CN105293711A - 一种消纳城市污水厂尾水的浸没式垂直流人工湿地建造方法 - Google Patents

一种消纳城市污水厂尾水的浸没式垂直流人工湿地建造方法 Download PDF

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张文艺
周新程
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Abstract

本发明公开了一种消纳城市污水厂尾水的浸没式垂直流人工湿地建造方法，涉及水处理技术领域，主要针对城市污水厂尾水直排入河道、湖泊会引起自然水体水质下降这一难题，构建浸没式垂直流人工湿地，对城市污水厂尾水进行生态消纳，进一步净化尾水水质，从而使城市污水厂尾水能够生态、安全的排放到自然水体中，保护水生态环境。

Description

一种消纳城市污水厂尾水的浸没式垂直流人工湿地建造方法
一、技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种消纳城市污水厂尾水的浸没式垂直流人工湿地建造方法。
二、背景技术
随着国民经济的快速增长，各地开发建设规模日益增大，水资源消耗量与污水产生量大幅增加，改善水环境质量，缓解水资源危机等问题成为社会亟待解决的问题，开发探索以废水资源化利用为目的污水处理技术成为人类保护环境、维护生活环境的追求。
人工湿地利用生态系统中的物理、化学和生物的协同作用来对污水进行净化处理。如今，国外发达国家越来越多的运用人工湿地对生活和工业污水进行净化处理，取得了较好的经济、生态效益。目前，国内有大量人工湿地用于水处理领域，但在实际运行中，由于传统填料如砾石、沙子等孔隙率低，充氧能力差等原因，容易出现堵塞，处理效果不佳等问题，使得传统人工湿地在污水处理领域应用受到限制。但是，城市污水处理厂排放的尾水具有COD、TP、NH3-N等浓度低，特别是悬浮物少，不易堵塞湿地，因此，可应用于处理城市污水厂尾水。
三、发明内容
本发明的主要目的是提供一种消纳城市污水厂尾水的浸没式垂直流人工湿地建造方法。该建造方法利用合理的布水方式、填料铺设、墙体构建、防水层建设、植物配置等，建造浸没式垂直流人工湿地，用以消纳城市污水厂排放的尾水。
本发明的主要技术方案(流程)是：
(1)一个构建浸没式垂直流人工湿地墙体、底面的步骤，首先对所选择的土地进行开挖，在底面自下而上铺设200mm厚的碎石垫层，100mm厚的C15商品砼，用1:2.5的水泥砂浆抹平；湿地墙体主体为九五砖墙，砖墙两边分别用20mm厚1:2.5的水泥砂浆抹平。
(2)一个在湿地墙体、底面铺设防水层的步骤，所述的在湿地墙体、底面铺设防水层的步骤，首先选择HDPE高通量湿地防渗膜，然后将防渗膜铺设于湿地的内墙体和底面上。
(3)一个铺设湿地基质的步骤，在铺设湿地基质的步骤中，首先筛选粒径在3-5cm的石灰石，并铺设在湿地最底层；然后筛选粒径在0.5-1.0cm的活性陶粒或钢渣，铺设于石灰石基质之上；最后筛选粒径为1-2cm之间的红砖碎块，也可破碎粒径较大的废弃红砖作为基质，将其铺设于活性陶粒或钢渣基质之上。
(4)一个铺设表层黏土、栽植植物的步骤，首先筛选松软的黏土，将松软的黏土平铺于基质表面上，并在其表面栽种植物，如美人蕉、菖蒲等，栽植密度4-8株/m2。
(5)一个在湿地中设置布水管、集水管的步骤，所述的布水管设置在黏土与红砖碎块基质之间，进水口稍高于废弃红砖基质的高度；集水管设置在湿地尾部，主要收集处理后的尾水，并排入自然水体中，集水管设置高度稍低于布水管高度。
(6)一个进水和运行的步骤，将污水通过水泵引入布水管中，均匀流入湿地当中，通过湿地基质、植物、微生物等物理、化学和生物作用处理污水。
本发明的主要原理是：以松软黏土为表层，较大粒径红砖为表层填料，可以为微生物提供充足的氧气和兼氧环境，同时由于红砖填料有较高比表面积，有利于形成生物膜，为微生物的生长提供了载体；同时，为植物根系提供了良好的吸收环境，有利于湿地净化、处理效率的提高。
本发明的主要优点：
(1)选用废弃红砖为主要基质，来源广、成本低，同时孔隙率高，保证水流通畅，不易堵塞，使用时间长，操作管理方便。
(2)表层基质粒径较大，可以为好氧细菌提供充足的氧气，从而提高微生物的活性，提高污水处理效果；
(3)本发明浸没式垂直流人工湿地，采用双向流交替，类似于二级曝气生物滤池反应器，可有效利用上向流生物滤池去除有机物、氨氮，又可利用下向流生物滤池有效脱氮，保证处理效果；
四、附图说明
图1：一种消纳城市污水厂尾水的浸没式垂直流人工湿地建造方法的平面图。
图1中：1、进水管2、布水管3、拔风管4、湿地植物5、集水管
图2：一种消纳城市污水厂尾水的浸没式垂直流人工湿地建造方法的剖面图及单模块细部剖面图。
图2中：1、进水管2、布水管3、黏土填料4、红砖碎块填料5、钢渣或陶粒填料6、石灰石填料7、集水管8、湿地隔墙9、湿地植物10、拔风管11、4mm厚HDPE高通量湿地防渗膜12、20mm厚1:2.5的水泥砂浆13、240mm厚九五砖墙14、100mm厚C15商品砼15、200mm厚的碎石垫层
五、具体实施方式
本发明提供一种消纳城市污水厂尾水的浸没式垂直流人工湿地建造方法，如附图2所示。首先，对所选择的土地进行开挖，在底面自下而上铺设200mm厚的碎石垫层15，100mm厚的C15商品砼14，用1:2.5的水泥砂浆12抹平；湿地墙体主体为九五砖墙13，砖墙两边分别用20mm厚1:2.5的水泥砂浆12抹平；将防渗膜11铺设于湿地的内墙体和底面上；而后，在湿地池体中自下而上依次铺设高度h4＝1.2-1.4m的石灰石填料6、h3＝0.2-0.5m的活性陶粒或钢渣填料5、h2＝0.5-0.8m的红砖碎块填料4；其次，布水管2设置在黏土填料3与红砖碎块填料4之间，进水口略高于红砖碎块填料的高度；集水管7设置在湿地尾部，设置高度稍低于布水管2高度；同时在湿地表面种植湿地植物9，栽种密度为4株/m2，同时布置拔风管10，拔风管直径0.1-0.2m，每9平方米布置一根。
下面将通过以下实施例对本发明的效果给予进一步的说明。
实施例1
(1)浸没式垂直流人工湿地消纳城市污水处理厂尾水流量为100m3/d，长度L＝20.00m，宽度B＝6.00m，高H＝2.50m。
(2)浸没式垂直流人工湿地主要由布水系统、填料铺设、墙体构建、防水层建设、植物配置等组成。湿地池底铺设200mm厚的碎石垫层15，100mm厚的C15商品砼14，用20mm厚1:2.5的水泥砂浆12抹平。
(3)墙体为九五砖墙13，砖墙两边分别用20mm厚1:2.5的水泥砂浆12抹平。
(4)选择HDPE高通量湿地防渗膜11，铺设于湿地的内墙体和底面上。
(5)基质铺设，筛选粒径3cm的石灰石6平铺于底面，高度h4＝1.2m；其次，筛选粒径0.5cm的钢渣或陶粒5铺设于石灰石之上，高度h3＝0.5m；而后，筛选粒径1cm的红砖碎块4铺设于钢渣或者陶粒5之上，高度h2＝0.6m；最后铺设h1＝0.2m的黏土3。
(6)布水管2设置在红砖碎块填料4之上，而后用黏土填料3填埋；集水管7设置在湿地尾部，设置高度略低于布水管2高度。
(7)栽植湿地植物9，在黏土表面栽种植物，如美人蕉、菖蒲、再力花、茭白、等，栽植密度4株/m2，布置拔风管10，每9平方米布置1个拔风管。
表1
实施例2
(1)浸没式垂直流人工湿地消纳城市污水处理厂尾水流量为200m3/d，长度L＝30.00m，宽度B＝8.00m，高H＝2.50m。
(2)浸没式垂直流人工湿地主要由布水系统、填料铺设、墙体构建、防水层建设、植物配置等组成。湿地池底铺设200mm厚的碎石垫层15，100mm厚的C15商品砼14，用20mm厚1:2.5的水泥砂浆12抹平。
(3)墙体为九五砖墙13，砖墙两边分别用20mm厚1:2.5的水泥砂浆12抹平。
(4)选择HDPE高通量湿地防渗膜11，铺设于湿地的内墙体和底面上。
(5)基质铺设，筛选粒径3cm的石灰石6平铺于底面，高度h4＝1.3m；其次，筛选粒径0.5cm的钢渣或陶粒5铺设于石灰石之上，高度h3＝0.3m；而后，筛选粒径1cm的红砖碎块4铺设于钢渣或者陶粒5之上，高度h2＝0.7m；最后铺设h1＝0.2m的黏土3。
(6)布水管2设置在红砖碎块填料4之上，而后用黏土填料3填埋；集水管7设置在湿地尾部，设置高度略低于布水管2高度。
(7)栽植湿地植物9，在黏土表面栽种植物，如美人蕉、菖蒲、再力花、茭白、等，栽植密度4株/m2，布置拔风管10，每9平方米布置1个拔风管。
表2
实施例3
(1)浸没式垂直流人工湿地消纳城市污水处理厂尾水流量为400m3/d，长度L＝38.00m，宽度B＝13.00m，高H＝2.50m。
(2)浸没式垂直流人工湿地主要由布水系统、填料铺设、墙体构建、防水层建设、植物配置等组成。湿地池底铺设200mm厚的碎石垫层15，100mm厚的C15商品砼14，用20mm厚1:2.5的水泥砂浆12抹平。
(3)墙体为九五砖墙13，砖墙两边分别用20mm厚1:2.5的水泥砂浆12抹平。
(4)选择HDPE高通量湿地防渗膜11，铺设于湿地的内墙体和底面上。
(5)基质铺设，筛选粒径3cm的石灰石6平铺于底面，高度h4＝1.3m；其次，筛选粒径0.5cm的钢渣或陶粒5铺设于石灰石之上，高度h3＝0.2m；而后，筛选粒径1cm的红砖碎块4铺设于钢渣或者陶粒5之上，高度h2＝0.8m；最后铺设h1＝0.2m的黏土3。
(6)布水管2设置在红砖碎块填料4之上，而后用黏土填料3填埋；集水管7设置在湿地尾部，设置高度略低于布水管2高度。
(7)栽植湿地植物9，在黏土表面栽种植物，如美人蕉、菖蒲、再力花、茭白、等，栽植密度4株/m2，布置拔风管10，每9平方米布置1个拔风管。
表3
实施例4
(1)浸没式垂直流人工湿地消纳城市污水处理厂尾水流量为800m3/d，长度L＝48.00m，宽度B＝20.00m，高H＝2.50m。
(2)浸没式垂直流人工湿地主要由布水系统、填料铺设、墙体构建、防水层建设、植物配置等组成。湿地池底铺设200mm厚的碎石垫层15，100mm厚的C15商品砼14，用20mm厚1:2.5的水泥砂浆12抹平。
(3)墙体为九五砖墙13，砖墙两边分别用20mm厚1:2.5的水泥砂浆12抹平。
(4)选择HDPE高通量湿地防渗膜11，铺设于湿地的内墙体和底面上。
(5)基质铺设，筛选粒径3cm的石灰石6平铺于底面，高度h4＝1.4m；其次，筛选粒径0.5cm的钢渣或陶粒5铺设于石灰石之上，高度h3＝0.4m；而后，筛选粒径1cm的红砖碎块4铺设于钢渣或者陶粒5之上，高度h2＝0.5m；最后铺设h1＝0.2m的黏土3。
(6)布水管2设置在红砖碎块填料4之上，而后用黏土填料3填埋；集水管7设置在湿地尾部，设置高度略低于布水管2高度。
(7)栽植湿地植物9，在黏土表面栽种植物，如美人蕉、菖蒲、再力花、茭白、等，栽植密度4株/m2，布置拔风管10，每9平方米布置1个拔风管。
表4

Claims (3)

1.一种消纳城市污水厂尾水的浸没式垂直流人工湿地建造方法，其特征在于：包括湿地墙体、底面建造、湿地防水层、基质铺设、湿地表层黏土铺设、植物栽种和湿地布水管、集水管设置等。
2.根据权利要求书1所述的一种消纳城市污水厂尾水的浸没式垂直流人工湿地建造方法，其特征在于：首先对所选择的土地进行开挖，在底面自下而上铺设200mm厚的碎石垫层，100mm厚的C15商品砼，用1:2.5的水泥砂浆抹平；湿地墙体主体为九五砖墙，砖墙两边分别用20mm厚1:2.5的水泥砂浆抹平；选择HDPE高通量湿地防渗膜，然后将防渗膜铺设于湿地的内墙体和底面上；筛选粒径在3-5cm的石灰石，并铺设在湿地最底层；然后筛选粒径在0.5-1.0cm的活性陶粒或钢渣，铺设于石灰石基质之上；最后筛选粒径为1-2cm之间的红砖碎块，也可破碎粒径较大的废弃红砖作为基质，将其铺设于活性陶粒或钢渣基质之上。
3.根据权利要求书1所述的一种消纳城市污水厂尾水的浸没式垂直流人工湿地建造方法，其特征在于：首先筛选松软的黏土，将松软的黏土平铺于基质表面上，并在其表面栽种植物，如美人蕉、菖蒲等，栽植密度4-8株/m2；布水管设置在黏土与红砖碎块基质之间，进水口稍高于废弃红砖基质的高度；集水管设置在湿地尾部，主要收集处理后的尾水，并排入自然水体中，集水管设置高度稍低于布水管高度。
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