污水翻过溢流坝G沿引排沟渠H排出。沉淀塘A栽种大量漂浮植物2 (凤眼莲、水鳖),少量挺水植物8芦苇、千屈菜以去除大部分悬浮物和泥沙,出水沿第一分水溢流堰3-1自流进入氧化塘B,氧化塘B栽种大量沉水植物4-1 (苦草、轮叶黑藻),少量漂浮植物2水鳖和挺水植物8芦苇、千屈菜,对流经污水进行富氧。 富氧后一部分污水经污水泵5提升至坡岸N处垂直潜流人工湿地配水渠6,配水渠6中三角堰7计量污水流量,污水沿三角堰7进入垂直潜流人工湿地C表层穿孔布水管9,均勻布水后污水沿填料层10 (从上至下分三层,表层填充400mm厚粒径为6_10mm的第一碎石10_1, 中层填充350mm厚粒径为10_20mm的第二碎石10_2,底层填充350mm厚粒径为20_30mm的第三碎石10-3)下渗进行深度处理,垂直潜流人工湿地C表层栽种挺水植物8美人蕉、黄菖蒲、花叶芦竹和风车草,垂直流湿地底层布设穿孔集水管11集水后沿出水管12经由集水渠收集后沿第二跌水平台X-2跌入下游河道K ;超过垂直潜流人工湿地C处理能力的污水沿第二分水溢流堰3-2自流进入表面流人工湿地D,表面流人工湿地D栽种挺水植物8-2 (芦苇、荷花、千屈菜),处理后出水沿第三分水溢流堰3-3流入稳定塘E (以沉水植物4-2和挺水植物8-3为主,主要品种包括苦草、轮叶黑藻、荷花)调节后达标排入下游河道K。
10[0028] 实施例3 (如图1图2所示):
在汛期或洪水季节,河道处于高水位,采用该种河滩坡岸多塘湿地系统处理入河废污水,其步骤是:
1、废污水前处理:洪水季节,河道J水位上升,河滩M处多塘系统(沉淀塘A、氧化塘B、 稳定塘E)和表面流人工湿地D被河水淹没,其净化废污水的功能废丧失。此时,在污水泵 5前设置拦污格栅1,拦截废污水中大颗粒杂物及漂浮垃圾。
[0029] 2、深度处理:经拦污格栅1简单拦截垃圾杂物后,原污水0经由污水泵5提升至坡岸N处垂直潜流人工湿地配水渠6,配水后进入穿孔布水管9均勻布水,垂直潜流人工湿地C从上至下填充颗粒粒径为6-10mm、10-20mm、20-30mm的第一、第二、第三碎石层10_1、 10-2、10-3,表层栽种挺水植物8-1 (美人蕉、花叶芦竹、黄菖蒲和风车草),底部采用穿孔集水管11集水至集水槽,出水经跌水平台X-2跌入下游河道K。
[0030] 一种用于实现上述废污水净化的处理装置,它包括垂直潜流人工湿地C,河道J, 下游河道K,河滩M,坡岸N,跌水平台X,原污水0,拦污格栅1,污水泵5,垂直潜流人工湿地配水渠6,三角堰7,挺水植物8,穿孔布水管9,碎石10 (10-1粒径为6-10mm,10-2粒径为 10-20mm,10-3粒径为20-30mm),穿孔集水管11,垂直潜流人工湿地出水管12。其连接关系为:拦污格栅1与污水0、污水泵5相连,污水泵5与垂直潜流人工湿地配水渠6相连,三角堰7连接垂直潜流人工湿地配水渠6与穿孔布水管9,所述的垂直潜流人工湿地C设置两个跌水平台,第一跌水平台X-I连接垂直潜流人工湿地出水管12和表面流人工湿地D,第二跌水平台X-2连接垂直潜流人工湿地出水管12与下游河道K。垂直潜流人工湿地出水管12 连接穿孔集水管11与第二跌水平台X-2,第二跌水平台X-2连接垂直潜流人工湿地出水管 12与下游河道K。上述装置的详细组合是:污水0经拦污格栅1拦截后由污水泵5提升至坡岸N处垂直潜流人工湿地配水渠6,配水渠6中三角堰7计量污水流量,污水沿三角堰7 进入垂直潜流人工湿地C表层穿孔布水管9,均勻布水后污水沿填料层10 (从上至下分三层,表层填充400mm厚粒径为6_10mm的第一碎石层10_1,中层填充350mm厚粒径为10_20mm 的第二碎石层10-2,底层填充350mm厚粒径为20_30mm的第三碎石层10_3)下渗进行深度处理,垂直潜流人工湿地C表层栽种挺水植物8-1美人蕉、黄菖蒲、花叶芦竹和风车草,垂直流湿地底层布设穿孔集水管11集水后沿出水管12经由集水渠收集后沿跌水平台X-2跌入下游河道K。
[0031] 实施举例:巢湖双桥河多塘湿地处理系统中试工程。
[0032] 由中国科学院水生生物研究所按照本发明方法设计,以“十一五”国家水专项作为支撑,建设面积7000m2,总投资150万元(含租地费),设计处理能力2500t/d,2010年6月建成并投入使用。该中试工程受纳双桥河上游农村面源污水、水泥厂工业废水及周边生活污水,2010年10月受汛期洪水影响,双桥河水位超高,使得河滩多塘系统和表面流人工湿地被淹,但坡岸湿地仍可达到1500t/d的处理能力。运行一年时间,在入河废污水处于地表水劣V类水平时,经过多塘湿地处理后出水可达地表水III类水平。年运行管理费约5万元。

Claims (5)

1. 一种河滩坡岸多塘湿地废污水处理方法,其步骤是:A、废污水收集与前处理:废污水经收集渠由连接沉淀塘的调控阀进入沉淀塘;暴雨时污染的初期雨水进入沉淀塘,后期污染的废污水沿引排沟渠排出,沉淀塘前拦污格栅拦截漂浮垃圾及大颗粒杂物,沉淀塘由漂浮植物对污水中悬浮物及泥沙进行截留,同时漂浮植物表面附着的微生物及其本身对营养盐的吸收,去除部分N、P、B0D及COD ;沉淀塘出水经分水溢流堰自流至氧化塘,氧化塘以沉水植物为主,提高废污水溶解氧含量,进入下一流程处于好氧状态;B、深度处理:在常水量及常水位时,经沉淀塘和氧化塘处理后的污水由污水泵提升至坡岸处垂直潜流人工湿地配水渠,配水后进入穿孔布水管均勻布水,垂直潜流人工湿地从上至下填充颗粒粒径为6-10mm、10-20mm、20-30mm的碎石层,表层栽种美人蕉、花叶芦竹、 黄菖蒲和风车草,底部采用穿孔管集水至集水槽,垂直潜流人工湿地出水设两个跌水平台, 常水位时,出水经跌水平台跌至河滩处栽种有芦苇、荷花、千屈菜的表面流人工湿地,表面流湿地出水自流进入稳定塘;沉水植物和挺水植物:包括苦草、轮叶黑藻、荷花,调节后达标排入下游河道;在污水量超过垂直潜流人工湿地处理能力时,氧化塘多余出水直接经溢流堰进入表面流湿地处理后进入稳定塘,垂直潜流人工湿地出水则经跌水平台直排入河道;在汛期或洪水季节,河道处于高水位,废污水混杂雨水,稀释了污染物浓度,此时河滩多塘及表面流湿地系统功能丧失,废污水经拦污格栅截留大颗粒杂物后直接提升至垂直流人工湿地,处理后出水由跌水平台直接排入下游河道;C、高水位运行:常规河道原位修复,多塘湿地处理单元选在河滩低洼处,在坡岸处构建垂直流人工湿地,使得汛期河滩多塘系统被淹没的情况下,将污染河水直接提升至坡岸湿地上进行处理后排入下游河道,实现了高水位的河流废污水原位修复;D、垂直流人工湿地防堵塞:对于潜流型人工湿地,堵塞是直接影响其运行寿命的关键因素,通过三个方面预防和消除湿地堵塞:①拦污格栅和沉淀塘的设置,拦污格栅去除大颗粒杂物和漂浮垃圾,沉淀塘通过其对悬浮颗粒及泥沙的物理沉降、漂浮植物截留,去除大部分的悬浮物SS ;②氧化塘的设置,废污水由于其污染物浓度高:TN范围在r20mg/L,TP 在 0. 5〜2. Omg/L, CODcr 在 160〜400mg/L,NH4+_N 在 2. 5〜16mg/L,DO 含量往往偏低:广2mg/L, 低溶解氧的废污水进入垂直流湿地后导致表层碎石填料层厌氧微生物的繁殖,形成的厌氧生物膜极易堵塞湿地填料层,通过氧化塘的富氧作用使湿地表层形成好氧环境;③湿地填料的选取,湿地自上至下三层碎石颗粒,上层400mm填充粒径为6_10mm的碎石,中层350mm 填充粒径为10-20mm的碎石,底层350mm填充粒径为20_30mm的碎石;E、生态景观化配置:多塘系统:沉淀塘、氧化塘、稳定塘和湿地系统:垂直潜流人工湿地、表面流人工湿地涉及5-14种湿生植物:沉水植物苦草、轮叶黑藻,漂浮植物凤眼莲、水鳖,挺水植物芦苇、千屈菜、荷花、美人蕉、花叶芦竹、黄菖蒲、风车草,根据植物的颜色、植株大小,搭配栽种,实现了废污水处理和人居环境的和谐统一。
2.权利要求1所述的一种河滩坡岸多塘湿地废污水主要处理装置,它包括沉淀塘(A)、 氧化塘(B)、垂直潜流人工湿地(C)、表面流人工湿地(D)、稳定塘(E)、调控阀(F)、溢流坝 (G)、引排沟渠(H)、河滩(M)、坡岸(N)、拦污格栅(1)、污水泵(5)、垂直潜流人工湿地配水渠 (6)、三角堰(7)、穿孔布水管(9)、穿孔集水管(11)、垂直潜流人工湿地出水管(12),其特征在于:拦污格栅(1)与污水(0)、调控阀(F)相连,溢流坝(G)与污水(0)、引排沟渠(H)相连,沉淀塘(A)分别与调控阀(F)、氧化塘(B)相连,氧化塘(B)分别与沉淀塘(A)、垂直潜流人工湿地(C)、表面流人工湿地(D)相连,表面流人工湿地(D)分别与氧化塘(B)、垂直潜流人工湿地(C)、稳定塘(E)相连,第一分水溢流堰(3-1)连接沉淀塘(A)与氧化塘(B),污水泵(5) 连接氧化塘(B )与垂直潜流人工湿地配水渠(6 ),三角堰(7 )连接垂直潜流人工湿地配水渠 (6)与穿孔布水管(9),垂直潜流人工湿地出水管(12)连接穿孔集水管(11)与第一跌水平台(X-1),第一跌水平台(X-I)连接垂直潜流人工湿地出水管(12)和表面流人工湿地(D), 第二跌水平台(X-2)连接垂直潜流人工湿地出水管(12)与下游河道(K),第三分水溢流堰 (3-3)连接表面流人工湿地(D)与稳定塘(E)。
3.根据权利要求2所述的一种河滩坡岸多塘湿地废污水主要处理装置,其特征在于: 所述的沉淀塘(A)、氧化塘(B)、表面流人工湿地(D)和稳定塘(E)位于河滩(M)处。
4.根据权利要求2所述的一种河滩坡岸多塘湿地废污水主要处理装置,其特征在于: 所述的垂直潜流人工湿地(C)位于坡岸(N)处。
5.根据权利要求2所述的一种河滩坡岸多塘湿地废污水主要处理装置,其特征在于: 所述的垂直潜流人工湿地(C)设置两个跌水平台,第一跌水平台(X-I)连接垂直潜流人工湿地出水管(12)和表面流人工湿地(D),第二跌水平台(X-2)连接垂直潜流人工湿地出水管(12)与下游河道(K)。
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