CN110092537B - 一种三联阶梯式复合湿地处理系统 - Google Patents

Abstract

一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统，其适用于人工湿地污水处理领域；解决传统污水处理装置维修不便和发生堵塞、水流部分不均匀导致死区和断流、占地面积大、长效活性难以维持和低温下难以终年运行等问题。本发明包含污水布水池、一联阶梯、二联阶梯、三联阶梯；一联阶梯从上至下依次设置初滤湿地、一阶梯缓速跌水带；二联阶梯、三联阶梯从上至下依次设置含横向弯道深水沟的表流缓冲湿地、水平潜流湿地、缓速跌水带；污水布水池、一联阶梯、二联阶梯、三联阶梯从上至下呈模块化、高低顺序设置，污水布水池和各联阶梯能被快速的从系统中抽拉出来进行维修和更换。

Description

一种三联阶梯式复合湿地处理系统

技术领域

一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统，其适用于人工湿地污水处理领域。

背景技术

人工湿地是人为建造的土壤、植物、微生物生态系统，常用于净化污水，具有投资和运行费用低、处理效果稳定等特点，是小规模污水处理常见的处理工艺。传统的污水处理系统发生堵塞、水流部分不均匀导致死区和断流、占地面积大、长效活性难以维持和低温下难以终年运行等问题。传统的污水处理单元设施固定，部分装置故障后需停机检修，无法迅速替换部件恢复处理能力，污水处理的运行时间难以保证，提高污水处理设施装置的可拆卸型有助于污水处理能力的稳定保障。

发明内容

技术问题：污水处理装置维修不便和发生堵塞、水流部分不均匀导致死区和断流、占地面积大、长效活性难以维持和低温下难以终年运行等问题。

技术方案：一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统包含污水布水池、一联阶梯、二联阶梯、三联阶梯。一联阶梯呈从上至下倾斜布置，一联阶梯从上至下依次设置初滤湿地、一阶梯缓速跌水带，初滤湿地与一阶梯缓速跌水带之间设置含出水孔的一阶梯穿孔管，一阶梯穿孔管上的出水孔一端连接初滤湿地，一阶梯穿孔管上的出水孔另一端连接一阶梯缓速跌水带，一阶梯缓速跌水带底部设置能均匀落水的落水孔，初滤湿地底部填充滤水填料，初滤湿地的填料上种植净水植物。二联阶梯呈从上至下倾斜布置，二联阶梯从上至下依次设置含二阶梯横向弯道深水沟的二阶梯表流缓冲湿地、脱氮水平潜流湿地、二阶梯缓速跌水带，二阶梯表流缓冲湿地与脱氮水平潜流湿地之间设置含出水口的隔板，脱氮水平潜流湿地与二阶梯缓速跌水带之间设置含出水孔的二阶梯穿孔管，二阶梯穿孔管的出水孔一端连接脱氮水平潜流湿地，二阶梯穿孔管的出水孔另一端连接脱氮水平潜流湿地，二阶梯表流缓冲湿地底部填充填料，二阶梯表流缓冲湿地底部填料上种植漂浮植物和沉水植物，脱氮水平潜流湿地底部填充促进氮沉淀的填料，脱氮水平潜流湿地底部的填料上种植强吸附性植物，二阶梯缓速跌水带底部设置能均匀落水的落水孔。三联阶梯呈从上至下倾斜布置，三联阶梯从上至下依次设置含三阶梯横向弯道深水沟的三阶梯表流缓冲湿地、除磷水平潜流湿地、总出水口，除磷水平潜流湿地与三阶梯表流缓冲湿地、总出水口之间分别设置含出水口的隔板，三阶梯表流缓冲湿地底部填充填料，三阶梯表流缓冲湿地底部填料上种植漂浮植物和沉水植物，除磷水平潜流湿地底部填充吸磷能力强的复合填料，除磷水平潜流湿的复合填料上种植除磷效果好的湿地植物。污水布水池、一联阶梯、二联阶梯、三联阶梯从上至下呈模块化、高低顺序设置，污水布水池位于一联阶梯的初滤湿地的上部并在污水布水池的底部设置能使污水流入一联阶梯的出水口，一联阶梯的一阶梯缓速跌水带位于二联阶梯的二阶梯表流缓冲湿地的上部，二联阶梯的二阶梯缓速跌水带位于三联阶梯的三阶梯表流缓冲湿地上部，在外力的作用下污水布水池、一联阶梯、二联阶梯、三联阶梯能被快速的从系统中抽拉出来进行维修和更换。

优选的，在一联阶梯的初滤湿地的填料上部、二联阶梯的脱氮水平潜流湿地、的填料上部、三联阶梯的除磷水平潜流湿地上部设置均匀的布水管，在初滤湿地的布水管进水口接污水布水池的出水口，在脱氮水平潜流湿地的布水管进水口接二阶梯表流缓冲湿地的出水口，在除磷水平潜流湿地的布水管接的进水口接三阶梯表流缓冲湿地的出水口。所述布水管设计为总管分支管的总线型结构，在总管的两侧边并排设置含出水孔的支管。

优选的，在所述的污水布水池内设置两段粗细格栅。

优选的，所述初滤湿地的填料层从上至下依次设置上层碎石厚度为150mm，由4～8mm粒径的砾石组成，中层厚度为200mm，由14mm粒径碎石组成，底层厚度为250mm，由25mm粒径的砾石组成。使床体具备良好的强度和抗压性能，能够提供稳定的水力条件，部分污染物在砾石段去除，降低了后续人工湿地的处理负荷，保证了人工湿地的稳定运行。所述初滤湿地的净水植物选择黄花鸢尾、芦竹和水虎尾沼生型植物。

优选的，所述脱氮水平潜流湿地的填料层从上至下按体积比1:1:2设置为砂砾填料层、沸石填料层和多孔玄武岩混合填料层，在垂直方向上进行基质分层，其中细砾石粒径10～13mm，沸石粒径5～16mm，混合砾石粒径25～35mm，多孔玄武岩的粒径为30～40mm。沸石填料层含的CaO能有效促进氮的沉淀去除，有很好的除磷效果，同时对氮有较强吸附功能。多孔玄武岩有较大的比表面积，使功能基质层除了具备良好的吸附性能外，还适合微生物的固定和挂膜，形成生物膜，对污水中的氮磷吸附能力较强。该符合调料可以形成多个A/O或A2O系统，池内硝化/反硝化作用得以加强，保证对氮磷较高的去除效率。所述除氮植物春季种植香蒲和菖蒲，夏季种植芦苇和茭草，常年配置睡莲、凤眼莲。

优选的，所述除磷水平潜流湿地的填料层填充含铁、铝及钙金属离子的复合填料，从上至下依次设置为上层填料层厚度为130mm，由5～7mm粒径的碎石组成，中间调料层厚度为130mm，由13mm粒径的碎石组成，下层厚度为440mm的负荷除磷填料层组成；所述除磷植物选择种植菖蒲、狐尾藻等除磷效果好的湿地植物。

优选的，所述二阶梯表流缓冲湿地、三阶梯表流缓冲湿地（401）的填充层从上至下设置为细砾石、土壤，其中细砾石粒径10～13mm；

所述表流缓冲湿地的植物选择种植菖蒲、菰草等挺水植物、眼子菜、荇菜等漂浮植物和狐尾藻等沉水植物。污水由缓速跌水台形成雨状降水，在湿地窗体的横向深水沟流动，由于表层具有较好的富氧能力，水中部分污染物被氧化分解，部分污水受重力作用深入其中，在砾石、突然和植物根系的缝隙中流动，系统稳定后，砾石表面会生长大量微生物，形成生物膜，对氮、磷等污染物进一步去去除。在植物和微生物的双重作用下，污水得到充分净化后，经由出水口排出。

优选的，所述一联阶梯（2）、二联阶梯（3）、三联阶梯（4）呈U字型回旋从高到低错落布置。

优选的，所述一联阶梯（2）、二联阶梯（3）、三联阶梯（4）呈一字型从高到低错落布置。

附图说明

图1是本一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统的立体图；

图2是本一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统的布水管图；

图3是本一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统的穿孔管图；

图4是本一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统的两段粗细格栅图；

图5是本一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统的初滤湿地的剖面图；

图6是本一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统的表流缓冲湿地的剖面图；

图7是本一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统的脱氮水平潜流湿地的剖面图；

图8是本一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统的除磷水平潜流湿地的剖面图。

图中1是污水布水池，101是两段粗细格栅，2是一联阶梯，201是初滤湿地，202是一阶梯缓速跌水带，203是一阶梯穿孔管，3是二联阶梯，301是二阶梯表流缓冲湿地，30101是二阶梯横向弯道深水沟，302是脱氮水平潜流湿地，303是二阶梯缓速跌水带，304是二阶梯穿孔管，4是三联阶梯，40101是三阶梯横向弯道深水沟，401是三阶梯表流缓冲湿地、402是除磷水平潜流湿地、403是总出水口。

具体实施例

一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统包含污水布水池1、一联阶梯2、二联阶梯3、三联阶梯4；一联阶梯2呈从上至下倾斜布置，一联阶梯2从上至下依次设置初滤湿地201、一阶梯缓速跌水带202，初滤湿地201与一阶梯缓速跌水带202之间设置含出水孔的一阶梯穿孔管203，一阶梯穿孔管上的出水孔一端连接初滤湿地201，一阶梯穿孔管上的出水孔另一端连接一阶梯缓速跌水带202，一阶梯缓速跌水带202底部设置能均匀落水的落水孔，初滤湿地201底部填充滤水填料，初滤湿地201的填料上种植净水植物；二联阶梯3呈从上至下倾斜布置，二联阶梯3从上至下依次设置含二阶梯横向弯道深水沟30101的二阶梯表流缓冲湿地301、脱氮水平潜流湿地302、二阶梯缓速跌水带303，二阶梯表流缓冲湿地301与脱氮水平潜流湿地302之间设置含出水口的隔板，脱氮水平潜流湿地302与二阶梯缓速跌水带303之间设置含出水孔的二阶梯穿孔管304，二阶梯穿孔管304的出水孔一端连接二阶梯缓速跌水带303，二阶梯穿孔管304的出水孔另一端连接脱氮水平潜流湿地302，二阶梯表流缓冲湿地301底部填充填料，二阶梯表流缓冲湿地301底部填料上种植漂浮植物和沉水植物，脱氮水平潜流湿地302底部填充促进氮沉淀的填料，脱氮水平潜流湿地302底部的填料上种植强吸附性植物，二阶梯缓速跌水带303底部设置能均匀落水的落水孔；三联阶梯4呈从上至下倾斜布置，三联阶梯4从上至下依次设置含三阶梯横向弯道深水沟40101的三阶梯表流缓冲湿地401、除磷水平潜流湿地402、总出水口403，除磷水平潜流湿地402与三阶梯表流缓冲湿地401、总出水口403之间分别设置含出水口的隔板，三阶梯表流缓冲湿地401底部填充填料，三阶梯表流缓冲湿地401底部填料上种植漂浮植物和沉水植物，除磷水平潜流湿地402底部填充吸磷能力强的复合填料，除磷水平潜流湿地402的复合填料上种植除磷效果好的湿地植物；

污水布水池1、一联阶梯2、二联阶梯3、三联阶梯4从上至下呈模块化、高低顺序设置，污水布水池1位于一联阶梯2的初滤湿地201的上部并在污水布水池1的底部设置能使污水流入一联阶梯2的出水口，一联阶梯2的一阶梯缓速跌水带202位于二联阶梯3的二阶梯表流缓冲湿地301的上部，二联阶梯3的二阶梯缓速跌水带303位于三联阶梯4的三阶梯表流缓冲湿地401上部，在外力的作用下污水布水池1、一联阶梯2、二联阶梯3、三联阶梯4能被快速的从系统中抽拉出来进行维修和更换。所述一联阶梯2、二联阶梯3、三联阶梯4呈U字型回旋从高到低错落布置。

在一联阶梯2的初滤湿地201的填料上部、二联阶梯3的脱氮水平潜流湿地302、的填料上部、三联阶梯4的除磷水平潜流湿地402上部设置均匀的布水管，在初滤湿地201的布水管进水口接污水布水池1的出水口，在脱氮水平潜流湿地302的布水管进水口接二阶梯表流缓冲湿地301的出水口，在除磷水平潜流湿地402的布水管接的进水口接三阶梯表流缓冲湿地401的出水口。所述布水管设计为总管分支管的总线型结构，在总管的两侧边并排设置含出水孔的支管。

在所述的污水布水池1内设置两段粗细格栅101。

所述初滤湿地201的填料层从上至下依次设置上层碎石厚度为150mm，由4～8mm粒径的砾石组成，中层厚度为200mm，由14mm粒径碎石组成，底层厚度为250mm，由25mm粒径的砾石组成；所述初滤湿地201的净水植物选择黄花鸢尾、芦竹和水虎尾沼生型植物。

所述脱氮水平潜流湿地302的填料层从上至下按体积比1:1:2设置为砂砾填料层、沸石填料层和多孔玄武岩混合填料层，在垂直方向上进行基质分层，其中细砾石粒径10～13mm，沸石粒径5～16mm，混合砾石粒径25～35mm，多孔玄武岩的粒径为30～40mm；所述除氮植物春季种植香蒲和菖蒲，夏季种植芦苇和茭草，常年配置睡莲、凤眼莲。

所述除磷水平潜流湿地402的填料层填充含铁、铝及钙金属离子的复合填料，从上至下依次设置为上层填料层厚度为130mm，由5～7mm粒径的碎石组成，中间调料层厚度为130mm，由13mm粒径的碎石组成，下层厚度为440mm的负荷除磷填料层组成；所述除磷植物选择种植菖蒲、狐尾藻等除磷效果好的湿地植物。

所述二阶梯表流缓冲湿地301、三阶梯表流缓冲湿地401的填充层从上至下设置为细砾石、土壤，其中细砾石粒径10～13mm；

所述表流缓冲湿地的植物选择种植菖蒲、菰草等挺水植物、眼子菜、荇菜等漂浮植物和狐尾藻等沉水植物。

Claims (10)

1.一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统，其特征在于：包含污水布水池（1）、一联阶梯（2）、二联阶梯（3）、三联阶梯（4）；一联阶梯（2）呈从上至下倾斜布置，一联阶梯（2）从上至下依次设置初滤湿地（201）、一阶梯缓速跌水带（202），初滤湿地（201）与一阶梯缓速跌水带（202）之间设置含出水孔的一阶梯穿孔管（203），一阶梯穿孔管上的出水孔一端连接初滤湿地（201），一阶梯穿孔管上的出水孔另一端连接一阶梯缓速跌水带（202），一阶梯缓速跌水带（202）底部设置能均匀落水的落水孔，初滤湿地（201）底部填充滤水填料，初滤湿地（201）的填料上种植净水植物；

二联阶梯（3）呈从上至下倾斜布置，二联阶梯（3）从上至下依次设置含二阶梯横向弯道深水沟（30101）的二阶梯表流缓冲湿地（301）、脱氮水平潜流湿地（302）、二阶梯缓速跌水带（303），二阶梯表流缓冲湿地（301）与脱氮水平潜流湿地（302）之间设置含出水口的隔板，脱氮水平潜流湿地（302）与二阶梯缓速跌水带（303）之间设置含出水孔的二阶梯穿孔管（304），二阶梯穿孔管（304）的出水孔一端连接二阶梯缓速跌水带（303），二阶梯穿孔管（304）的出水孔另一端连接脱氮水平潜流湿地（302），二阶梯表流缓冲湿地（301）底部填充填料，二阶梯表流缓冲湿地（301）底部填料上种植漂浮植物和沉水植物，脱氮水平潜流湿地（302）底部填充促进氮沉淀的填料，脱氮水平潜流湿地（302）底部的填料上种植强吸附性植物，二阶梯缓速跌水带（303）底部设置能均匀落水的落水孔；

三联阶梯（4）呈从上至下倾斜布置，三联阶梯（4）从上至下依次设置含三阶梯横向弯道深水沟（40101）的三阶梯表流缓冲湿地（401）、除磷水平潜流湿地（402）、总出水口（403），除磷水平潜流湿地（402）与三阶梯表流缓冲湿地（401）、总出水口（403）之间分别设置含出水口的隔板，三阶梯表流缓冲湿地（401）底部填充填料，三阶梯表流缓冲湿地（401）底部填料上种植漂浮植物和沉水植物，除磷水平潜流湿地（402）底部填充吸磷能力强的复合填料，除磷水平潜流湿地（402）的复合填料上种植除磷效果好的湿地植物；

污水布水池（1）、一联阶梯（2）、二联阶梯（3）、三联阶梯（4）从上至下呈模块化、高低顺序设置，污水布水池（1）位于一联阶梯（2）的初滤湿地（201）的上部并在污水布水池（1）的底部设置能使污水流入一联阶梯（2）的出水口，一联阶梯（2）的一阶梯缓速跌水带（202）位于二联阶梯（3）的二阶梯表流缓冲湿地（301）的上部，二联阶梯（3）的二阶梯缓速跌水带（303）位于三联阶梯（4）的三阶梯表流缓冲湿地（401）上部，在外力的作用下污水布水池（1）、一联阶梯（2）、二联阶梯（3）、三联阶梯（4）能被快速的从系统中抽拉出来进行维修和更换。

2.根据权利要求1所述一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统，其特征在于：在一联阶梯（2）的初滤湿地（201）的填料上部、二联阶梯（3）的脱氮水平潜流湿地（302）的填料上部、三联阶梯（4）的除磷水平潜流湿地（402）上部设置均匀的布水管，在初滤湿地（201）的布水管进水口接污水布水池（1）的出水口，在脱氮水平潜流湿地（302）的布水管进水口接二阶梯表流缓冲湿地（301）的出水口，在除磷水平潜流湿地（402）的布水管接的进水口接三阶梯表流缓冲湿地（401）的出水口。

3.根据权利要求2所述一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统，其特征在于：所述布水管设计为总管分支管的总线型结构，在总管的两侧边并排设置含出水孔的支管。

4.根据权利要求1所述一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统，其特征在于：在所述的污水布水池（1）内设置两段粗细格栅（101）。

5.根据权利要求1所述一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统，其特征在于：所述初滤湿地（201）的填料层从上至下依次设置,上层厚度为150mm，由4～8mm粒径的砾石组成，中层厚度为200mm，由14mm粒径碎石组成，底层厚度为250mm，由25mm粒径的砾石组成；所述初滤湿地（201）的净水植物选择黄花鸢尾、芦竹和水虎尾沼生型植物。

6.根据权利要求1所述一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统，其特征在于：所述脱氮水平潜流湿地（302）的填料层从上至下按体积比1:1:2设置为砂砾填料层、沸石填料层和多孔玄武岩混合填料层，在垂直方向上进行基质分层，其中砂砾粒径10～13mm，沸石粒径5～16mm，多孔玄武岩的粒径为30～40mm；脱氮植物春季种植香蒲和菖蒲，夏季种植芦苇和茭草，常年配置睡莲和凤眼莲。

7.根据权利要求1所述一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统，其特征在于：所述除磷水平潜流湿地（402）的填料层填充含铁、铝及钙金属离子的复合填料，从上至下依次设置为上层填料层厚度为130mm，由5～7mm粒径的碎石组成，中间填料层厚度为130mm，由13mm粒径的碎石组成，下层厚度为440mm，由复合除磷填料层组成；除磷植物为除磷效果好的湿地植物，包括菖蒲和狐尾藻。

8.根据权利要求1所述一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统，其特征在于：所述二阶梯表流缓冲湿地（301）和三阶梯表流缓冲湿地（401）的填充层从上至下设置为细砾石、土壤，其中细砾石粒径10～13mm；所述所述二阶梯表流缓冲湿地（301）和三阶梯表流缓冲湿地（401）的植物选择挺水植物、漂浮植物和沉水植物，所述挺水植物包括菖蒲和菰草；所述漂浮植物包括眼子菜和荇菜；所述沉水植物包括狐尾藻。

9.根据权利要求1所述一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统，其特征在于：所述一联阶梯（2）、二联阶梯（3）、三联阶梯（4）呈U字型回旋从高到低错落布置。

10.根据权利要求1所述一种三联阶梯式复合湿地污水处理系统，其特征在于：所述一联阶梯（2）、二联阶梯（3）、三联阶梯（4）呈一字型从高到低错落布置。

Images