CN104261618A - 一种用于尾水深度处理的人工湿地和植物塘联合处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于尾水深度处理的人工湿地和植物塘联合处理系统。其包括从上到下阶梯式设置的表面流人工湿地、一级植物塘和二级植物塘；所述表面流人工湿地和一级植物塘之间，一级植物塘和二级植物塘之间分别设置布水水位调节器；所述表面流人工湿地中种植水生植物，所述一级植物塘和二级植物塘中种植水面植物和岸边植物。本发明完全利用自流方式运行，不产生运行费用，管理维护简单，具有很高的应用价值。

Description

一种用于尾水深度处理的人工湿地和植物塘联合处理系统
技术领域
本发明属于生态环保技术领域，具体涉及一种用于尾水深度处理的人工湿地和植物塘联合处理系统。 
背景技术
目前大部分污水处理厂执行的是《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的二级或一级B的排放标准，要达到一级A的排放标准，一般都需要增加深度处理工艺，这将大大增加污水处理成本。人工湿地污水处理技术是一种天然净化与人工处理相结合的复合工艺，主要利用基质、植物和微生物等作用对污水进行净化，具有投资少、操作简单、维护和运行费用低等优点。它不但能够直接处理污水，还可以对污水处理厂处理后的污水进行深度处理，为解决上述问题提供了一种新的选择。然而，表面流人工湿地由于占地面积大、易受病虫害影响和水力复杂性等问题限制了其应用范围，在我国人多地少的国情下，单纯依靠表面流湿地进行污水处理难度较大。 
水生植物塘是氧化塘中的一种，它的深度一般在1-2m之间，既有好氧塘的优点，也有厌氧塘的优点。植物塘利用植物、动物和藻菌共生系统将废水中的污染物进行吸收利用，具有廉价、高效的特点。水生植物塘可选种浮水植物、挺水植物和沉水植物。选种的水生植物应具有良好的净水效果、较强的耐污能力、易于收获，并有较高的利用价值。浮水植物塘水面应分散地留出20%-30%的水面。具体应用过程需要考虑水生植物的收集及其利用和处置。然而，因气候对植物生长的影响巨大，因此植物选择上需要进行试验研究，选择具有抗寒的植物，同时需要将定期管理，以防止二次污染。 
本发明利用表面流人工湿地和植物塘进行尾水的深度处理工艺，通过优化发挥了两种技术的优势，选择尾水作为处理对象，具有建设成本低、不需要动力等特点。该系统中植物在其中发挥了关键作用，表面流人工湿地主要是通过植物的筛选和搭配，实现污染物的进一步去除，植物的筛选不仅要考虑根系的发达程度，同时需要考虑对氮磷等污染物的去除能力以及其耐寒性质。 
发明内容
为了解决现有城镇污水处理厂出水污染物含量较高的问题，以减缓尾水对水环境带来的持续压力，为了克服现有污水处理技术的不足，本发明提供一种表面流人工湿地和植物塘联合处理系统用于尾水深度处理，其能有效解决现有城镇污水处理厂出水污染物含量较高的问题，减缓尾水对水环境带来的持续压力，处理出水达到国家城镇污水排放一级A标准，同时美化了周围景观。 
本发明的技术方案具体描述如下。 
一种用于尾水深度处理的人工湿地和植物塘联合处理系统，其包括从上到下阶梯式设置的表面流人工湿地、一级植物塘和二级植物塘；所述表面流人工湿地和一级植物塘之间，一级植物塘和二级植物塘之间分别设置布水水位调节器；所述表面流人工湿地中种植水生植物，水生植物选自旱伞草、梭鱼草、香蒲或芦苇中的任意一种或多种；所述一级植物塘和二级植物塘岸边均种植景观性植物；两个塘中均种植沉水植物和挺水植物，其中，一级植物塘选用的沉水植物为穗花狐尾藻，二级植物塘的沉水植物为苦草、轮叶黑藻或眼子菜中任一种或多种；挺水植物种植采用生态浮床装置，选用的植物为水芹、旱伞草、梭鱼草和美人蕉等根系发达且具有美学价值的植物。 
上述表面流人工湿地和一级植物塘之间的高度差为20-50cm；一级植物塘和二级植物塘的高度差为10-30cm。 
上述表面流人工湿地包括补水系统、防渗系统和介质系统；布水通过砾石层进入湿地；基质系统为沸石及土壤，沸石粒径为3-5mm，防渗系统主要是指防渗薄膜。上述布水水位调节器包括主堰槽、辅堰槽和溢流槽，辅堰槽位于主堰槽一侧固定连接的位置，溢流槽设置于辅堰槽的进水口处。其可保证湿地不会在雨季因水量过大超过设计水力负荷而受到影响。 
本发明中，景观植物选自美人蕉和茭草中的任一种或两种。 
本发明中，二级植物塘中的沉水植物的种植密度为10-20cm，种植单体为5-10株。 
本发明的有益效果在于： 
（1）本发明的系统采用完全自流的处理方式，主要利用植物进行尾水中污染物质的去除，与常用的生物滤池方法相比，不受C/N低的限制，氮磷可有效去除，实现了尾水的深度处理，经过处理的尾水，出水N、P等主要污染指标可达到本地表水Ⅳ标准。
（2）本发明通过优化表面流人工湿地和水生植物塘两种工艺技术，与单纯表面流人工湿地和植物塘相比，污染物的去除得到大幅提高，并且通过水位调节器可防止进水超过设计负荷。水生植物在该系统中具有非常重要的作用，因此，通过本发明，成功筛选到具有高效氮磷去除能力及耐寒性的植物，并且通过合理搭配及后续的管理使得尾水得到了高效的处理。 
（3）利用表面流人工湿地及植物塘可有效避免湿地的堵塞问题，并且通过园艺设计思路，可将处理工艺设计成景观公园式结构，体现了生态构建的思想。 
（4）主要利用植物进行污染去除，并且采用穗花狐尾藻等四季常青植物可有效保证湿地的持续运行效果，不产生运行费用，管理成本低。 
附图说明
图1为用于尾水深度处理的人工湿地和植物塘联合处理系统示意图。 
具体实施方式
下面结合具体实施案例，进一步阐明本发明要点，应理解这些实施案例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落后于本申请所附权利要求所限定的范围。 
实施例1
贵州省某市的水源地上游建成污水处理厂后，其水源水质受到影响，水质下降，为保护饮用水源地，采取表面流人工湿地和植物塘联合处理系统，因地势构建了面积为100m×100m的人工湿地，同时构建了二级植物塘，植物塘的面积分别为300m2、500m2。
1、表面流人工湿地包括补水系统、防渗系统、介质系统、植物等；所述一级植物塘和二级植物塘岸边均种植景观性植物；两个塘中均种植沉水植物和挺水植物，其中，一级植物塘选用的沉水植物为穗花狐尾藻，二级植物塘的沉水植物为轮叶黑藻和眼子菜；挺水植物种植采用生态浮床装置，选用的植物为旱伞草、梭鱼草和美人蕉等根系发达且具有美学价值的植物。表面流人工湿地和一级植物塘之间，一级植物塘和二级植物塘之间设置布水水位调节器，表面流人工湿地与一级植物塘之间高度差为30cm，一级植物塘和二级植物塘之间的高度差为20cm。 
2、植物的筛选和搭配：包括表面流人工湿地植物的筛选和植物塘所用植物的筛选。 
综合各方面因素，用于表面流人工湿地的水生植物，选自旱伞草、梭鱼草、香蒲、芦苇等水生植物，通过植物的16个月的生长及横向发展，植物覆盖度大大提升，保证了湿地的截污能力，能有效去除尾水的臭味。 
一级植物塘为水深1.5m的水生塘，水生塘岸边种植美人蕉和茭草等具有景观性的植物，一级植物塘所选水面植物为穗花狐尾藻，穗花狐尾藻具有繁殖能力强的特点，并且四季常青，经过9个月的繁殖发展覆盖了整个塘面。二级植物塘的水深为2m，岸边选择美人蕉和茭草进行种植，二级植物塘所用水面植物包括睡莲及轮叶黑藻、眼子菜等沉水植物；通过添加沉水植物，可有效去除水体中的悬浮固体（ss），保证出水的浊度要求。植物种植间距为20cm，穗花狐尾藻的种植水面覆盖度为40%。 
3、表面流人工湿地及植物塘的植物维护和管理： 
（1）表面流人工湿地植物的管理和维护，包括杂草的清除及植物的修剪，植物的修剪在春夏秋季节需要频繁，25天修剪一次，不仅可将植物吸收的氮磷移出湿地系统，同时可促进植物的快速繁殖，尤其是可促进其横向发展，增加植物的覆盖面，形成植物滤床；
（2）植物塘的岸边植物和一级植物塘内植物的维护和管理，岸边植物在越冬前期需进行修剪，植物越冬期的修剪力度需大些，保留植物高度为8-15cm，保证次年的正常生长，一级植物塘内的穗花狐尾藻的管理主要是在夏秋季节，收获约30%面积的植物，将氮磷等污染物质移出植物塘，并且促进狐尾藻的生长和发展。
处理效果：使用本发明的技术工艺，通过植物的截留和吸收利用，实现了尾水的深度处理，氨氮、COD、TP去除率分别为80%，95%，97%，达到了良好的预期效果。 

Claims (4)

1.一种用于尾水深度处理的人工湿地和植物塘联合处理系统，其特征在于：其包括从上到下阶梯式设置的表面流人工湿地、一级植物塘和二级植物塘；所述表面流人工湿地和一级植物塘之间，一级植物塘和二级植物塘之间分别设置布水水位调节器；所述表面流人工湿地种植的水生植物选自旱伞草、梭鱼草、香蒲或芦苇中的任意一种或多种；所述一级植物塘和二级植物塘岸边均种植景观性植物；两个塘中均种植沉水植物和挺水植物，其中，一级植物塘选用的沉水植物为穗花狐尾藻，二级植物塘的沉水植物为苦草、轮叶黑藻或眼子菜中任一种或多种；挺水植物种植采用生态浮床装置，选用的植物为水芹、旱伞草、梭鱼草和美人蕉等根系发达且具有美学价值的植物。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述表面流人工湿地和一级植物塘之间的高度差为20-50cm；所述一级植物塘和二级植物塘的高度差为10-30cm。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述景观植物选自美人蕉和茭草中的任一种或两种。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述二级植物塘中的沉水植物的种植密度为10-20cm，种植单体为5-10株。
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