CN106396264A - 一种预防堵塞的人工湿地污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于污水处理领域，并公开了一种预防堵塞的人工湿地污水处理系统。该污水处理系统包括磁混凝反应器、斜管沉淀池、磁回收装置、人工湿地，磁混凝反应器和斜管沉淀池对污水进行预处理，可以充分降低污水中的有机物和悬浮物浓度，初步降低人工湿地污染物负荷，人工湿地中从前至后基质粒径依次减少，并在最容易堵塞的进水段设置反冲洗模块，进一步减轻人工湿地的堵塞。通过本发明，解决了人工湿地污水处理系统易堵塞的技术问题，实现了污水的二次处理，同时使得整个处理过程具备连续化，速度快，耗能低，效率高等特点。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，更具体地，涉及一种预防堵塞的人工湿地污水处理系统。
背景技术
人工湿地具有投资少、能耗低、工艺简单的特点而得到广泛使用，其主要是通过基质的吸附截留、微生物和植物的共同作用去除污染物。但是人工湿地容易堵塞的问题限制了其发展应用，据USEPA对100多个运行中的人工湿地调查后发现有将近一半的湿地系统在投入使用后的5年内形成了堵塞。
我国在1990年建成的深圳白泥坑雁田人工湿地，由于预处理不足等原因也形成了严重堵塞，极大影响出水水质和处理水量。人工湿地的堵塞主要来源于污水中的悬浮颗粒以及生物自身的繁殖代谢产物，人工湿地进水段截留悬浮物多且生物代谢旺盛，所以人工湿地主要堵塞在进水段，常规的反冲洗都是对所有基质进行反冲洗，效率低且能耗高。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种预防堵塞的人工湿地污水处理系统，通过磁混凝沉淀进行预处理以及在第一基质段设置反冲洗模块，由此解决人工湿地污水处理系统容易堵塞的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种预防堵塞的人工湿地污水处理系统，所述污水处理系统包括：磁混凝反应器、沉淀池和人工湿地，其特征在于：
所述磁混凝反应器、斜管沉淀池和人工湿地依次相连，待处理的污水进去所述磁混凝反应器中进行污水的预处理，初步去除待处理污水中的有机物和悬浮物，然后进入所述斜管沉淀池中沉淀杂质，最后进入所述人工湿地中通过过滤、吸附、微生物分解等作用进一步净化水质，其中，所述磁混凝反应器和沉淀池之间连接有磁回收装置，用于从所述沉淀池中沉淀的杂质进行磁粉和污泥的分离，并将回收的磁粉输送到所述磁混凝反应器中重复利用；
所述人工湿地按照基质粒径和功能的不同分为第一基质段、第二基质段和第三基质段，来自所述斜管沉淀池的污水依次经过所述第一基质段、第二基质段和第三基质段，通过过滤、吸附、微生物分解等作用，实现待处理污水的处理，其中，所述第一基质段在底部设置有反冲洗模块，用于将吸附在所述第一基质段中的杂质清洗去除，所述人工湿地上方种植有湿地植物，该湿地植物用于去除待处理污水中的某些营养物质以及有毒有害物质，同时为所述人工湿地中的微生物提供氧气。
优选地，所述人工湿地前端和后端处分别设置有配水渠和出水渠，所述配水渠靠近所述第一基质段的一侧设置有的穿孔花墙，该穿孔花墙上均匀设置有孔径一致的穿孔，且该穿孔处设置有网格，所述穿孔花墙用于均匀配水，同时防止所述第一基质段的填料流失。
优选地，所述第一基质段优选采用砾石作为基质，此基质段段的长度为所述人工湿地总长1/6～1/5，砾石粒径7mm～10mm，在该基质段砾石粒径由前到后依次减少。
优选地，所述第二基质段优选采用沸石和煤渣混合物作为基质，该基质段长度为所述人工湿地总长1/2～2/3，基质粒径7mm～10mm，且在该基质段所述基质粒径由前到后依次减少。
优选地，所述第三基质段优选采用砂石作为基质，该基质段长度为所述人工湿地总长1/5～1/3，砂石粒径3mm～7mm，且在该基质段所述砂石粒径由前到后依次减少。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1、本发明共由三个部分组成，整体结构简单，通过设置磁混凝反应器和斜管沉淀完成待处理污水的初步处理，然后再通过人工湿地进一步的净化，实现最终待处理污水的处理，同时也实现了系统功能化的高度集中；
2、本发明通过在人工湿地设置三段粒径逐渐减小的基质段，且三段基质段采用不同的材质作为基质，实现待处理污水中杂质的充分过滤、吸附和截留；
3、本发明第一基质段与第二基质段中基质粒径大小基本一致，且在第一基质段设置反冲洗模块，与传统的基质粒径逐段减少相比，能够使第一基质段发挥主要的过滤截留杂质的作用，能够减轻后续基质段的堵塞，并通过在该段设置反冲洗模块以减少该基质段的堵塞，与现有的在整个人工湿地中设置反冲洗模块相比较，本发明不仅能有效防止堵塞，而且能够大大减少反冲洗电耗；
4、本发明通过设置湿地植物，一方面能够为基质中的微生物提供氧气，另一方面能够通过这些植物吸收污水中的营养物质以及有毒有害物质，此外，本专利还设置有磁回收装置，能将经过斜管沉淀池沉淀的杂质进行再次分离，从而实现磁粉的回收利用。
附图说明
图1为按照本发明的优选实施例所述构建的污水处理系统的结构示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-磁混凝反应器 2-斜管沉淀池 3-磁回收装置 4-人工湿地 41-配水渠 42-第一基质段 43-第二基质段44-第三基质段 45-反冲洗模块 46-穿孔花墙 47-湿地植物 48-出水渠 101-进水管 102-第一管路 201-第二管路 202-第三管路 301-第四管路 401-出水管。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1为按照本发明的优选实施例所述构建的污水处理系统的结构示意图。如图1所示，一种预防堵塞的人工湿地污水处理系统，包括磁混凝反应器1、斜管沉淀池2、磁回收装置3和人工湿地4；污水通过进水管101进入系统与磁混凝反应器连接，磁混凝反应器和斜管沉淀池通过第一管路102连接；斜管沉淀池出水通过第四管路201与人工湿地4的配水渠41相连，斜管沉淀池的污泥通过第二管路202与磁回收装置3相连，磁回收装置将磁粉与污泥分离后，磁粉通过第四管路301与磁混凝反应器进水端相连，污泥进行脱水处理；人工湿地4包括配水渠41、第一基质段42、第二基质段43、第三基质段44、出水渠48、反冲洗模块45和湿地植物47；
按照本发明的一个优选实施例，配水渠41设有穿孔花墙46，且穿孔处设有网格，网格孔径为5-7mm，防止填料流失；第一基质段42采用砾石作为基质，长度为池体总长1/6-1/5，砾石粒径7mm-10mm，粒径由前到后依次减少；第二基质段43采用按1:1比例混合的沸石和煤渣作为基质，基质粒径7-10mm，该段长度为池体总长1/2-2/3，粒径由前到后依次减少；第三基质段44采用砂石作为基质，长度为池体总长1/5-1/3，砂石粒径3-7mm，粒径由前到后依次减少；湿地植物47只种植在第二基质段43和第三基质段44上方；反冲洗模块45设置于第一基质段42下方。
下面对整个系统的工作原理进行说明：
运行时，污水进入磁混凝反应器1，磁粉能够增加碰撞效率从而提高混凝效果，并形成以磁粉为核心的磁絮体，然后进入斜管沉淀池2，由于絮体中含有磁粉颗粒，密度较大，所以絮体能够快速沉淀从而去除水体中大部分悬浮物以及部分有机物，减轻人工湿地的堵塞，斜管沉淀池2出水进入人工湿地4，首先经过配水渠41，经穿孔花墙均匀布水，而后进入第一基质段段42，该段能够进一步截留大部分水中的悬浮物和杂质，从而减轻人工湿地第二基质段43以及第三基质段44的堵塞，而第一基质段42下方设置反冲洗模块45，当第一基质段42堵塞到一定程度时进行反冲洗，增加基质孔隙率、恢复过滤作用，从而保持系统长期稳定运行。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种预防堵塞的人工湿地污水处理系统，所述污水处理系统包括：磁混凝反应器、沉淀池和人工湿地，其特征在于：
所述磁混凝反应器(1)、斜管沉淀池(2)和人工湿地(4)依次相连，待处理的污水进去所述磁混凝反应器中进行污水的预处理，初步去除待处理污水中的有机物和悬浮物，然后进入所述斜管沉淀池中沉淀杂质，最后进入所述人工湿地(4)中通过过滤、吸附、微生物分解等作用进一步净化水质，其中，所述磁混凝反应器和沉淀池之间连接有磁回收装置(3)，用于从所述沉淀池中沉淀的杂质进行磁粉和污泥的分离，并将回收的磁粉输送到所述磁混凝反应器中重复利用；
所述人工湿地(4)按照基质粒径和功能的不同分为第一基质段(42)、第二基质段(43)和第三基质段(44)，来自所述斜管沉淀池的污水依次经过所述第一基质段(42)、第二基质段(43)和第三基质段(44)，通过过滤、吸附、微生物分解等作用，实现待处理污水的处理，其中，所述第一基质段在底部设置有反冲洗模块(45)，用于将吸附在所述第一基质段中的杂质清洗去除，所述人工湿地上方种植有湿地植物(47)，该湿地植物用于去除待处理污水中的某些营养物质以及有毒有害物质，同时为所述人工湿地中的微生物提供氧气。
2.如权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于，所述人工湿地(4)前端和后端处分别设置有配水渠(41)和出水渠(48)，所述配水渠靠近所述第一基质段的一侧设置有的穿孔花墙(46)，该穿孔花墙上均匀设置有孔径一致的穿孔，且该穿孔处设置有网格，所述穿孔花墙用于均匀配水，同时防止所述第一基质段的填料流失。
3.如权利要求1或者2所述的污水处理系统，其特征在于，所述第一基质段优选采用砾石作为基质，此基质段段的长度为所述人工湿地总长1/6～1/5，砾石粒径7mm～10mm，在该基质段砾石粒径由前到后依次减少。
4.如权利要求1-3任一项所述的污水处理系统，其特征在于，所述第二基质段优选采用沸石和煤渣混合物作为基质，该基质段长度为所述人工湿地总长1/2～2/3，基质粒径7mm～10mm，且在该基质段所述基质粒径由前到后依次减少。
5.如权利要求1-3任一项所述的污水处理系统，其特征在于，所述第三基质段优选采用砂石作为基质，该基质段长度为所述人工湿地总长1/5～1/3，砂石粒径3mm～7mm，且在该基质段所述砂石粒径由前到后依次减少。
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