CN103332826A

CN103332826A - 多级折流复氧人工湿地污水处理系统及其处理污水的方法

Info

Publication number: CN103332826A
Application number: CN2013101914424A
Authority: CN
Inventors: 宋海亮; 戴保琳; 杨小丽
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2033-05-21
Also published as: CN103332826B

Abstract

本发明公开了多级折流复氧人工湿地污水处理系统，它包括进水区、折向流人工湿地单元、出水区和出水管串联组成，所述进水区、折向流人工湿地单元和出水区设有一组小型提篮填料池，所述折向流人工湿地单元为具有阶梯结构的一组反应池串联组成，所述小型提篮填料池底部和折向流人工湿地单元连通。还公开了该污水处理系统的污水处理方法。本发明提篮易于填料更换，可根据不同进水水质和不同排放要求，放不同功能强化型填料，解决了填料饱和后出水水质变差的难题，运行管理方便；利用多孔溅水板均匀布水，有效复氧，提高水中的溶解氧；反应池池壁采用砖砌或钢混，更换提篮中填料时，不影响整个湿地装置中已经形成的微生物和植物两者间的稳定平衡体系。

Description

多级折流复氧人工湿地污水处理系统及其处理污水的方法

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，涉及多级折流复氧人工湿地污水处理系统及其处理方法。

背景技术

人工湿地是由人工建造和控制运行的地面，绝大多数人工湿地基本组成包括填料、植物和微生物。将污水有控制地投配到人工湿地上，利用填料、植物和微生物的物理、化学、生物化学等过程协同作用来完成污水的净化。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、残留物积累以及各类原生动物和后生动物的作用。

传统的人工湿地填料主要包括土壤、砂、砾石等，近年来包括沸石、石灰石、页岩、塑料、陶瓷等功能型材料也被作为人工湿地填料进行研究和应用。人工湿地的填料具有过滤、沉淀、吸附和絮凝等作用，能将水体中的SS、N、P等营养物质有效去除，同时为植物、微生物生长以及O₂传输提供了必备条件。填料是将污水转变成清水以及水生植物和微生物赖以生存的场所，是有机污染物转为无机无毒物质的枢纽，其组成直接关系到氮、磷、重金属以及其他一些污染物的净化效率等因素。但是填料饱和时间限制了湿地的运行寿命。填料截留、吸附污水中污染物时会达到饱和，一旦达到饱和就失去了去污的作用，可能还会向水中释放一定的污染物，大大缩短了湿地的运行周期。虽然全部更换基质的办法可以有效恢复人工湿地的功能，但在实际应用时工程量太大，而且会彻底破坏填料植物体系中已经驯化形成的微生物群落，使得湿地净化功能被完全破坏，需要数月之久才能恢复。

发明内容

发明目的：针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供多级折流复氧人工湿地污水处理系统及其污水处理方法。该多级折流复氧人工湿地结构简单、充氧效果较好、堵塞几率较低以及填料易于局部更换。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：多级折流复氧人工湿地污水处理系统，它包括进水区、折向流人工湿地单元、出水区和出水管串联组成，所述进水区、折向流人工湿地单元和出水区设有一组小型提篮填料池，所述折向流人工湿地单元为具有阶梯结构的一组反应池串联组成，所述小型提篮填料池底部和折向流人工湿地单元连通，反应池池壁和池底设有防渗层，反应池为砖砌或钢混结构。

优选地，所述一组反应池包括第一反应池、第二反应池和第三反应池，所述一组小型提篮填料池间隔设置在第一反应池、第二反应池和第三反应池之间。

所述一组小型提篮填料池包括第一提篮填料池、第二提篮填料池、第三提篮填料池、第四提篮填料池，所述第一提篮填料池、第二提篮填料池和第三提篮填料池分别包括砾石层和砾石层上的提篮，所述砾石层底部设有出水口，所述提篮中放置不同的功能性填料，所述填料为陶粒，沸石，石灰石或高炉渣中的一种或几种。

所述第二提篮填料池和第三提篮填料池上方设有铰链式多孔溅水板，所述第一提篮填料池和第四提篮填料池为敞口式。

所述铰链式多孔溅水板与提篮顶部相距300mm，布置梅花点阵的小孔，孔径为1～2mm，倾斜放置，坡度为5°。

所述第一反应池、第二反应池和第三反应池分别从上到下依次为根系较发达且生命力较强的水生植物、细沙、页岩和砾石。

所述水生植物为芦苇、菖蒲、香蒲、西伯利亚鸢尾或黑麦草中的一种或几种。

所述提篮的尺寸为400mm×200mm×500mm。

所述的多级折流复氧人工湿地污水处理系统处理污水的方法，包括以下步骤：污水水流通过进水管进入进水区的第一提篮填料池，由第一提篮填料池池底的出水口均匀分布上行流进入第一反应池，再由第一反应池上部溢流到铰链式多孔溅水板上均匀布水并充氧，进入第二提篮填料池；第二提篮填料池池底的经出水口进入第二反应池，由第二反应池溢流进入第三提篮填料池，第三提篮填料池经出水口进入第三反应池，第三反应池溢流进入出水区的第四提篮填料池，再经过出水管道排放处理后的污水，完成一个流程。

所述污水处理方法的一个流程中的污水在多级折流复氧人工湿地系统中停留时间为2～5天。

本发明在传统垂直流人工湿地的基础上，在进水区和出水区以及增加两个相间隔的不栽种植物的小型填料池，设置4至5个提篮，针对不同进水水质在提篮中可放置不同的功能型填料，当填料达到吸附饱和或出水水质变差时，可以方便地更换填料；此外，在提篮上方，设置铰链式多孔溅水板，上一级湿地溢流水通过该多孔溅水板后，被分散为大量液滴，散落而下，可进行有效复氧，提高水中的溶解氧，促进下一级湿地中的好氧微生物降解反应，从而提高有机物的去除效果。铰链式多孔溅水板为活动式，可向上打开，便于在需要更换填料时取出下方的提篮；同时在提篮下方分别垫置了砾石层，一方面可以方便取出提篮，另一方面可以增加除污效果。本发明的方法具有填料易更换，利用自然方式强化复氧，湿地净化能力可长期维持等优点。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下的特色及优点：

1）本发明建设费用低，可以大幅度节省投资，运行管理方便。2）本发明的提篮设计易于填料更换，也可根据不同进水水质放置不同功能性填料，解决了填料饱和后出水水质变差的难题。3）本发明可利用多孔溅水板均匀布水，还可以利用300mm的高度差，有效复氧，提高水中的溶解氧。此溅水板为活动式，便于更换填料时取出下方的提篮。4）本发明当更换提篮中填料时，不会影响整个湿地装置中微生物和植物两者间的平衡体系。5）本发明的进水区设置小型提篮填料池，可截留进水中的大量悬浮污染物，一旦观察到进水区填料表面发生淤积时，可及时方便地更新小型提篮中的填料，从而有效避免整个湿地堵塞。

附图说明

图1为本发明实施例的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明进一步说明，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

实施例1：

如图1所示，本发明的一种剖面结构示意图，多级折流复氧人工湿地污水处理系统，它包括进水区1、折向流人工湿地单元、出水区9和出水管18串联组成，所述进水区1、折向流人工湿地单元和出水区9设有一组小型提篮填料池，所述折向流人工湿地单元为具有阶梯结构的一组反应池串联组成，所述小型提篮填料池底部和折向流人工湿地单元连通，反应池池壁和池底设有防渗层，反应池为钢混结构。所述一组反应池包括第一反应池3、第二反应池7和第三反应池8，所述一组小型提篮填料池间隔设置在第一反应池3、第二反应池7和第三反应池8之间。

所述一组小型提篮填料池包括第一提篮填料池19、第二提篮填料池20、第三提篮填料池21、第四提篮填料池22，所述第一提篮填料池19、第二提篮填料池20和第三提篮填料池21分别包括砾石层6和砾石层6上的提篮5，所述砾石层6底部设有出水口14，所述提篮5中放置不同的功能性填料，所述填料为陶粒。

所述第二提篮填料池20和第三提篮填料池21上方设有铰链式多孔溅水板4，所述第一提篮填料池19和第四提篮填料池22为敞口式。多孔溅水板4两者相距300mm，水从其上方流过时，一方面可以均匀布水，一方面可以充氧，增加湿地的除污效果；在第一提篮填料池19、第二提篮填料池20和第三提篮填料池21提篮5下方分别垫置了600mm、500mm和200mm的砾石层，一方面可以有利于取出提篮，另一方面可以增加除污效果。

所述铰链式多孔溅水板4与提篮5顶部相距300mm，布置梅花点阵的小孔，孔径为1～2mm，倾斜放置，坡度为5°。所述铰链式多孔溅水板4为不锈钢片，长1000mm，宽500mm。

所述第一反应池3、第二反应池7和第三反应池8分别从上到下依次为根系较发达且生命力较强的水生植物2、细沙11、页岩12和砾石13。所述细沙11，页岩12和砾石13为填料层，所述第一反应池3、第二反应池7和第三反应池8填料层的厚度分别是1200mm、900mm、1200mm。

所述水生植物2为芦苇和菖蒲。

所述提篮5的尺寸为400mm×200mm×500mm。

所述的多级折流复氧人工湿地污水处理系统处理污水的方法，包括以下步骤：污水水流通过进水管进入进水区1的第一提篮填料池19，由第一提篮填料池19池底的出水口均匀分布上行流进入第一反应池3，再由第一反应池3上部溢流到铰链式多孔溅水板4上均匀布水并充氧，进入第二提篮填料池20；第二提篮填料池20池底的经出水口进入第二反应池7，由第二反应池7溢流进入第三提篮填料池21，第三提篮填料池21经出水口进入第三反应池8，第三反应池8溢流进入出水区9的第四提篮填料池22，再经过出水管道18排放处理后的污水，完成一个流程。

实施例2：

与实施例1基本一样，区别在于，所述提篮5中放置填料为沸石。反应池为砖砌结构，所述铰链式多孔溅水板4为PVC新型材料。所述水生植物2为香蒲和西伯利亚鸢尾。

实施例3：

与实施例1基本一样，区别在于，所述提篮5中放置填料为石灰石。反应池为砖砌结构，所述铰链式多孔溅水板4为PVC新型材料。所述水生植物2为菖蒲和黑麦草。

实施例4

与实施例1基本一样，区别在于，所述提篮5中放置填料为高炉渣。所述铰链式多所述水生植物2为芦苇和黑麦草。

上述仅为本发明优选的实施例，并不限制于本发明。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施例来举例说明。而由此方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之内。

Claims

1.多级折流复氧人工湿地污水处理系统，它包括进水区（1）、折向流人工湿地单元、出水区（9）和出水管（18）串联组成，其特征在于，所述进水区（1）、折向流人工湿地单元和出水区（9）设有一组小型提篮填料池，所述折向流人工湿地单元为具有阶梯结构的一组反应池串联组成，所述小型提篮填料池底部和折向流人工湿地单元连通，反应池池壁和池底设有防渗层，反应池为砖砌或钢混结构。

2.根据权利要求1所述的多级折流复氧人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述一组反应池包括第一反应池（3）、第二反应池（7）和第三反应池（8），所述一组小型提篮填料池间隔设置在第一反应池（3）、第二反应池（7）和第三反应池（8）之间。

3.根据权利要求1所述的多级折流复氧人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述一组小型提篮填料池包括第一提篮填料池（19）、第二提篮填料池（20）、第三提篮填料池（21）、第四提篮填料池（22），所述第一提篮填料池（19）、第二提篮填料池（20）和第三提篮填料池（21）分别包括砾石层（6）和砾石层（6）上的提篮（5），所述砾石层（6）底部设有出水口（14），所述提篮（5）中放置不同的功能性填料，所述填料为陶粒，沸石，石灰石或高炉渣中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的多级折流复氧人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述第二提篮填料池（20）和第三提篮填料池（21）上方设有铰链式多孔溅水板（4），所述第一提篮填料池（19）和第四提篮填料池（22）为敞口式。

5.根据权利要求4所述的多级折流复氧人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述铰链式多孔溅水板（4）与提篮（5）顶部相距300mm，布置梅花点阵的小孔，孔径为1～2mm，倾斜放置，坡度为5°。

6.根据权利要求1所述的多级折流复氧人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述第一反应池（3）、第二反应池（7）和第三反应池（8）分别从上到下依次为根系较发达且生命力较强的水生植物（2）、细沙（11）、页岩（12）和砾石（13）。

7.根据权利要求1所述的多级折流复氧人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述水生植物（2）为芦苇、菖蒲、香蒲、西伯利亚鸢尾或黑麦草中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的多级折流复氧人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述提篮（5）的尺寸为400mm×200mm×500mm。

9.权利要求1-9任一项所述的多级折流复氧人工湿地污水处理系统处理污水的方法，其特征在于，包括以下步骤：污水水流通过进水管进入进水区（1）的第一提篮填料池（19），由第一提篮填料池（19）池底的出水口均匀分布上行流进入第一反应池（3），再由第一反应池（3）上部溢流到铰链式多孔溅水板（4）上均匀布水并充氧，进入第二提篮填料池（20）；第二提篮填料池（20）池底的经出水口进入第二反应池（7），由第二反应池（7）溢流进入第三提篮填料池（21），第三提篮填料池（21）经出水口进入第三反应池（8），第三反应池（8）溢流进入出水区（9）的第四提篮填料池（22），再经过出水管道（18）排放处理后的污水，完成一个流程。

10.根据权利要求9所述的污水处理方法，其特征在于，所述污水处理方法的一个流程中的污水在多级折流复氧人工湿地系统中停留时间为2～5天。