CN107963723A - 一种多流态污染水体生态净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多流态污染水体生态净化系统，包括进水管、布水区、上向流外层区、反硝化脱氮区、集水区和出水管，其特征是：上向流外层区由有机物厌氧代谢区和设置在有机物厌氧代谢区之上的好氧代谢区及硝化区组成，进水管与有机物厌氧代谢区连通，集水区设置在反硝化脱氮区底部，集水区底部与出水管连通，有机物厌氧代谢区的水流方向向上，反硝化脱氮区水流方向向下，两区域底部分隔，顶部相连通，在上向流外层区与反硝化脱氮区之间填充有颗粒填料层，在颗粒填料层上种植有水生植物层。这种净化系统能在实现高效去除污染物的同时减少了占地，而且能有效预防床体堵塞，提高水力效率，污水净化方法具有投资省、运行管理方便等功能。

Description

一种多流态污染水体生态净化系统

技术领域

本发明涉及污水治理方法，具体是一种多流态污染水体生态净化系统。

背景技术

人工湿地作为生态修复方法的一种，与传统的二级生化处理相比，具有建造及运行费用低、维护简单等优点，适合于技术管理水平不高、规模较小的城镇或乡村的污水处理。然而工程实践发现，为保证水中碳、氮的去除，通常需要较大面积来完成有机碳去除及硝化、反硝化过程，限制了该技术的工程推广。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种多流态污染水体生态净化系统。这种净化系统能在实现高效去除污染物的同时减少了占地，而且能有效预防床体堵塞，提高水力效率，污水净化方法具有投资省、运行管理方便等功能。

实现本发明目的的技术方案是：

一种多流态污染水体生态净化系统，包括进水管、布水区、上向流外层区、反硝化脱氮区、集水区和出水管，其中：

上向流外层区由有机物厌氧代谢区和设置在有机物厌氧代谢区之上的好氧代谢区及硝化区组成，进水管与有机物厌氧代谢区连通，

集水区设置在反硝化脱氮区底部，集水区底部与出水管连通，有机物厌氧代谢区的水流方向向上，反硝化脱氮区水流方向向下，两区域底部分隔，顶部相连通，在上向流外层区与反硝化脱氮区之间填充有颗粒填料层，在颗粒填料层上种植有水生植物层。

所述有机物厌氧代谢区的厚度为5-20cm，其内填充有粒径为20-50mm的鹅卵石或碎石填料，保证布水均匀。

所述集水区的厚度为5-20cm，其内填充有粒径为20-50mm的鹅卵石或碎石填料，保证集水均匀。

所述上向流外层区与反硝化脱氮区内填充有粒径为5-10mm的颗粒填料，所述颗粒填料为石英砂、沸石、石灰石、陶粒填料中的一种。

所述水生植物层上可种植芦苇、美人蕉、再力花、香蒲、菖蒲、风车草中的一种或几种。

所述上向流外层区横断面面积与反硝化脱氮区横断面面积之比为2-1∶1。

本发明净化系统由有机玻璃板制成，其整体横断面为圆形，总直径为50cm，其中反硝化脱氮区的直径为25cm，总填充高度为90cm；布水区高度为10cm，集水区高度为10cm。

本发明一种多流态污染水体生态净化系统的净化方法是：

污水首先由底部进水管流入上向流外层区，水流经有机物厌氧代谢区均化后向上渗流通过外层区的颗粒填料至该区顶部的好氧代谢区及硝化区，而后向中心溢流进入反硝化脱氮区，并向下渗流进入集水区，最后经出水管流出系统。

运行时，由于进水中污染物浓度较高，溶解氧浓度较低，在外层区底部的厌氧代谢区中发生厌氧反应，有机碳在微生物的作用下厌氧分解，水流向上的过程中，由于植物根系分泌的氧气，溶解氧浓度不断增加，到人工湿地表层，即好氧代谢区及硝化区，实现有机氮的硝化，随后水流进入反硝化脱氮区向下流动，溶解氧再次减少，发生反硝化作用，以有机污染物为碳源将硝酸盐氮转化为氮气，排出系统，有机物得以进一步降低，从而实现有机碳及含氮污染物的有效去除。

本发明的有益效果是：通过双层结构设计方法，将污水中的碳循环及氮循环过程紧凑的控制在同一个人工湿地中，在实现高效去除污染物的同时减少了占地，且上向流的进水方式能有效预防床体堵塞，提高了水力效率，进一步去除有机物，实现了人工湿地除碳脱氮性能的提高。该方法同时具有投资省、运行管理方便，兼具美观的功能，特别适用于农村分散式生活污水的处理。

附图说明

图1为本发明多流态污染水体生态净化系统实施例的纵剖面示意图；

图2为图1的横断面示意图。

图中：1.进水管 2.有机物厌氧代谢区 3.好氧代谢区及硝化区 4.颗粒填料5.水生植物 6.反硝化脱氮区 7.集水区 8.出水管

具体实施方式

以下仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。

如图1所示，一种多流态污染水体生态净化系统，设有进水管1、上向流外层区（由有机物厌氧代谢区2和设置在有机物厌氧代谢区2上的好氧代谢区及硝化区3构成）、颗粒填料4、水生植物5、反硝化脱氮区6、集水区7和出水管8，上向流外层区水流方向向上，反硝化脱氮区（下向流内层区）6水流方向向下，两区域底部分隔，顶部相连通；

在系统底部有进水管1与有机物厌氧代谢区2相连，有机物厌氧代谢区（布水区）2位于上向流外层区底部，厚度为5-20cm，口径为15mm；在湿地的底部有出水管（8）与反硝化脱氮区6相连，口径为15mm，集水区7位于反硝化脱氮区6底部，厚度为5-20cm；有机物厌氧代谢区2及集水区7填充粒径为20mm-50mm鹅卵石，保证布水及集水均匀；反硝化脱氮区6及外层区均填充直径为5 mm -8mm的石英砂，其中反硝化脱氮区6的填充高度为70cm，上向流外层区的填充高度为80cm，石英砂上种植美人蕉。

上向流外层区横断面面积与下向流内层区横断面面积之比为2:1-1:1。

整个系统横断面为圆形，总直径为50cm，其中内层直径为25cm，总填充高度为90cm，有机物厌氧代谢区（布水区）2高度为10cm，集水区7高度为10cm（如图2所示）。

整个人工湿地由有机玻璃板制成，有效容积为45L,水力停留时间为1d,日处理量为45L/d。

本发明污水净化方法是：污水首先由底部进水管流入外层区，水流经布水区均化后向上渗流通过外层区颗粒填料至该区顶部，而后向中心溢流进入内层区，并向下渗流进入集水区，最后经出水管流出系统。运行后，由于进水中污染物浓度较高，溶解氧浓度较低，在外层区底部发生厌氧反应，有机碳在微生物的作用下厌氧分解，水流向上的过程中，由于植物根系分泌的氧气，溶解氧浓度不断增加，到人工湿地表层，即为硝化区，实现有机氮的硝化，随后水流进入内层区向下流动，溶解氧再次减少，发生反硝化作用，以有机污染物为碳源将硝酸盐氮转化为氮气，排出系统，有机物得以进一步降低，从而实现有机碳及含氮污染物的有效去除。

Claims (8)

1.一种多流态污染水体生态净化系统，包括进水管、布水区、上向流外层区、反硝化脱氮区、集水区和出水管，其特征是：

上向流外层区由有机物厌氧代谢区和设置在有机物厌氧代谢区之上的好氧代谢区及硝化区组成，进水管与有机物厌氧代谢区连通，

集水区设置在反硝化脱氮区底部，集水区底部与出水管连通，有机物厌氧代谢区的水流方向向上，反硝化脱氮区水流方向向下，两区域底部分隔，顶部相连通，在上向流外层区与反硝化脱氮区之间填充有颗粒填料层，在颗粒填料层上种植有水生植物层。

2.根据权利要求1所述的多流态污染水体生态净化系统，其特征是：所述有机物厌氧代谢区的厚度为5-20cm，其内填充有粒径为20-50mm的鹅卵石或碎石填料，保证布水均匀。

3.根据权利要求1所述的多流态污染水体生态净化系统，其特征是：所述集水区的厚度为5-20cm，其内填充有粒径为20-50mm的鹅卵石或碎石填料，保证集水均匀。

4.根据权利要求1所述的多流态污染水体生态净化系统，其特征是：所述上向流外层区与反硝化脱氮区内填充有粒径为5-10mm的颗粒填料，所述颗粒填料为石英砂/沸石/石灰石/陶粒填料中的一种。

5.根据权利要求1所述的多流态污染水体生态净化系统，其特征是：所述水生植物层上可种植芦苇、美人蕉、再力花、香蒲、菖蒲、风车草中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的多流态污染水体生态净化系统，其特征是：所述上向流外层区横断面面积与反硝化脱氮区横断面面积之比为2-1∶1。

7.根据权利要求1所述的多流态污染水体生态净化系统，其特征是：所述人工湿地由有机玻璃板制成，其整体横断面为圆形，总直径为50cm，其中反硝化脱氮区的直径为25cm，总填充高度为90cm；布水区高度为10cm，集水区高度为10cm。

8.一种多流态污染水体生态净化系统，其特征是：所述净化方法是：

污水首先由底部进水管流入上向流外层区，水流经有机物厌氧代谢区均化后向上渗流通过外层区的颗粒填料至该区顶部的好氧代谢区及硝化区，而后向中心溢流进入反硝化脱氮区，并向下渗流进入集水区，最后经出水管流出系统。