CN103214100A - 一种序批式运行的人工湿地中水处理系统 - Google Patents

一种序批式运行的人工湿地中水处理系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103214100A
CN103214100A CN2013101893682A CN201310189368A CN103214100A CN 103214100 A CN103214100 A CN 103214100A CN 2013101893682 A CN2013101893682 A CN 2013101893682A CN 201310189368 A CN201310189368 A CN 201310189368A CN 103214100 A CN103214100 A CN 103214100A
Authority
CN
China
Prior art keywords
artificial swamp
artificial wetland
water
treatment system
artificial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2013101893682A
Other languages
English (en)
Inventor
柴宏祥
陈炜
何强
胡学斌
邹博宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing University
Original Assignee
Chongqing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University filed Critical Chongqing University
Priority to CN2013101893682A priority Critical patent/CN103214100A/zh
Publication of CN103214100A publication Critical patent/CN103214100A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

本发明公开了一种序批式运行的人工湿地中水处理系统。包括有进水管（1）、调节池（2）和阶梯式人工湿地，人工湿地级数至少为七级，进水管（1）安装在调节池（2）上端，调节池（2）位于第一级人工湿地的外围，调节池（1）通过进水闸门（3）与第一人工湿地的顶口连通，每一级人工湿地底部均设置有集水管（8），第二至最后一级人工湿地的顶部都安装有穿孔管（10），穿孔管（10）与上一级人工湿地的集水管（8）平齐且通过电磁阀（9）连通，最后一级人工湿地的集水管（8）经电磁阀（9）与出水管（11）连通。本发明的优点是：减少了甲烷和氧化亚氮等温室气体排放，出水水质满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920—2002）标准，减少了人工湿地的占地面积。

Description

一种序批式运行的人工湿地中水处理系统
技术领域
本发明属于污水处理和环境保护技术领域，具体涉及一种人工湿地中水处理系统。
背景技术
人工湿地处理系统是通过微生物、植物和土壤的共同作用，使污水得到净化的污水处理系统。人工湿地具有投资运行费用低、运行管理方便的特点，同时还具有生态环境效益，广泛用于污水分散式处理。在绿色建筑小区中推行人工湿地技术，一方面起到美化环境的作用，另一方面提高再生水回用率，减轻污水处理的压力。
大力发展低能耗分散式有效污水处理的人工湿地处理系统，可以避免大管网高耗能的城市污水治理模式。然而，有研究表明分散式自然处理过程可能产生大量的甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）排放，湿地系统是CH4的主要排放源，排放量占全球排放总量的20-25%；反硝化过程被认定为N2O的主要来源。在溶解氧小于1mg/L时，将导致亚硝酸盐的积累，从而释放大量N2O。若土壤长期保持淹水状态，基质内形成极度还原环境，有机物和CO2成为最终电子受体，导致CH4产生。
因此，对人工湿地进行科学改进、合理利用，以减少温室气体的排放具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种序批式运行的人工湿地中水处理系统，它能减少甲烷和氧化亚氮等温室气体排放，且出水水质满足《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB/T18920—2002）标准，同时减少人工湿地的占地面积。
本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括有进水管、调节池和阶梯式人工湿地，人工湿地级数至少为七级，进水管安装在调节池上端，调节池位于第一级人工湿地的外围，调节池通过进水闸门与第一人工湿地的顶口连通，每一级人工湿地底部均设置有集水管，第二至第最后一级人工湿地的顶部都安装有穿孔管，穿孔管与上一级人工湿地的集水管平齐且通过电磁阀连通，最后一级人工湿地的集水管经电磁阀与出水管连通。
上述人工湿地由下至上设置有砾石层、填料层、覆土层和水生植物。
由于本发明采用了调节池和阶梯式人工湿地，能实现各级人工湿地序批式运行。本发明的工作机理是：（1）人工湿地序批式运行，每一级人工湿地排水完成后基质与大气完全接触，为后续反应过程提供充足的溶氧量，一方面抑制反硝化细菌和产甲烷菌的活性，降低CH4和N2O的产量，另一方面提高了有机物的去除效能；（2）每级人工湿地水力停留时间短，在溶解氧降低到0.5mg/L形成缺氧环境前开始排水，污水进入下一级人工湿地；（3）采用穿孔管进水，增大污水与空气的接触面积；穿孔管与土壤有一定距离，起到水力曝气的作用，在进水过程污水携带溶解氧进入人工湿地；（4）系统出水用于绿色建筑小区中水回用，回用水质对氨氮有限制而对总氮无要求，只进行好氧硝化反应，使氨氮转化为硝态氮，能够减少温室气体排放量。
由于本发明各级人工湿地采用序批式运行，大幅度提高好氧层的深度，能够减少人工湿地的占地面积。
本发明具有如下的优点：减少了甲烷和氧化亚氮等温室气体排放，出水水质满足《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB/T18920—2002）标准，减少了人工湿地的占地面积。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为本发明一个实施例的立面示意图；
图2为本发明一个实施例的平面布置图。
图中：1.进水管；2.调节池；3.进水闸门；4.水生植物；5.覆土层；6.填料层；7.砾石层；8.集水管；9.电磁阀；10.穿孔管；11.出水管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
以十二级人工湿地为例，如图1和图2所示，本发明包括有进水管1、调节池2和阶梯式人工湿地，阶梯式人工湿地有十二级，进水管1安装在调节池2上端，调节池2位于第一级人工湿地的外围，调节池1通过进水闸门3与第一人工湿地的顶口连通，每一级人工湿地底部均设置有集水管8，第二至第十二级人工湿地的顶部都安装有穿孔管10，穿孔管10与上一级人工湿地的集水管8平齐且通过电磁阀9连通，第十二级人工湿地的集水管8经电磁阀9与出水管11连通。
上述人工湿地由下至上设置有砾石层7、填料层6、覆土层5和水生植物4。
如图1所示，调节池2池底面向第一级人工湿地中心倾斜，倾角为10o。各级人工湿地的覆土层5厚0.1m；填料区6高度0.5m，填充粒径为20-40mm的卵石；底部砾石层7高度0.3m，填充粒径40--60mm的砾石。人工湿地覆土层5上种植有根系发达、输氧能力强的水生植物4，种植密度15株/m2。
污水经进水管1进入调节池2，当调节池2的进水闸门3开启时，污水进入第一级人工湿地。在第一级人工湿地内，污水在微生物、植物以及基质的共同作用下，得到初步净化。集水管8安装在距离人工湿地底面高0.1m处。
污水由穿孔管10进入第二级人工湿地。污水透过0.1m的覆土层5，依次进入填料层6和砾石层7。第二级人工湿地距离底面高0.1m处设置集水管8，污水经收集后流入下一级人工湿地。
所谓序批式运行，就是指调节池2连续进水、各级人工湿地间歇性进出水，具体运行过程如下：
进水：调节池2的进水闸门3开启，污水进入第一级人工湿地，第二至第十二级人工湿地依靠土壤上方的穿孔管10进水。
反应：污水由穿孔管10进入下一级人工湿地的过程中携带大量氧气，污水在微生物的反应、填料和植物的吸附作用下，得到净化。
排水：电磁阀M12首先打开，完成第十二级人工湿地排水后M12闭合；接着 M11开启，第十一级人工湿地排水，第十二级人工湿地进水，该过程完成后M11闭合；然后M10开启，第十级人工湿地排水，第十一级人工湿地进水；阀门依次启闭，直至M2闭合，M1开启，进行第一级人工湿地排水，第二级人工湿地进水。排水过程迅速且短暂，在人工湿地基质内形成负压，进一步吸入空气中的氧气。
各级人工湿地采用序批式运行，在排水过程中自然复氧；第二至第十二级人工湿地采用穿孔管10进水，实现水力增氧，能够有效抑制反硝化菌和产甲烷菌的活性，减少温室气体排放。
人工湿地级数由进水水质和单级水力停留时间来确定，确定人工湿地级数的实例如下：
实施例1
本实施例的工作参数如下：
每级人工湿地水力停留时间为1.2h；
每级人工湿地排水时间为5min，即下一级人工湿地进水时间为5min；
人工湿地表面有机负荷为0.2 kg BOD5/(m2 d)。
以进水五日生化需氧量（BOD5）为C0=200mg/L，出水BOD5 为C1=10mg/L，设计表面有机负荷qos=0.2 kg BOD5/(m2 d)，设计流量Q（m3/d），人工湿地水流径道的孔隙率ε=0.75为例，给出人工湿地级数确定方法：
人工湿地占地面积                                                
Figure 410900DEST_PATH_IMAGE001
则有效容积
由此确定总水力停留时间
Figure 203407DEST_PATH_IMAGE003
单级HRT0= 1.2h；
级数n=HRT/HRT0，取整，n=12。
实施例2
最低级数为七级的实施例的工作参数如下：
每级人工湿地水力停留时间为1.5h；
每级人工湿地排水时间为5min，即下一级人工湿地进水时间为5min；
人工湿地表面有机负荷为0.2 kg BOD5/(m2 d)。
以进水五日生化需氧量（BOD5）为C0=150mg/L，出水BOD5 为C1=10mg/L，设计表面有机负荷qos=0.2 kg BOD5/(m2 d)，设计流量Q（m3/d），人工湿地水流径道的孔隙率ε=0.75为例，给出人工湿地级数确定方法：
人工湿地占地面积 
Figure 2013101893682100002DEST_PATH_IMAGE004
则有效容积
Figure 920827DEST_PATH_IMAGE005
由此确定总水力停留时间
Figure 2013101893682100002DEST_PATH_IMAGE006
单级HRT0= 1.5h；
级数n=HRT/HRT0，取整，n=7。
利用上述装置，处理后的出水满足《城市污水再生利用  城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）的标准。同时，降低人工湿地温室气体排放量，提高有机物的去除率。本装置水力负荷高，占地面积少，能够推动人工湿地的运用。

Claims (4)

1.一种序批式运行的人工湿地中水处理系统，其特征是：包括有进水管（1）、调节池（2）和阶梯式人工湿地，人工湿地级数至少有七级，进水管（1）安装在调节池（2）上端，调节池（2）位于第一级人工湿地的外围，调节池（1）通过进水闸门（3）与第一人工湿地的顶口连通，每一级人工湿地底部均设置有集水管（8），第二至最后一级人工湿地的顶部都安装有穿孔管（10），穿孔管（10）与上一级人工湿地的集水管（8）平齐且通过电磁阀（9）连通，最后一级人工湿地的集水管（8）经电磁阀（9）与出水管（11）连通。
2.根据权利要求1所述的序批式运行的人工湿地中水处理系统，其特征是：上述人工湿地由下至上设置有砾石层（7）、填料层（6）、覆土层（5）和水生植物（4）。
3.根据权利要求1或2所述的序批式运行的人工湿地中水处理系统，其特征是：集水管（8）安装在距离人工湿地底面高0.1m处。
4.根据权利要求1所述的序批式运行的人工湿地中水处理系统，其特征是：调节池（2）池底面向第一级人工湿地中心倾斜，倾角为10o。
CN2013101893682A 2013-05-21 2013-05-21 一种序批式运行的人工湿地中水处理系统 Pending CN103214100A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013101893682A CN103214100A (zh) 2013-05-21 2013-05-21 一种序批式运行的人工湿地中水处理系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013101893682A CN103214100A (zh) 2013-05-21 2013-05-21 一种序批式运行的人工湿地中水处理系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103214100A true CN103214100A (zh) 2013-07-24

Family

ID=48812326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013101893682A Pending CN103214100A (zh) 2013-05-21 2013-05-21 一种序批式运行的人工湿地中水处理系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103214100A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104129889A (zh) * 2014-07-15 2014-11-05 重庆大学 一种山地城市小区雨水处理回用系统
CN105645664A (zh) * 2014-11-14 2016-06-08 重庆大学 一种低浓度氨氮污水自养脱氮系统的构建方法
CN110386670A (zh) * 2019-07-10 2019-10-29 河海大学 一种梯度景观生态污水处理池
CN114946302A (zh) * 2022-03-02 2022-08-30 北京中和澄明环境科技有限公司 抑制水稻田生成甲烷的机制及其技术

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100651054B1 (ko) * 2005-04-28 2006-12-01 주식회사 아썸 오수처리를 위한 다단 경사형 인공 부유습지
CN201010585Y (zh) * 2007-02-12 2008-01-23 重庆大学 间歇式人工湿地污水处理反应器
CN201224693Y (zh) * 2007-12-28 2009-04-22 钟成华 复合波式流人工山地湿地污水处理系统
CN101643278A (zh) * 2009-08-24 2010-02-10 重庆大学 利用跌水曝气充氧的潜流人工湿地污水处理系统
CN101700932A (zh) * 2009-11-03 2010-05-05 上海大学 台阶式复合垂直流人工湿地污水处理装置
CN101863584A (zh) * 2010-04-29 2010-10-20 重庆大学 针对小区灰水的生物接触氧化+人工湿地联合处理系统
CN102126794A (zh) * 2011-04-08 2011-07-20 中国人民解放军后勤工程学院 自由跌水充氧的人工湿地净化系统
CN102633366A (zh) * 2012-05-03 2012-08-15 重庆大学 能控制甲烷排放的山地城市人工湿地污水处理系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100651054B1 (ko) * 2005-04-28 2006-12-01 주식회사 아썸 오수처리를 위한 다단 경사형 인공 부유습지
CN201010585Y (zh) * 2007-02-12 2008-01-23 重庆大学 间歇式人工湿地污水处理反应器
CN201224693Y (zh) * 2007-12-28 2009-04-22 钟成华 复合波式流人工山地湿地污水处理系统
CN101643278A (zh) * 2009-08-24 2010-02-10 重庆大学 利用跌水曝气充氧的潜流人工湿地污水处理系统
CN101700932A (zh) * 2009-11-03 2010-05-05 上海大学 台阶式复合垂直流人工湿地污水处理装置
CN101863584A (zh) * 2010-04-29 2010-10-20 重庆大学 针对小区灰水的生物接触氧化+人工湿地联合处理系统
CN102126794A (zh) * 2011-04-08 2011-07-20 中国人民解放军后勤工程学院 自由跌水充氧的人工湿地净化系统
CN102633366A (zh) * 2012-05-03 2012-08-15 重庆大学 能控制甲烷排放的山地城市人工湿地污水处理系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104129889A (zh) * 2014-07-15 2014-11-05 重庆大学 一种山地城市小区雨水处理回用系统
CN104129889B (zh) * 2014-07-15 2016-03-30 重庆大学 一种山地城市小区雨水处理回用系统
CN105645664A (zh) * 2014-11-14 2016-06-08 重庆大学 一种低浓度氨氮污水自养脱氮系统的构建方法
CN110386670A (zh) * 2019-07-10 2019-10-29 河海大学 一种梯度景观生态污水处理池
CN114946302A (zh) * 2022-03-02 2022-08-30 北京中和澄明环境科技有限公司 抑制水稻田生成甲烷的机制及其技术

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103936233B (zh) 序批式人工湿地污水处理脱氮过程氧化亚氮减排控制系统
US6283676B1 (en) Sequential aerobic/anaerobic solid waste landfill operation
CN102923861B (zh) 一种利用矿物处理低碳氮比污水的人工湿地
CN102923857A (zh) 缺氧-好氧垂直流人工湿地系统
CN103466796B (zh) 一种矿化垃圾反应床同步硝化反硝化处理渗滤液的方法
CN101708897A (zh) 斜面潜流人工湿地水处理工艺
CN109574233B (zh) 一种添加沸石负载纳米零价铁的人工湿地系统
CN103214100A (zh) 一种序批式运行的人工湿地中水处理系统
CN102874926A (zh) 一种无动力增氧生态滤池污水处理系统及方法
CN104828951B (zh) 一种生态调控型人工湿地强化碳氮同步去除系统
CN207738512U (zh) Mbr膜地埋式一体化污水处理工艺设备
CN101704585B (zh) 递减曝气潜流人工湿地
CN110451723B (zh) 一种混合填料流化池耦合人工湿地污水深度处理装置
CN211198754U (zh) 一种内嵌沉淀结构的一体化a2/o生化塔
CN109231684B (zh) 净化磷石膏堆场渗透液的处理方法及其系统
CN218579793U (zh) 一种复合型脱氮除磷人工湿地-微生物燃料电池系统
CN101734802B (zh) 强化型垂直流滤床
CN110981077A (zh) 基于侧流短程硝化-厌氧氨氧化工艺的氨氮高效去除系统及方法
CN110606568A (zh) 一种内嵌沉淀结构的一体化a2/o生化塔
CN207537221U (zh) 一种铁路中小站区低碳氮比生活污水处理装置
CN203411439U (zh) 具有同时脱氮除碳功能的垃圾沥滤液生物处理装置
CN206033519U (zh) 一种太阳能农村生活污水滴滤处理系统
CN102642990B (zh) 人工湿地污水处理氧化亚氮排放控制系统
CN211734093U (zh) 基于侧流短程硝化-厌氧氨氧化工艺的氨氮高效去除系统
CN207774909U (zh) 双回流活性污泥床反应器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20130724