CN102398991B - 潜流式园林滤池污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
一种潜流式园林滤池污水处理系统，属污水处理领域。依据村镇地形地势，与绿地或绿化工程实施一体化设计与施工，无需另占土地，包括前处理单元、渗滤调节单元、复合人工湿地单元；复合人工湿地单元由潜流式园林滤池和表面流人工湿地组成。潜流式园林滤池表面覆有粘土层，种植园林湿地植物，处理系统后面连接当地景观水体，作为其主体补水水源。本发明为生物生态组合技术，处理系统流程简单，维护管理方便，工艺灵活，处理效果好，可依据污水水质、水量变化特征，合理分配前处理单元和复合人工湿地单元污染物负荷，优化配置各单元工艺参数，防止滤料层的堵塞，确保系统的低耗与稳定，也体现了与园林绿地融合的节地性、与景观美化的生产性与游憩性。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种村镇污水生态处理的潜流式园林滤池污水处理系统，主要结合绿地规划设置潜流式园林滤池来处理村镇生活污水、畜禽养殖废水等，在实现污水净化与资源化利用、获取林副产品的同时，达到污水处理与园林景观效益一体化的目标。
背景技术
随着小城镇和新农村建设的迅猛发展，城镇化进程日益加快，人民生活水平不断提高，村镇生活污水的排放量随之骤增，由此引发的环境恶化与环境质量要求间矛盾也在提升。村镇数量多而分散，缺乏必要的与景观相一致的污水收集与处理设施，往往随意排放，造成资源浪费和环境的日益恶化，严重影响村镇的生存环境，也制约了经济发展。而村镇污水由于氮磷含量较高，又是导致河流和湖泊富营养化，以及地下水和土壤污染的主要因素之一。
村镇人均用水量相对较低，其产业结构存在区域性的特定差异，污水排放量大都在1000～10000m3/d的范围内，其中以生活、养殖污水为主，因受雨季及用水量时空变化系数的影响，在量与质上都存在不均匀性和不稳定性。
村镇污水水质、水量变动性大，而技术力量薄弱，因此，污水处理系统不能单按COD，SS等综合性污染指标作为工艺选择的根据，除满足较强的水力冲击负荷和排水的安全性、资源化需求外，还须兼顾工艺与当地环境的融合及景观的一致性，寻求一种投资省、工艺流程简单、运行费用低、处理效果好、维护管理便捷，可结合现有绿地或绿地规划而无需另占用土地的污水处理工艺。致力于这种污水处理工艺的科学化、标准化、资源化、生态化和美学化，可谓是国际污水处理走向自然化、多元化的重要研究方向和新趋势。
发明内容
本发明的目的是针对村镇污水水量及水质变化系数大，生活、养殖污水氮磷含量较高的特点，综合考虑污水处理的系统化、生态化及排水的安全性与再利用，以及环境景观、生产效益的一致性要求，提出一种运行费用低、工艺流程简单、运行管理简便，处理效果好，不另占用土地，且具有经济效益的潜流式园林滤池污水处理系统。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：构造一种潜流式园林滤池污水处理系统，依据村镇的地形地势，与庭院、绿地或湿地、道路绿化实施统一规划，一体化设计与施工，无需另占土地，包括前处理单元、渗滤调节单元、复合人工湿地单元；所述前处理单元主要包括隔栅、集水池、混凝-沉淀一体化池等设施，集水池中设有潜污泵，作为处理系统的动力装置；所述渗滤调节单元由快速渗滤池、调节池组成，作为处理系统的主调节单元；所述复合人工湿地单元由潜流式园林滤池和表面流人工湿地组成，作为系统的主要处理单元。所述潜流式园林滤池表面覆有粘土层，其中种植园林湿地植物；所述表面流人工湿地出水端与当地景观水体相连接，作为该景观水体的主要补水水源。
本发明采用生物生态组合处理技术，构建潜流式园林滤池污水处理系统。处理流程可充分利用村镇地形地势以及道路绿地进行合理设计，工艺流程简单，维护管理方便。污水经前处理单元后，除去大部分的漂浮物和颗粒物，水质、水量经均化后进入快速渗滤池和调节池，进一步去除SS，增强污水的可生化性，提高污水中的含氧量，调控后续复合人工湿地单元的进水方式，有利于该单元的生物处理。在复合人工湿地处理单元，一方面利用园林湿地植物强大根系所建立的生物共生体对氮磷的吸收、吸附作用，以及对滤料层的输氧功能，即建立在根际区的好氧环境和根际边缘区的厌氧环境，使硝化菌和反硝化菌发生硝化和反硝化作用，将污水中有机物转化为植物能直接吸收利用的简单成分而去除。另一方面，滤池中滤料以粘土母矿为主体，如页岩、砾石等，通过过滤、截流、吸附作用，使滤料表面附着大量的营养物，为生物的生长创造条件。附着其上的生物膜，发生同步硝化与反硝化作用，分解有机物，并有效吸收硝态氮和氨氮。通过生物的吸收、滤料的吸附和化学沉淀反应，以及除磷菌、固氮菌的综合作用，人工湿地对污水中氮、磷的去除效果十分显著。总之，利用园林滤池、湿地生态系统的生产、消费与还原者的食物链与物质的循环利用的生态学过程，可持续地提高污水的净化效率，并能有效去除病原微生物，使出水水质达到GB18918-2002(城镇污水处理厂污染物排放标准)一级A标准。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种潜流式园林滤池污水处理系统，依据村镇的地形地势，与庭院、绿地或湿地、道路绿化实施统一规划，一体化设计与施工，无需另占土地，包括前处理单元1、渗滤调节单元2、复合人工湿地单元3；所述前处理单元1主要包括隔栅、集水池、混凝-沉淀一体化池等设施，集水池中设有潜污泵，作为处理系统的动力装置；所述渗滤调节单元2由快速渗滤池4、调节池5组成，作为处理系统的主调节单元；所述复合人工湿地单元3由潜流式园林滤池6和表面流人工湿地7组成。所述潜流式园林滤池6表面覆有粘土层，其中种植园林湿地植物，所述表面流人工湿地7的出水端与当地景观水体12相连接，作为景观水体的主体补水水源。
所述前处理单元的主要作用包括：滤除污水中体积较大的固体物，预防后续单元滤料的堵塞；调节水质、水量，实现混凝、沉淀一体化，以少的占地实现快速沉淀分离，尤其当复合人工湿地单元处在植物培育期或冬季水质、水量不稳定的阶段能通过前处理单元加强水质的净化作用，保障运行期处理系统具有稳定的净化效率。
所述快速渗滤池4由若干串接的滤池构成，池中铺设有1.2-2.5m厚滤料层，所述滤料以粘土母矿为主体，如砾石、页岩等，依据颗粒粒径由小到大，由下至上分层铺设或沿水流方向分块铺设，提高污水中溶解氧浓度，调节污水的可生化性。
所述潜流式园林滤池6由垂直流园林滤池8和水平流园林滤池9组成，所述垂直流园林滤池8和水平流园林滤池9均由若干滤池串接组成，池内铺设有1.5-2m厚滤料层，滤料层顶部依次设有透水隔膜和20-50cm厚粘土层，其中种植园林湿地植物，这样做提高了湿地对园林植物的支撑力，以防风倒，也具有对湿地的保温作用，及防臭和游憩性功能。所述园林湿地植物以乡土耐水湿植物构树、杜梨、金丝垂柳、白柳、枫杨、水杉、池杉、馒头柳、水曲柳、河柳、木槿、紫穗槐等为主，因木本耐水湿植物在水污染治理中可以发挥多种生产者作用：树木通过自身生长代谢大量吸收氮磷等水体中的营养物质，而其中一些种类还可以吸收、富集不同类型的矿物成分，根系分泌物和其他水土生物协同降解有机污染物；通过为微生物创造生存环境，促进其新陈代谢，以分解污水与滤料中可生物降解的有机物，供植物吸收利用，同时又能抑制低等藻类的生长，控制富营养化。
所述潜流式园林滤池设有排气盲管14，用以排出污水中污染物生物降解过程中产生的CO2、NH4等气体，同时也起到一定的充氧作用。
所述潜流式园林滤池8与表面流人工湿地9之间设有跌水式出水槽10，以提高出水中的溶解氧浓度。
所述表面流人工湿地9由若干滤池串接组成，池内铺设有1-1.5m厚滤料层，并种植水生植物，所述水生植物主要以观赏性水生植物，如荷、莲、菰茭、鸢尾等为主，也可放养适量观赏性鱼类。
所述前处理单元1、渗滤调节单元2、潜流式园林滤池6均设有污泥排放口，所述各污泥排放口通过污泥管接入污泥池13，以便集中处理。
所述前处理单元1、渗滤调节单元2、复合人工湿地单元3各部分之间通过污水管道连接，并且设有若干管道井和检查井，既保障处理工艺的稳定性，又可调节各单元工艺参数，达到最佳处理效率。
本发明的优势是：
(1)处理系统具有较强的抗冲击负荷能力。考虑污水水质、水量特征和排水的环境安全性，根据年、季、月、天的进水特征，植物生长状况和各单元工艺特性，合理分配前处理单元和复合人工湿地单元污染物负荷，优化配置各单元工艺组合的运行参数，确保处理系统的低耗和持续稳定。如在冬季，植物进入休眠和生物活性降低的情况下，基于该时段用水量较少，可加强前处理单元的处理效率，降低复合人工湿地单元污染负荷，也可通过调节渗滤调节单元工况，使污水以间歇式进水方式进入湿地单元，提高系统的除氮能力，而潜流式园林滤池表面的覆土层能有效防止冰冻，保障污水处理系统始终持续、稳定地运行。
(2)系统运行受季节影响小，确保在低温环境中系统的处理效果与排水安全。生活污水的水温在冬季常常高于一般水体，因此可采取以下措施确保在低温环境中本发明的处理效率：①筛选耐寒、耐水湿的常绿植物与喜温植物进行合理搭配，可避免因季节的变化导致水质出现的明显波动。②潜流式园林滤池表面覆盖有20-50cm厚的粘土，具有保温、支撑树木、防臭和游憩性等作用，还可避免夏季蚊蝇的滋生。③通过调节潜流式园林滤池水位，有利于冰冻期在覆土层与滤料层之间形成冰盖层，进一步加强保温效果，确保滤料层冬季的生物活性。
(3)处理工艺简单实用，不宜堵塞，性能稳定，出水水质好。潜流式园林滤池污水处理系统工艺简单，操作性强，可充分发挥各处理单元的净化功能。前处理单元较高的SS去除能力，有效防止滤料层的堵塞；渗滤调节单元除对水质水量进一步调节外，还可调节后续复合人工湿地单元的进水方式，提高潜流式园林滤池的硝化能力，防止生物残体对滤料的堵塞，而潜流式园林滤池中多年生园林乔、灌植物的应用，避免了水生植物枯死后磷的重新释放，保障出水水质。
(4)污水处理与园林景观融为一体，环境、经济效益显著。潜流式园林滤池污水处理系统可根据村镇的地形地势，与庭院、绿地或湿地、道路绿化实施统一规划，一体化设计与施工，无需另占土地，降低污水处理能耗，节约投资、降低运行成本，实现污水的资源化利用；园林湿地植物配置则采用耐水湿、耐污染且具有景观和经济价值的乔、灌、草结合的造景方式，以本地的乡土树种为主，实施科学搭配，利用树木庞大根系的分泌吸收、生物调节、通气疏导、生物附着等作用，提高潜流式园林滤池的可持续性污水处理能力，充分体现了与园林绿地融合的节地性、与景观美化的生产性与游憩性，促进生态、经济和社会三大效益的良性互动。
Claims (2)
1.一种潜流式园林滤池污水处理系统，其特征在于：依据村镇的地形地势，与庭院、绿地或湿地、道路绿化实施统一规划，一体化设计与施工，无需另占土地；所述的潜流式园林滤池污水处理系统包括前处理单元、渗滤调节单元、复合人工湿地单元；所述前处理单元包括格栅、集水池、混凝-沉淀一体化池，集水池中设有潜污泵，作为处理系统的动力装置；所述渗滤调节单元由快速渗滤池、调节池组成，作为处理系统的主调节单元；所述快速渗滤池由若干串接的滤池构成，池中铺设有1.2-2.5m厚滤料层，所述滤料以粘土母矿为主体，依据颗粒粒径由小到大，由下至上分层铺设或沿水流方向分块铺设；所述复合人工湿地单元由潜流式园林滤池和表面流人工湿地组成，所述潜流式园林滤池与表面流人工湿地之间设有跌水式出水槽，所述潜流式园林滤池设有排气盲管，所述表面流人工湿地的出水端与当地景观水体相连接，作为景观水体的主体补水水源；所述潜流式园林滤池由垂直流式园林滤池和水平式园林滤池组成，所述垂直流园林滤池和水平流园林滤池均由若干滤池串接组成，池内铺设有1.5-2m厚滤料层，滤料层顶部依次设有透水隔膜和20-50cm厚粘土层，其中种植园林湿地植物；所述园林湿地植物为乡土耐水湿乔、灌木，所述乡土耐水湿乔、灌木选自构树、杜梨、金丝垂柳、白柳、枫杨、水杉、池杉、馒头柳、水曲柳、河柳、木槿、紫穗槐中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的潜流式园林滤池污水处理系统，其特征在于：所述前处理单元、渗滤调节单元、潜流式园林滤池均设有污泥排放口，所述各污泥排放口通过污泥管接入污泥池，所述各部分之间通过污水管道连接，并且设有若干管道井和检查井。
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