CN106830545A - 一种组合湿地跌水曝气污水处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合湿地跌水曝气污水处理系统及方法。该系统包括从高到低依次连通的沉砂池、厌氧调节池、稳定表流池、潜流池和净水排出装置；利用水流从高到低的自然流动进入各个处理单元并进行净化处理。具有有机负荷高、占地面积小、耐淤堵、基建投资少、运行维护简便等优点。对应的处理方法，是基于上于系统，使生活污水在沉砂池中去除固体悬浮物，再经厌氧处理、在稳定表流池去除有机物、氮和磷，得到中水，再经跌水曝气后，在潜流池去除有机物、氮和磷得到净水。该方法运行维护简便、出水水质好。

Description

一种组合湿地跌水曝气污水处理系统及方法

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种组合湿地跌水曝气污水处理系统及方法。

背景技术

在我国城镇发展过程中，市政污水处理系统将指定排污范围内的污水收集后，由城市污水管网输送到污水处理厂进行集中处理。但随着我国新农村建设不断推进，小城镇生活污水量大幅增加，此外农村生活水平的不断提高以及农村畜禽养殖、水产养殖、农副产品加工等产业的发展，使得农村的生活污水、废水的产生量与日剧增，形成了许多分散式生活污水污染源，由于较为分散城镇污水管网无法收集，集中处理也不经济，目前这类分散式生活污水的处理没有得到很好的解决。分散式生活污水污染源所产生或排放的污水由于得不到很好的治理，随意就地排放，对地面水环境造成的污染和对水生态造成的破坏正日益突出，不但直接影响工农业生产的经济效益，也不利于社会经济的发展和稳定，同时不利于美丽中国、美丽乡村的建设。所以将分散式生活污水进行就地处理达标排放或回用，是目前积极倡导的分散式生活污水处理模式。

稳定塘是一种天然的低成本污水处理方式，它利用细菌和藻类的共同作用来实现净化水体的目的，具有投资运行费用小、运行维护简单等特点，但是也有一些无法避免的弊端，如占地面积大、受季节和环境的影响大、易散发恶臭和滋生蚊虫等，对周围环境造成不良影响。

地下渗滤系统是人为构造的一种土地处理系统，它利用微生物和植物之间的相互作用，通过化学物理等途径降解污染物，具有投资费用小、出水水质好等特点。但是，地下渗滤系统也有不能解决的问题，如占地面积大、维护不当污染地下水体等。

人工湿地（artificial wetland），即以人工筑成水池或沟槽，底面铺设防渗漏隔水层，填充一定深度的基质填料层，种植芦苇一类的维管束植物或根系发达的水生植物，污水由湿地的一端通过布水管渠进入，以推流的方式与布满生物膜的基质表面和溶解氧的植物根区进行充分的接触而获得净化的生态系统。具有处理效果好，投资费用小，技术工艺简单等特点。它利用系统中的植物、微生物和基质等相互作用，在物理、化学、生物的协同作用下达到净化水体的目的。人工湿地净化水体的同时美化了环境，达到了环境和经济的双重效益。但是人工湿地也有占地面积大、进水负荷小、容易堵塞、运行周期短、处理效果不稳定等缺点，同时处理效果容易受温度和季节的影响。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种有机负荷高、占地面积小、不易淤堵、基建投资少、运行维护简便且高效稳定的一种组合湿地跌水曝气污水处理系统，并对应提供一种基于该系统的污水处理方法，旨在有效解决稳定塘存在的有机负荷低、地下渗滤系统可能会污染地下水体的技术问题，也解决了人工湿地占地面积大、容易堵塞、运行周期短和运行不稳定的技术问题，从而达到了系统有机负荷高、占地面积小、耐淤堵、基建投资少、运行维护简便、出水水质好的技术效果。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种组合湿地跌水曝气污水处理系统，包括从高到低依次连通的沉砂池、厌氧调节池、稳定表流池、潜流池和净水排出装置；所述沉砂池用于沉降污水中的固体悬浮物，包括具有隔水功能的沉砂池体，该沉砂池的上部的一端设有用于引入污水的沉砂池进水管，另一端设置有与厌氧调节池连通的沉砂池出水管，且所述沉砂池进水管的位置高于所述的沉砂池出水管；所述厌氧调节池包括具有隔水功能的调节池体，该调节池体上开设有进水口和出水口，所述的进水口与所述沉砂池出水管连通，所述的出水口通过污水输送管与所述稳定表流池连通；所述的厌氧调节池的顶部设有盖体，以使厌氧调节池形成一个厌氧的封闭空间，该封闭空间内填充有厌氧调节填料，用于供厌氧菌着床以形成生物膜进而实现对污水进行厌氧处理；所述稳定表流池包括具有隔水功能的表流池体，在所述的表流池体中设有一堵竖直的布水墙，该布水墙将表流池体分隔为水体稳定池和表流湿地池；该水体稳定池的进水口与污水输送管连通，用于引入污水；所述布水墙的高度矮于所述水体稳定池的进水口，用以供污水从水体稳定池通过该布水墙的顶部溢入所述的表流湿地池；所述表流湿地池的底部铺设有供净水植物根系生长和菌群形成生物膜的表流基质层，在该表流基质层顶部种植有净水植物，以使表流湿地池形成表流湿地；所述表流湿地池与所述布水墙相对的池壁的高度矮于所述的布水墙，形成排水堰，以供经稳定表流池处理形成的中水排出；所述的潜流池包括具有隔水功能的潜流池体，所述的潜流池体的底部铺设有供净水植物根系生长和菌群形成生物膜的潜流基质层，在该潜流基质层顶部种植有净水植物，以形成潜流湿地；该潜流池体的进水端的高度低于所述的排水堰的高度，二者之间通过跌水曝气装置连通，以将经稳定表流池处理形成的中水引入所述的潜流池体；所述的净水排出装置用于收集并排出经所述潜流池处理形成的净水，该净水排出装置与所述的潜流基质层连通。

进一步，所述的沉砂池中还竖直设置有与该沉砂池竖向截面相同的网或格栅，用于拦截不易沉降的大颗粒悬浮物。

进一步，所述厌氧调节池中还设置调节池折流板，该调节池折流板竖向设置且左右两个端面与厌氧调节池的池壁连接，下端面与厌氧调节池的池底之间留有空隙，形成过流通道，以使污水以折流形式通过来延长水流路径、增加水力停留时间；所述的厌氧调节池还设置有若干个与外部连通的曝气管。

进一步，所述的表流湿地池中设置有若干块相互平行且与进水方向垂直的折流板，该折流板的一端与稳定表流湿地一侧的池壁相连，另一端与对应的池壁之间有一空隙，形成过流通道；相邻两折流板分别与不同侧的池壁相连，使相邻两折流板形成的过流通道位置相反，从而使若干个过流通道和折流板之间形成的折流区域共同形成蛇形水路，能够使污水沿折流板所形成的空间曲折流动，以延长污水水流路径、增加水力停留时间。

进一步，所述的跌水曝气装置整体为一斜面，该斜面上布有鹅卵石，用于增大中水和空气的接触面积以达到增加中水中溶氧的作用。

进一步，所述表流基质层和潜流基质层的基质为石英砂、碎石、砾石、陶泥悬浮球、鹅卵石中的一种或两种以上的组合。

进一步，所述表流基质层包括由砾石作为基质的表流底部砾石层和铺设在其上的由陶泥悬浮球作为基质的表流陶泥悬浮球层；所述潜流基质层包括由砾石作为基质的潜流底部砾石层和铺设在其上的由陶泥悬浮球作为基质的潜流陶泥悬浮球层；所述表流底部砾石层与潜流底部砾石层的厚度比为1：1；所述表流陶泥悬浮球层与潜流陶泥悬浮球层的厚度比为1：2。

进一步，所述净水排出装置包括输出管和若干集水管；所述的集水管设置在潜流底部砾石层的底部，且该集水管上开有若干用于收集净水的集水孔，集水管的一端封闭，另一端与所述的输出管连通；所述的输出管延伸到所述潜流池的外部，用于将集水管收集的净水排出；所述的输出管上还设置有流量调节阀，用于控制潜流池的水力停留时间。

进一步，所述的沉砂池进水管上设置有进水调节阀，所述的污水输送管上设置有流量控制阀。

一种基于上述组合湿地跌水曝气污水处理系统的污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）调节进水调节阀调整引入的生活污水的量，使生活污水通过沉砂池进水管进入沉砂池，使生活污水中的悬浮物沉降；然后从沉砂池出水管排入厌氧调节池，通过厌氧调节填料和附着在其上的微生物的共同作用来去除生活污水中的一部分有机物、氮、磷和悬浮物；再在重力作用下经污水输送管进入稳定表流湿地的水体稳定池。

2）调节流量控制阀来控制进入水体稳定池的生活污水的量，再使进入到水体稳定池中的生活污水混合均匀，使其中的部分悬浮物再一次沉降，然后从布水墙顶部均匀地溢入表流湿地；在表流湿地中，使生活污水沿蛇形水路流动，让其中的悬浮物被表流基质层和净水植物截留；所述表流基质层的基质和植物根系表面负载的微生物通过发生厌氧反应、兼氧和好氧反应、植物同化作用以及植物根系和表流基质层的基质之间形成生物膜发生的降解反应协同作用去除污水中的有机物、氮和磷，得到中水；中水在重力作用下经跌水曝气装置进入潜流池，在跌水曝气装置中使中水中的溶解氧增加，以强化后续的好氧微生物反应作用。

3）中水进入潜流池后，以水平推流形式流经潜流池体，潜流基质层、植物根系及其表面的菌胶团协同作用进一步去除悬浮物；在潜流湿地的厌氧和缺氧环境中，潜流湿地基质层的基质和植物根系表面负载的缺氧和厌氧微生物通过厌氧呼吸作用去除中水里的有机物；潜流湿地中的硝化细菌和反硝化细菌通过消化作用和反硝化作用将中水里的氮降解，通过植物吸收和基质吸附作用去除中水里的磷。

4）处理后得到的净水通过净水排出装置排出系统；通过调节净水排出装置上的流量调节阀控制净水排出量，同时调节潜流人工湿地水力停留时间。

与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明作为一种实用高效的污水处理和再利用技术，属于集成创新，解决了传统人工湿地有机负荷低、占地面积大、易淤堵等问题，具有有机负荷高、出水SS低、占地面积小和耐淤堵的优点，延长了人工湿地的运行寿命，提高了人工湿地去除效率。

2、本发明依据地形建立，投资费用低，结构简单，运行维护方便 ，运行过程中无需额外动力，能美化环境，是一种高效低成本分散式生活污水处理技术。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为稳定表流池结构示意图；

图3为本发明稳定表流池俯视示意图；

图4为本发明的集水管示意图。

附图中：1-沉砂池进水管；2-沉砂池；3-格栅；4-厌氧调节池；5-调节池折流板；6-厌氧调节填料；7-污水输送管；8-稳定表流池；9-水体稳定池；10-布水墙；11-表流湿地池；12-折流板；13-表流陶泥悬浮球层；14-表流底部砾石层；15-跌水曝气装置；16-潜流池；19-潜流陶泥悬浮球层；20-潜流底部砾石层；21-净水排出装置；22-集水管；23-集水孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

一、一种组合湿地跌水曝气污水处理系统，包括从高到低依次连通的沉砂池2、厌氧调节池4、稳定表流池8、潜流池16和净水排出装置21：

所述沉砂池2主要起到缓冲、储存和沉降污水中的固体悬浮物的作用，它包括具有隔水功能的沉砂池体，该沉砂池2的上部的一端设有用于引入污水的沉砂池进水管1（可以与污水收集管网相连），另一端设置有与厌氧调节池4连通的沉砂池出水管，且所述沉砂池进水管1的位置高于所述的沉砂池出水管。

所述厌氧调节池4主要起到去除部分有机物、氮、磷和悬浮物的作用，同时使污水充分混合均匀，它包括具有隔水功能的调节池体，该调节池体上开设有进水口和出水口，所述的进水口与所述沉砂池出水管连通，所述的出水口通过污水输送管7与所述稳定表流池8连通；所述的厌氧调节池4的顶部设有盖体，以使厌氧调节池4形成一个厌氧的封闭空间，该封闭空间内填充有厌氧调节填料6，用于供厌氧菌着床以形成生物膜进而实现对污水进行厌氧处理。

厌氧调节填料6应具有比表面积大、耐冲击负荷、造价低、组装方便、生物膜易生易落等优点，可选半软性填料、Φ80~150mm的悬浮球填料或者YJ新型悬浮微生物填料，池内装填上述填料可以为好氧、兼氧和厌氧微生物生长提供附着点，有利于形成菌胶团。所以优选YJ新型悬浮微生物填料，具体尺寸可以是为38.5mm×38.5mm×38.5mm。

所述的沉砂池2和厌氧调节池4为低成本预处理单元，这是因为沉砂池2和厌氧调节池4结构简单，在沉砂池2中沉积的固体悬浮颗粒易于打捞的清理，成本较低；而污水在进入稳定表流池8前通过厌氧调节池4先去除一部分有机物、氮、磷和悬浮物，有利于减轻后续处理的负荷，降低了系统的维护成本。

所述稳定表流池8包括具有隔水功能的表流池体，在所述的表流池体中设有一堵竖直的布水墙10，该布水墙10将表流池体分隔为水体稳定池9和表流湿地池11；该水体稳定池9的进水口与污水输送管7连通，用于引入污水；所述布水墙10的高度矮于所述水体稳定池9的进水口，用以供污水从水体稳定池9通过该布水墙10的顶部溢入所述的表流湿地池11；所述表流湿地池11的底部铺设有供净水植物根系生长和菌群形成生物膜的表流基质层，在该表流基质层顶部种植有净水植物，以使表流湿地池11形成表流湿地；所述表流湿地池11与所述布水墙10相对的池壁的高度矮于所述的布水墙10，形成排水堰，以供经稳定表流池8处理形成的中水排出。其中，所述表流湿地池11中的净水植物具备很好的污水净化能力的水生植物，可为大薸、芦苇、花叶芦竹、梭鱼草和再力花的一种或两种以上的组合。

在传统的表流湿地前增设一个水体稳定池9，可以先后进入的污水进行混合，由于布水墙10具有一定高度，在污水漫过其顶部前，有充分的混合、静置的时间，可以进一步地沉降固体悬浮颗粒，有助于减轻后续处理的截留固体悬浮颗粒的负荷。

所述的潜流池16包括具有隔水功能的潜流池体，所述的潜流池体的底部铺设有供净水植物根系生长和菌群形成生物膜的潜流基质层，在该潜流基质层顶部种植有净水植物，以形成潜流湿地；该潜流池体的进水端的高度低于所述的排水堰的高度，二者之间通过跌水曝气装置15连通，以将经稳定表流池8处理形成的中水引入所述的潜流池体。其中，所述的净水植物具备很好的污水净化能力的水生植物，可为风车草、美人蕉和千屈菜中的一种或两种以上的组合。

所述的净水排出装置21用于收集并排出经所述潜流池16处理形成的净水，该净水排出装置21与所述的潜流基质层连通。

作为优化，沉砂池2可以采用低成本的砖混结构，池体用水泥板覆盖设有排气管，表面覆盖草皮，池内设有与该沉砂池2竖向截面相同的网或格栅3，用于拦截不易沉降的大颗粒悬浮物，避免对后续单元造成堵塞，以延长系统使用寿命。

作为优化，所述厌氧调节池4中还设置调节池折流板5，该调节池折流板5竖向设置且左右两个端面与厌氧调节池4的池壁连接，下端面与厌氧调节池4的池底之间留有空隙，形成过流通道，以使污水以折流形式通过来延长水流路径、增加水力停留时间；所述的厌氧调节池4还设置有若干个与外部连通的曝气管。为降低成本，厌氧调节池4的池体可用砖混结构，池体用水泥板覆盖设有排气管，表面覆盖草皮，以减少对空间的占用。

作为优化，所述的表流湿地池11中设置有若干块相互平行且与进水方向垂直的折流板12，该折流板12的一端与稳定表流湿地一侧的池壁相连，另一端与对应的池壁之间有一空隙，形成过流通道；相邻两折流板12分别与不同侧的池壁相连，使相邻两折流板12形成的过流通道位置相反，从而使若干个过流通道和折流板12之间形成的折流区域共同形成蛇形水路，能够使污水沿折流板12所形成的空间曲折流动，以延长污水水流路径、增加水力停留时间，这样可使污水与填料及填料表面的菌胶团接触更充分。

作为优化，所述的跌水曝气装置15整体为一斜面，该斜面上布有鹅卵石，用于增大中水和空气的接触面积以达到增加中水中溶氧的作用。鹅卵石的粒径宜控制在40~60mm之间，过小起不到跌水的作用，过大则会阻碍中水的流动。

作为优化，所述表流基质层和潜流基质层的基质为石英砂、碎石、砾石、陶泥悬浮球、鹅卵石中的一种或两种以上的组合。

作为优化，所述表流基质层包括由砾石作为基质的表流底部砾石层14和铺设在其上的由陶泥悬浮球作为基质的表流陶泥悬浮球层13；所述潜流基质层包括由砾石作为基质的潜流底部砾石层20和铺设在其上的由陶泥悬浮球作为基质的潜流陶泥悬浮球层19；所述表流底部砾石层14与潜流底部砾石层20的厚度比为1：1；所述表流陶泥悬浮球层13与潜流陶泥悬浮球层19的厚度比为1：2。

陶泥悬浮球质轻、多孔，能有效防止堵塞，同时能为微生物生长提供附着点，是一种良好的基质，由于表流湿地与潜流湿地中的微生物的种类不同，所以潜流陶泥悬浮球层19的厚度大于表流陶泥悬浮球层13，这样有利于缺氧、厌氧微生物以及硝化、反硝化细菌的繁殖和生物膜的形成。

作为优化，所述净水排出装置21包括输出管和若干集水管22；所述的集水管22设置在潜流底部砾石层20的底部，且该集水管22上开有若干用于收集净水的集水孔23，集水管22的一端封闭，另一端与所述的输出管连通；所述的输出管延伸到所述潜流池16的外部，用于将集水管22收集的净水排出，排水管的末端出水口的高度应略低于潜流基质层的上表面，这样既便于将净水排出系统，又保证水在潜流基质层表面以下流动且水位不会过低；所述的输出管上还设置有流量调节阀，用于控制潜流池16的水力停留时间。

作为优化，所述的沉砂池进水管1上设置有进水调节阀，所述的污水输送管7上设置有流量控制阀。

本发明采用低成本厌氧技术+稳定表流湿地技术+潜流湿地技术，属于集成创新，能有效防止系统随着运行时间推移而发生淤堵；系统依据地势而建，各个池体均可采用砖混结构，基建投资费用低；系统运行过程中污水在重力作用下流经各单元，无需消耗额外能量，运行维护简单；沉砂池2和厌氧调节池4用水泥板覆盖，表面覆盖草皮，在表流湿地和潜流湿地中种植优势净水植物，美化环境的同时能够节约土地资源，减小占地面积。

二、一种基于上述组合湿地跌水曝气污水处理系统的污水处理方法，包括以下步骤：

1）调节进水调节阀调整引入的生活污水的量，使生活污水通过沉砂池进水管1进入沉砂池2，使生活污水中的悬浮物沉降；然后从沉砂池出水管排入厌氧调节池4，通过厌氧调节填料6和附着在其上的微生物的共同作用来去除生活污水中的一部分有机物、氮、磷和悬浮物；再在重力作用下经污水输送管7进入稳定表流湿地的水体稳定池9；

2）调节流量控制阀来控制进入水体稳定池9的生活污水的量，再使进入到水体稳定池9中的生活污水混合均匀，使其中的部分悬浮物再一次沉降，然后从布水墙10顶部均匀地溢入表流湿地；在表流湿地中，使生活污水沿蛇形水路流动，让其中的悬浮物被表流基质层和净水植物截留；所述表流基质层的基质和植物根系表面负载的微生物通过发生厌氧反应、兼氧和好氧反应、植物同化作用以及植物根系和表流基质层的基质之间形成生物膜发生的降解反应协同作用去除污水中的有机物、氮和磷，得到中水；中水在重力作用下经跌水曝气装置15进入潜流池16，在跌水曝气装置15中使中水中的溶解氧增加，以强化后续的好氧微生物反应作用；

3）中水进入潜流池16后，以水平推流形式流经潜流池体，潜流基质层、植物根系及其表面的菌胶团协同作用进一步去除悬浮物；在潜流湿地的厌氧和缺氧环境中，潜流湿地基质层的基质和植物根系表面负载的缺氧和厌氧微生物通过厌氧呼吸作用去除中水里的有机物；潜流湿地中的硝化细菌和反硝化细菌通过消化作用和反硝化作用将中水里的氮降解，通过植物吸收和基质吸附作用去除中水里的磷；

4）处理后得到的净水通过净水排出装置21排出系统；通过调节净水排出装置21上的流量调节阀控制净水排出量，同时调节潜流人工湿地水力停留时间。

三、实施例

在位于釜溪河流域的四川理工学院黄岭校区针对处理学生宿舍和食堂餐厨废水，依据地形修建了日处理50吨污水的分散式污水处理示范工程，所述工程采用低成本厌氧技术、稳定表流湿地技术、潜流人工湿地技术组合工艺系统，其中低成本厌氧由沉砂池2和厌氧调节池4组成。工程各单元整体设计成长方体型，具体设计参数为：沉砂池2 的尺寸为L×W×H=6m×3m×1.5m，有效水深1.2m，超高0.3m；厌氧调节池4的尺寸为L×W×H=6m×3m×3m，有效水深2.8m，超高0.2m；稳定表流池8的尺寸为L×W×H= 19m×9.5m×1.5m，坡度为0.01，稳定区水深1.2m，超高0.3m，折流板12高度为1.3m，表流池有效水深1m，超高0.5m；跌水曝气装置15L×W×H =1.2m ×8m×0.8m，斜面角度α=60°；潜流人工湿地L×W×H=12m×8m×1.2m，有效水深0.7m，超高0.4m。稳定表流湿池所种的净水植物为大薸、芦苇、花叶芦竹、梭鱼草和再力花；潜流池16所种的净水植物为风车草、美人蕉和千屈菜。设计湿地系统污水处理量为50m³/d。

该示范工程依据地形建造，减小了土工作业量，各单元池体均为防渗处理的砖混结构。所述沉砂池2内设有细格栅；所述厌氧板调节池内填充YJ新型悬浮微生物填料，填充厚度为2.5m；所述厌氧调节池4与稳定表流池8由污水输送管7连接；所述稳定表流池8内设布水墙10，与前端池壁形成水体稳定池9，表流湿地池11内设六块折流板12，至上而下填充陶泥浮球和砾石，填充厚度均为0.3m；所述表流池与潜流池16之间依据自然落差建有跌水曝气装置15；所述潜流池16从上而下填充陶泥浮球和砾石，填充厚度分别为0.6m和0.3m，此外池体连接净水排出装置21；所述净水排除装置由集水管22、净水输送管和流量调节阀组成，且该集水管22上开有若干用于收集净水的集水孔23，集水管22的一端封闭，另一端与所述的输出管连通；所述的输出管延伸到所述潜流池16的外部，用于将集水管22收集的净水排出，排水管的末端出水口的高度应略低于潜流基质层的上表面，这样既便于将净水排出系统，又保证水在潜流基质层表面以下流动且水位不会过低；所述的输出管上还设置有流量调节阀，用于控制潜流池16的水力停留时间。

所述厌氧板调节池内设置有一块调节池折流板5，下端与池底有一定空隙，形成过流通道，使污水在池内沿折线流动，能够延长水流路径，增加水力停留时间。

所述稳定表流湿地内设有六块相互平行且与水流方向垂直的折流板12，该折流板12的一端与表流池一侧池体相连，另一端与表流池的另一侧池壁留有一定空隙，形成过流通道；相邻两块折流板12分别与不同侧池壁相连，使相邻两块折流板12与池壁形成的过流通道位置相反，从而使个过流通道与折流板12之间形成的折流区域共同形成蛇形水路，能够使污水沿折流板12所形成的空间曲折流动，以延长水流路径，增加水力停留时间。

本分散式污水处理工程采用连续进水方法，污水在重力作用下流经各单元，最后排出系统。在污水处理过程中，污水流经沉砂池2混合均匀，在重力作用下沉降固体悬浮物，经细格栅拦截不易沉降的悬浮物；污水流经厌氧调节池可延长水力停留时间，使污水与YJ新型悬浮微生物填料及附着在表面的菌胶团充分接触，去除部分悬浮物、有机物、氮和磷；污水经污水输送管7进入稳定表流湿池，稳定表流池8可以延长水力停留时间，使部分悬浮物沉降下来，同时使水流与表流基质层、净水植物充分接触，经基质、植物和微生物共同作用，去除污水中部分有机物、氮和磷；由于微生物作用需要消耗水中溶氧，中水流经跌水曝气装置15，水流中溶氧可以得到部分补充；在重力作用下中水进入潜流池16，在基质、植物和微生物的共同作用下去除部分有机物、氮和磷；处理后的净水经净水排出装置21收集并排出。

在水力负荷为0.018、0.054和0.108 m³/（m²·d）条件下对示范工程污水处理效果进行研究，结果表明：在三种水力负荷条件下，系统出水均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级标准的B标准；当水力负荷为0.018 m³/(m²·d)时，工程对COD、NH₃-N、TN、SS和TP的处理效果最佳，去除率均值为79.27%、93.09%、82.38%、90.88%和89.25%。

本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种组合湿地跌水曝气污水处理系统，其特征在于，包括从高到低依次连通的沉砂池、厌氧调节池、稳定表流池、潜流池和净水排出装置；

所述沉砂池用于沉降污水中的固体悬浮物，包括具有隔水功能的沉砂池体，该沉砂池的上部的一端设有用于引入污水的沉砂池进水管，另一端设置有与厌氧调节池连通的沉砂池出水管，且所述沉砂池进水管的位置高于所述的沉砂池出水管；

所述厌氧调节池包括具有隔水功能的调节池体，该调节池体上开设有进水口和出水口，所述的进水口与所述沉砂池出水管连通，所述的出水口通过污水输送管与所述稳定表流池连通；所述的厌氧调节池的顶部设有盖体，以使厌氧调节池形成一个厌氧的封闭空间，该封闭空间内填充有厌氧调节填料，用于供厌氧菌着床以形成生物膜进而实现对污水进行厌氧处理；

所述稳定表流池包括具有隔水功能的表流池体，在所述的表流池体中设有一堵竖直的布水墙，该布水墙将表流池体分隔为水体稳定池和表流湿地池；该水体稳定池的进水口与污水输送管连通，用于引入污水；所述布水墙的高度矮于所述水体稳定池的进水口，用以供污水从水体稳定池通过该布水墙的顶部溢入所述的表流湿地池；所述表流湿地池的底部铺设有供净水植物根系生长和菌群形成生物膜的表流基质层，在该表流基质层顶部种植有净水植物，以使表流湿地池形成表流湿地；所述表流湿地池与所述布水墙相对的池壁的高度矮于所述的布水墙，形成排水堰，以供经稳定表流池处理形成的中水排出；

所述的潜流池包括具有隔水功能的潜流池体，所述的潜流池体的底部铺设有供净水植物根系生长和菌群形成生物膜的潜流基质层，在该潜流基质层顶部种植有净水植物，以形成潜流湿地；该潜流池体的进水端的高度低于所述的排水堰的高度，二者之间通过跌水曝气装置连通，以将经稳定表流池处理形成的中水引入所述的潜流池体；

所述的净水排出装置用于收集并排出经所述潜流池处理形成的净水，该净水排出装置与所述的潜流基质层连通。

2.根据权利要求1所述的组合湿地跌水曝气污水处理系统，其特征在于，所述的沉砂池中还竖直设置有与该沉砂池竖向截面相同的网或格栅，用于拦截不易沉降的大颗粒悬浮物。

3.根据权利要求1所述的组合湿地跌水曝气污水处理系统，其特征在于，所述厌氧调节池中还设置调节池折流板，该调节池折流板竖向设置且左右两个端面与厌氧调节池的池壁连接，下端面与厌氧调节池的池底之间留有空隙，形成过流通道，以使污水以折流形式通过来延长水流路径、增加水力停留时间；所述的厌氧调节池还设置有若干个与外部连通的曝气管。

4.根据权利要求1所述的组合湿地跌水曝气污水处理系统，其特征在于，所述的表流湿地池中设置有若干块相互平行且与进水方向垂直的折流板，该折流板的一端与稳定表流湿地一侧的池壁相连，另一端与对应的池壁之间有一空隙，形成过流通道；相邻两折流板分别与不同侧的池壁相连，使相邻两折流板形成的过流通道位置相反，从而使若干个过流通道和折流板之间形成的折流区域共同形成蛇形水路，能够使污水沿折流板所形成的空间曲折流动，以延长污水水流路径、增加水力停留时间。

5.根据权利要求1所述的组合湿地跌水曝气污水处理系统，其特征在于，所述的跌水曝气装置整体为一斜面，该斜面上布有鹅卵石，用于增大中水和空气的接触面积以达到增加中水中溶氧的作用。

6.根据权利要求4所述的组合湿地跌水曝气污水处理系统，其特征在于，所述表流基质层和潜流基质层的基质为石英砂、碎石、砾石、陶泥悬浮球、鹅卵石中的一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求6所述的组合湿地跌水曝气污水处理系统，其特征在于，所述表流基质层包括由砾石作为基质的表流底部砾石层和铺设在其上的由陶泥悬浮球作为基质的表流陶泥悬浮球层；

所述潜流基质层包括由砾石作为基质的潜流底部砾石层和铺设在其上的由陶泥悬浮球作为基质的潜流陶泥悬浮球层；

所述表流底部砾石层与潜流底部砾石层的厚度比为1：1；所述表流陶泥悬浮球层与潜流陶泥悬浮球层的厚度比为1：2。

8.根据权利要求7所述的组合湿地跌水曝气污水处理系统，其特征在于，所述净水排出装置包括输出管和若干集水管；所述的集水管设置在潜流底部砾石层的底部，且该集水管上开有若干用于收集净水的集水孔，集水管的一端封闭，另一端与所述的输出管连通；所述的输出管延伸到所述潜流池的外部，用于将集水管收集的净水排出；所述的输出管上还设置有流量调节阀，用于控制潜流池的水力停留时间。

9.根据权利要求7所述的组合湿地跌水曝气污水处理系统，其特征在于，所述的沉砂池进水管上设置有进水调节阀，所述的污水输送管上设置有流量控制阀。

10.一种基于权利要求9所述的组合湿地跌水曝气污水处理系统的污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）调节进水调节阀调整引入的生活污水的量，使生活污水通过沉砂池进水管进入沉砂池，使生活污水中的悬浮物沉降；然后从沉砂池出水管排入厌氧调节池，通过厌氧调节填料和附着在其上的微生物的共同作用来去除生活污水中的一部分有机物、氮、磷和悬浮物；再在重力作用下经污水输送管进入稳定表流湿地的水体稳定池；

2）调节流量控制阀来控制进入水体稳定池的生活污水的量，再使进入到水体稳定池中的生活污水混合均匀，使其中的部分悬浮物再一次沉降，然后从布水墙顶部均匀地溢入表流湿地；在表流湿地中，使生活污水沿蛇形水路流动，让其中的悬浮物被表流基质层和净水植物截留；所述表流基质层的基质和植物根系表面负载的微生物通过发生厌氧反应、兼氧和好氧反应、植物同化作用以及植物根系和表流基质层的基质之间形成生物膜发生的降解反应协同作用去除污水中的有机物、氮和磷，得到中水；中水在重力作用下经跌水曝气装置进入潜流池，在跌水曝气装置中使中水中的溶解氧增加，以强化后续的好氧微生物反应作用；

3）中水进入潜流池后，以水平推流形式流经潜流池体，潜流基质层、植物根系及其表面的菌胶团协同作用进一步去除悬浮物；在潜流湿地的厌氧和缺氧环境中，潜流湿地基质层的基质和植物根系表面负载的缺氧和厌氧微生物通过厌氧呼吸作用去除中水里的有机物；潜流湿地中的硝化细菌和反硝化细菌通过消化作用和反硝化作用将中水里的氮降解，通过植物吸收和基质吸附作用去除中水里的磷；

4）处理后得到的净水通过净水排出装置排出系统；通过调节净水排出装置上的流量调节阀控制净水排出量，同时调节潜流人工湿地水力停留时间。