CN106986459A - 经济作物型滤床‑潮汐流人工湿地组合污水处理系统 - Google Patents

经济作物型滤床‑潮汐流人工湿地组合污水处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种经济作物型滤床‑潮汐流人工湿地组合污水处理系统，由水生蔬菜滤床和潮汐流潜流人工湿地两个系统组成。本发明的处理系统通过水生蔬菜滤床内植物根系垫层拦截大量颗粒性污染物且将其于植物收割时随植物残体带离水体，能有效解决后续潮汐流人工湿地堵塞的问题；潮汐流人工湿地系统采用“进水—滞留—排水—闲置”的方式运行，依靠床体饱和浸润面周期性变化将大气中的氧气吸入湿地基质内，提高湿地床体中的氧传输量，改善湿地的氧环境，进而强化了湿地对有机物及氨氮的去除效果，湿地基质陶粒与砾石对磷素也有较强的吸附作用。该系统处理成本低，脱氮除磷效果好，管理运行方便，适用于农村分散式生活污水的处理。

Description

经济作物型滤床-潮汐流人工湿地组合污水处理系统
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种经济作物型滤床-潮汐流人工湿地组合污水处理系统。
背景技术
污水收集技术出现后，天然湿地便成了便于排放污水的场所，许多国家至今仍在利用天然湿地直接排放污水或雨水。人工湿地是基于天然湿地的一种由基质、水体、植物、微生物及中低等植物所组成的污水生态处理技术。污水在湿地的基质，植物以及微生物的协同作用下得到净化。按污水在湿地床内不同的水流方式，通常人工湿地被分为三种形式：表面流人工湿地，水平潜流人工湿地及垂直潜流人工湿地。表面流人工湿地内污水主要漫流于基质表面，大部分有机物由植物水下的茎，杆表面的膜完成，虽然运行管理简单，投资成本少，但其处理效率低，占地面积大且易受自然条件影响。水平潜流人工湿地可以有效去除污水中COD、SS和TP，但湿地内的基质都处于淹没状态，致使其复氧效果不好，使湿地处于厌氧状态不利于有机物的分解及硝化反应的进行，对TN去除效果较差。垂直潜流人工湿地内，污水由于重力作用在基质内非饱和流动，复氧效果与水平潜流人工湿地较好，然而仍然不能很好的满足高浓度的有机物及氨氮去除的要求。
水生植物滤床是一种将根系发达的水生植物密植于人工水槽中，使植物生长过程中形成的细密根系充当“基质”，供微生物附着，同时拦截颗粒性污染物的新型人工湿地系统，具有管理方便、运行成本较低、生态效益显著等特点。
人工湿地系统氮的脱除包括基质的吸附、植物的吸收、微生物的硝化、反硝化等作用。而微生物的硝化、反硝化作用占据主导地位，其中硝化过程是脱氮的限速步骤，直接关系湿地脱氮性能的高低。传统的人工湿地复氧主要依靠植物的根系泌氧和液面扩散，但是其复氧能力仍不能满足微生物硝化作用，进而影响了湿地的脱氮的能力。针对这一问题，新型的潮汐流人工湿地逐渐受到关注，潮汐流人工湿地采用进水—滞留—排水—闲置的方式运行，依靠床体饱和浸润面周期性变化将大气中的氧气吸入湿地基质内，提高湿地床体中的氧传输量，改善湿地的氧环境，进而强化了湿地对有机物及氨氮的去除效果，但潮汐流人工湿地存在易堵塞的问题，水生植物滤床内无填充基质，植物根系会截留大量污染物，收割时随植物残体带出水体使得床体不易发生堵塞现象。
发明内容
解决的技术问题：本发明的目的是解决传统人工湿地复氧能力低、脱氮效果不足、易堵塞且经济效益低的问题，提供一种经济作物型滤床-潮汐流人工湿地组合污水处理系统，利用滤床内植物根系垫层拦截大量颗粒性污染物且于收割时随植物残体带出水体，防止污水流经潮汐流人工湿地时造成堵塞的问题。同时，潮汐流人工湿地采用进水—滞留—排水—闲置的方式运行，依靠床体饱和浸润面周期性变化将大气中的氧气吸入湿地基质内，提高湿地床体中的氧传输量，改善湿地的氧环境，进而强化了湿地对有机物及氨氮的去除效果。陶粒与砾石基质对磷也有较强的吸附性能。
技术方案： 经济作物型滤床-潮汐流人工湿地组合污水处理系统，包括水生蔬菜滤床系统和潮汐流人工湿地系统；所述水生蔬菜滤床系统由滤床床体和集水渠组成，在滤床内分级种植水生蔬菜，污水流经滤床床体后进入集水渠，再通过管道引入潮汐流人工湿地系统，所述潮汐流人工湿地系统采用三种填充基质，基质层上种植粮食型作物。
进一步地，所述水生蔬菜为水雍菜、茭白或番茄中的一种或几种。
进一步地，所述潮汐流人工湿地系统采用pvc材质的穿孔布水进水。
进一步地，所述粮食型作物为水稻或小麦。
进一步地，所述潮汐流人工湿地系统采用三种填充基质从上到下依次为细砾石、陶粒、粗砾石。
进一步地，所述细砾石粒径10~15mm，陶粒粒径10~25mm，大砾石粒径30~50mm。
经济作物型滤床-潮汐流人工湿地组合污水处理方法，采用连续进水的方式将污水送入水生蔬菜滤床床体内，污水流滤床经植物吸收、根系拦截以及微生物的共同作用后经滤床出水管进入集水渠，再从集水渠内引入潮汐流人工湿地中，停留后从潮汐流人工湿地中排空。
上述经济作物型滤床-潮汐流人工湿地组合污水处理系统在强化污水处理中的应用。
有益效果：
1. 潮汐流人工湿地采用进水—滞留—排水—闲置的方式运行，依靠床体饱和浸润面周期性变化将大气中的氧气吸入湿地基质内，提高湿地床体中的氧传输量，改善湿地的氧环境，进而强化了湿地对有机物及氨氮的去除效果；水生蔬菜滤床内无填充基质，植物根系会截留大量颗粒性污染物，收割时随植物残体带出水体，能有效解决后续潮汐流人工湿地堵塞的问题。
2. 滤床内种植植物搭配为水雍菜，茭白，番茄，潮汐流人工湿地内分季节种植水稻与小麦，均属于根系发达，生物量较大的经济型植物，能保证系统有较好的脱氮除磷效果，且不同植物生长周期不同，搭配种植与分开换茬能保证系统中始终存在植物，出水水质稳定。
3. 潮汐流人工湿地采用穿孔布水管进水，能保证湿地均匀进水，穿孔布水管位于基质上方，跌水的进水方式能提高湿地进水溶解氧浓度。
4. 该装置运行简单，管理方便，造价较低，适于农村分散式生活污水的处理。
附图说明
图1为实施例1中经济植物型滤床-潮汐流人工湿地组合污水处理系统结构示意图；
其中：1-高位水箱，2-进水阀门，3-滤床植物，4-滤床出水管，5-集水渠，6-蠕动泵，7-PLC时控计，8-穿孔布水管，9-湿地植物，10、11、12-湿地基质，13-电磁阀，14-湿地出水管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图对本发明作详细说明。
实施例1
如图1所示，一种经济作物型滤床-潮汐流人工湿地组合污水处理方法及系统，包括水生蔬菜滤床和潮汐流潜流人工湿地两个主体系统；水生蔬菜滤床系统主要由进水阀门（2），滤床床体，滤床出水管（4），集水渠（5）组成，滤床进水流量通过进水阀门（2）调节，滤床内植物定植到泡沫板上分级种植，泡沫板覆盖到滤床水面，滤床出水管（4）设置不同高度以控制滤床水深；所述潮汐流人工湿地系统主要由蠕动泵（6），PLC时控计（7），穿孔布水管（8），潮汐流人工湿地出水管（14），电磁阀（13）以及潮汐流人工湿地基质层组成，所述潮汐流人工湿地内分层填充三种基质；在所述潮汐流人工湿地基质层上分季节种植粮食型作物。所述水生蔬菜滤床系统位于潮汐流人工湿地系统前端，水生蔬菜滤床出水即为潮汐流人工湿地进水。
潮汐流人工湿地系统主要由蠕动泵（6），PLC时控计（7），穿孔布水管（8），潮汐流人工湿地出水管（10），湿地基质层（10）、（11）与（12）和湿地植物（9）组成，潮汐流湿地内分层填充厚度共为60cm的三种不同基质，从到下依次为细砾石、陶粒及粗砾石，细砾石粒径为为10~15mm，陶粒粒径为10~25mm，粗砾石粒径为30~50mm。湿地内分季节种植水稻、小麦两种不同的粮食作物，湿地底部设电磁阀、PLC时控计与出水管，整个潮汐流人工湿地的操作过程通过PLC时控计控制完成。
上述的系统污水脱氮除磷过程包括以下步骤：采用连续进水的方式将高位水箱（1）中的污水通过进水阀门（2）送入水生蔬菜滤床床体内，污水流滤床经植物吸收、根系拦截以及微生物的共同作用后经滤床出水管进入集水渠（5），通过PLC时控计（7）控制蠕动泵（6）将集水渠内的污水经穿孔布水管（8）送入潮汐流人工湿地中，停留16h后通过电磁阀（13）控制潮汐流人工湿地出水管（10）将净化后的污水排空，所述潮汐流人工湿地进入落干期，落干期为8h。
滤床内种植植物搭配为水雍菜，茭白，番茄。水雍菜根系活性高，生长速率快，可多次收割，脱氮除磷效果显著。茭白根深且发达，有利于微生物的附着生长。番茄是茄果类蔬菜中根系较发达的蔬菜，茎部着水后可快速生根。不同植物根系分布于对养分的需求不同，不同类型植物的搭配能有效利用污水中的营养成分，同时不同植物生长周期不同，搭配种植可以保证换茬时滤床中存在植物，使滤床有较稳定的出水水质。同时污水中被滤床植物根系截留颗粒性污染物会在收割时随植物残体带出水体，可有效解决后续潮汐流人工湿地堵塞的问题。潮汐流人工湿地内分季节种植粮食型作物水稻、小麦，水稻于6月份栽苗，10月下旬收割；小麦于10月下旬种植，次年5月份收割。水生蔬菜滤床和潮汐流人工湿地分开换茬，使至少有一级系统出水水质较好，保证整个系统的氮磷去除的稳定性。滤床与湿地内均种植根系发达且生物量大植物，保证了系统的脱氮除磷效果，且种植粮食作物与蔬菜能为农村地区带来一定的经济效益。
潮汐流人工湿地最下层填充厚度为30cm的粗砾石层作为湿地集水区与磷素的吸附介质，之上填充粒径为厚度为15cm陶粒层作为植物根系与微生物生长附着主要介质，最上层填充粒径为厚度为15cm的细砾石层，防止轻质陶粒漂浮；砾石对磷有较大的吸附饱和度，能保证潮汐流人工湿地除磷效果；陶粒表面粗糙，植物根系及微生物易于附着。
潮汐流人工湿地采用进水—滞留—排水—闲置的方式运行，依靠床体饱和浸润面周期性变化将大气中的氧气吸入湿地基质内，提高湿地床体中的氧传输量，改善湿地的氧环境，进而强化了湿地对有机物及氨氮的去除效果。潮汐流人工湿地系统水力负荷为0.2-0.4 m3•m-2•d-1，采用1周期/d的运行方式，湿地的运行时间为：进水40min、反应16h、排空3-5min、闲置8h。
利用上述实施方式净化污水，经实验验证，在平均进水NH4 +-N、TN及TP平均浓度分别为10.7、25.6、和1.94 mg•-1的条件下，组合生态系统对NH4 +-N、TN及TP的去除率平均值分别达到90.3%、59.7%和65.5%，除个别点外出水NH4 +-N、TN均达到了GB18918-2002一级A标准，TP均达到 GB18918-2002一级B标准。
本发明中采用水生植物滤床串联潮汐流人工湿地，而且，本发明中改变以往湿地种植景观植物不具经济效益等缺点，种植具有较高经济效益的蔬菜及粮食作物且对不同种类植物、滤床与湿地植物进行分开换茬，综合考虑了人工湿地种植物的生长特性、系统的处理效果及稳定性，且种蔬菜与粮食型植物能的带来一定的经济收益，同步实现了系统的环境效益与经济效益。
以上所述具体实施例，对本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式，在本发明的精神和原则之内，还可以做出若干修改和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.经济作物型滤床-潮汐流人工湿地组合污水处理系统，其特征在于：包括水生蔬菜滤床系统和潮汐流人工湿地系统；所述水生蔬菜滤床系统由滤床床体和集水渠组成，在滤床内分级种植水生蔬菜，污水流经滤床床体后进入集水渠，再通过管道引入潮汐流人工湿地系统，所述潮汐流人工湿地系统采用三种填充基质，基质层上种植粮食型作物。
2.根据权利要求1所述的经济作物型滤床-潮汐流人工湿地组合污水处理系统，其特征在于：所述水生蔬菜为水雍菜、茭白或番茄中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的经济作物型滤床-潮汐流人工湿地组合污水处理系统，其特征在于：所述潮汐流人工湿地系统采用pvc材质的穿孔布水进水。
4.根据权利要求1所述的经济作物型滤床-潮汐流人工湿地组合污水处理系统，其特征在于：所述粮食型作物为水稻或小麦。
5.根据权利要求1所述的经济作物型滤床-潮汐流人工湿地组合污水处理系统，其特征在于：所述潮汐流人工湿地系统采用三种填充基质从上到下依次为细砾石、陶粒、粗砾石。
6.根据权利要求1所述的经济作物型滤床-潮汐流人工湿地组合污水处理系统，其特征在于：所述细砾石粒径10~15mm，陶粒粒径10~25mm，大砾石粒径30~50mm。
7.基于权利要求1所述的经济作物型滤床-潮汐流人工湿地组合污水处理系统处理污水的方法，其特征在于：采用连续进水的方式将污水送入水生蔬菜滤床床体内，污水流滤床经植物吸收、根系拦截以及微生物的共同作用后经滤床出水管进入集水渠，再从集水渠内引入潮汐流人工湿地中，停留后从潮汐流人工湿地中排空。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107285474A (zh) * 2017-08-11 2017-10-24 盛世园林集团股份有限公司 一种去除污水中重金属/PPCPs复合污染物的人工湿地装置
CN110316831A (zh) * 2019-07-29 2019-10-11 河南省正大环境科技咨询工程有限公司 一种垂直潜流人工湿地的运行方法
CN113321369A (zh) * 2021-02-08 2021-08-31 重庆大学 一种同时脱氮除磷的潮汐流人工湿地
CN113321304A (zh) * 2021-06-21 2021-08-31 陕西科技大学 一种潮汐流生物滤池装置及废水净化方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101671092A (zh) * 2009-10-12 2010-03-17 中国农业大学 一种组合潮汐流人工湿地污水处理系统及方法
CN104591490A (zh) * 2015-01-08 2015-05-06 北京大学 多介质潮汐流人工湿地装置及方法
CN105776556A (zh) * 2016-04-21 2016-07-20 东南大学 防堵塞经济作物型滤床-折流板潜流人工湿地强化脱氮除磷系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101671092A (zh) * 2009-10-12 2010-03-17 中国农业大学 一种组合潮汐流人工湿地污水处理系统及方法
CN104591490A (zh) * 2015-01-08 2015-05-06 北京大学 多介质潮汐流人工湿地装置及方法
CN105776556A (zh) * 2016-04-21 2016-07-20 东南大学 防堵塞经济作物型滤床-折流板潜流人工湿地强化脱氮除磷系统

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107285474A (zh) * 2017-08-11 2017-10-24 盛世园林集团股份有限公司 一种去除污水中重金属/PPCPs复合污染物的人工湿地装置
CN107285474B (zh) * 2017-08-11 2020-07-24 盛世生态环境股份有限公司 一种去除污水中重金属/PPCPs复合污染物的人工湿地装置
CN110316831A (zh) * 2019-07-29 2019-10-11 河南省正大环境科技咨询工程有限公司 一种垂直潜流人工湿地的运行方法
CN113321369A (zh) * 2021-02-08 2021-08-31 重庆大学 一种同时脱氮除磷的潮汐流人工湿地
CN113321304A (zh) * 2021-06-21 2021-08-31 陕西科技大学 一种潮汐流生物滤池装置及废水净化方法

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