CN113149333A - 一种利用大型植物进行深度净化污水的湿地建造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用大型植物进行深度净化污水的湿地建造方法，属于人工湿地净化技术领域，解决了传统技术中人工湿地出水水质不稳定、系统维护工作量大以及缺乏大型植物景观的问题，其包括大型植物净化带，所述大型植物净化带的一侧设置有过滤槽，所述过滤槽的一侧铺设有大型植物缓冲带，所述大型植物缓冲带的下方设置有氧化塘，所述氧化塘远离人工湿地的一端设置有出水口，采用芭蕉、水麻柳等大型植物，充分发挥大型高耗肥湿生植物的作用，在前端传统人工湿地正常运行时，大型植物深度净化系统可提升水质；当不能正常运行或失效时，大型植物深度净化系统的存在可保证污水净化，使得污水不至于直排。
Description
技术领域
本发明属于人工湿地建造技术领域，具体属于一种利用大型植物进行深度净化污水的湿地建造方法。
背景技术
随着经济的快速发展，我国河流水质不断恶化，日常生活污水与工厂的排污使得许多河流水质下降，部分地方甚至出现黑臭河道，水体环境容量和生态承载力不堪重负。人工湿地作为一种新兴的污水处理工艺，具有低投资、低能耗、低运行费、高生态环境效益的特点，相比其他传统污水处理系统，人工湿地在节约能源和投资方面具有难以比拟的优势。
人工湿地主要由围护结构、人工介质、水生植物等部分构成，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，达到净化污水的目的，其作用机理有吸附、滞留、过滤、沉淀、氧化还原、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收以及各类动物的作用。人工湿地作为一种新兴的污水处理工艺，近年来，学者为改善人工湿地污水净化效果开展了大量研究与实践，其内容主要集中在人工湿地填料材质及结构的改进、单一湿地系统变为多级组合处理系统、预防湿地系统填料阻塞的建造方法、以及湿地植物的搭配等。尽管如此，现行的人工湿地仍存在以下问题：(1)出水不一定能稳定达标，需进一步的深度净化；(2)人工湿地基本都是池体设施，长期运行或管护不善会失效，从而导致湿地系统废弃，需要有一种深度净化系统进行兜底；(3)现有人工湿地植物基本都是美人蕉、鸢尾、酸模、水芹、睡莲、芦苇等湿生植物，缺乏大型植物景观。
发明内容
针对现有技术中人工湿地出水水质不稳定、系统维护工作量大以及缺乏大型植物景观的问题，本发明提供一种利用大型植物进行深度净化污水的湿地建造方法，其目的在于：利用大型植物进行深度净化污水，同时为人工湿地提供大型植物景观。
本发明采用的技术方案如下：
一种利用大型植物进行深度净化污水的湿地建造方法，其特征在于，包括大型植物净水区，所述大型植物净水区的一侧设置有氧化塘，所述大型植物净水区上种植有大型植物，并通过大型植物进行水体净化。
采用上述方案，实现了大型植物与传统人工湿地结合，对污水进行深度净化，不需专门建造构筑物，结合湿地现场条件开挖沟渠即可，有效地消除了传统人工湿地植物吸收转化的污染物较少、出水水质不稳定、综合成本投入高、后期管理维护工作量大等缺陷，利用微生物并结合多种大型高耗肥耗水湿地植物等生物的生命活动使水体得到有效且稳定净化，达到出水水质好且稳定、综合成本投入低、基本不需后期管理维护、生态稳定性好，具有极高的经济效益和环境效益。
所述大型植物净水区包括大型植物净水带、过滤槽、大型植物缓冲带，所述过滤槽设置在大型植物净水带的一侧，所述过滤槽远离大型植物净水带的一侧设置所述大型植物缓冲带。
采用上述方案，大型植物缓冲带上的大型植物能够对经过大型植物净化带与过滤槽的水体进行持续净化，在大型植物净化带上种植的大型植物包括芭蕉、柳树等为大型高耗肥植物，能够充分吸收水体中的N、P、COD等营养物质转化为高附加值经济产品，具有较高经济价值，且大型植物净化带、过滤槽、大型植物缓冲层、氧化塘的设置能够保证芭蕉、柳树、水麻柳等大型植物在旱季不至于干死，雨水季不至于涝死。
所述大型植物净水区设置有两个，并关于氧化塘对称设置。
采用上述方案，能够大大提高大型植物净水区的净化效率，使两个大型植物净水区同时工作，保证了大型植物净水区的工作效率。
所述大型植物净水区与氧化塘的底部铺设有原土夯实层，所述原土夯实层的上方铺设有黏土防渗层。
所述大型植物净水区的黏土防渗层的上方铺设有回填土层。
所述过滤槽在回填土层的上方铺设有隔水层，所述隔水层的上方铺设有湿地填料，所述湿地填料的内部铺设有布水管。
所述氧化塘在黏土防渗层的上方铺设有湿地填料，所述湿地填料的上方设置有水体。
所述大型植物包括但不限于：芭蕉、水麻柳。
采用上述方案，其中芭蕉、柳树、水麻柳皆为大型植物，且具有高耗肥特点，能够将导致水体富营养化的物质包括N、P、COD等元素通过根系进行吸收，并将这些元素转化为经济产品。
所述大型植物净水区的坡度设置为20°。
采用上述方案，能够使人工湿地中的水通过重力作用依次流经大型植物净化带，过滤槽，大型植物缓冲带，并从大型植物缓冲带流进氧化塘，在氧化塘中净化后再排出，相比传统的水平植物净化区，倾斜设置的净化区能够加快人工湿地中的水的流速，保证了净水效率。
所述水体处理流程为：
步骤A：将水体引入大型植物净化带，并通过大型植物净化带上种植的大型植物进行初步净化；
步骤B：水体通过大型植物净化带，流经过滤槽与大型植物缓冲带，在过滤槽中通过湿地填料得到过滤，水体通过过滤槽后，在大型植物缓冲带中进行二次净化；
步骤C：水体通过过滤槽与大型植物缓冲带后，流入氧化塘，在氧化塘中的水生植物与微生物的作用下，进行对水体的降解净化，并将处理后的净水通过出水口排出。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.实现了大型植物与传统人工湿地结合，对污水进行深度净化，不需专门建造构筑物，结合湿地现场条件开挖沟渠即可，有效地消除了传统人工湿地植物吸收转化的污染物较少、出水水质不稳定、综合成本投入高、后期管理维护工作量大等缺陷，利用微生物并结合多种大型高耗肥耗水湿地植物等生物的生命活动使水体得到有效且稳定净化，达到出水水质好且稳定、综合成本投入低、基本不需后期管理维护、生态稳定性好，具有极高的经济效益和环境效益。
2.大型植物缓冲带上的大型植物能够对经过大型植物净化带与过滤槽的水体进行持续净化，在大型植物净化带上种植的大型植物包括芭蕉、柳树等为大型高耗肥植物，能够充分吸收水体中的N、P、COD等营养物质转化为高附加值经济产品，具有较高经济价值，且大型植物净化带、过滤槽、大型植物缓冲层、氧化塘的设置能够保证芭蕉、柳树、水麻柳等大型植物在旱季不至于干死，雨水季不至于涝死。
3.使人工湿地中的水通过重力作用依次流经大型植物净化带，过滤槽，大型植物缓冲带，并从大型植物缓冲带流进氧化塘，在氧化塘中净化后再排出，相比传统的水平植物净化区，倾斜设置的大型植物净化区能够加快人工湿地中的水的流速，保证了净水效率。
4.在人工湿地的水经过大型植物净化带净化后，可通过滤槽、大型植物缓冲带进行持续净化，在经过滤槽、大型植物缓冲带净化后，再流入氧化塘中进行最后一步净化，在氧化塘中种植有水生植物，水生植物与其中的微生物能够共同对经过过滤的人工湿地水进行吸附与净化，最终将经过净化后的水通过出水口排出，完成对人工湿地水体的净化，通过上述装置，能够实现对水体的多级净化，提高了人工湿地水体的净化效果。
5.当人工湿地不能正常运行或失效时，大型植物深度净化系统的存在可保证污水净化，使得污水不至于直排，而且大型湿生植物的存在显得整个湿地系统景观更加立体美观。一种利用大型湿生植物进行深度净化污水的湿地建造方法，后期无需管理维护，生态稳定性好，生态效益显著，综合成本投入低。
6.弥补了传统人工湿地中缺少大型植物景观的缺点，在大型植物净化带、大型植物缓冲带上种植的大型湿生植物使得整个湿地系统景观更加立体美观。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是发明的一种实施方式的俯视角结构示意图。
图2是本发明的一种实施方式的主视角内部结构示意图。
图3是本发明的一种实施方式的A-A视角示意图。
图4是本发明的一种实施方式的B-B视角示意图。
附图标记：1-大型植物净化带；2-过滤槽；3-大型植物缓冲带；4-氧化塘；5-原土夯实层；6-黏土防渗层；7-回填土层；8-隔水层；9-湿地填料；10-布水管；11-水体；
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
下面结合图1-图4对本发明作详细说明。
实施例一：
40m3/d生活污水生态净化工程，采用大型植物净化带1长度12m，宽度为50cm，高度1.32cm；从下到上主要包括5.0cm厚原土夯实层5、5.0cm厚黏土防渗层6，回填土层7，其中的大型植物选择为芭蕉。其中过滤槽2长度12m，宽度为50cm，深度为50cm；从下到上主要包括5.0cm厚原土夯实层5、5.0cm厚黏土防渗层6，回填土层7，50cm厚湿地填料9、75mm布水管10；种植大型植物主要有美人蕉、风车草。大型植物净化缓冲带3长度12m，宽度为3.76m，高度1.32m，坡度为20°；从下到上主要包括5.0cm厚原土夯实层5、5.0cm厚黏土防渗层6，回填土层7；种植大型植物主要有芭蕉、柳树、水麻柳、以及美人蕉、水葱、菖蒲、风车草等。氧化塘4长度12m，宽度为2.5m，高度35cm；从下到上主要包括5.0cm厚原土夯实层5、5.0cm厚黏土防渗层6，5.0cm湿地填料9、30cm厚水体11；种植沉水植物主要有蓖齿眼子菜、苦草、黑藻、金鱼藻和光叶眼子菜。其中人工湿地的水体首先流入大型植物净化带1，经过大型植物净化带1的初步净化后，依次通过过滤槽2、大型植物缓冲带3、最终进入氧化塘4进行吸附沉降，得到能够达到标准的净化水，并从氧化塘4中排出，如表1所示，通过大型湿生植物进行深度净化污水的湿地建造，使出水由一级B标提升到一级A标，实现尾水深度净化，大型湿生植物使得整个湿地系统景观更加立体美观，并且在旱季依然能够保证湿地的绿色植物景观。
表1 40m3/d生活污水生态净化工程进出水指标
实施例二：10m3/d生活污水生态净化工程，采用传统人工湿地+大型植物深度净化工艺，尾水深度净化采用本发明大型湿生植物进行深度净化污水的方法，其具体建造如下：大型植物净化带1长度4m，宽度为50cm，高度1.32cm；从下到上主要包括5cm厚原土夯实层5、5.0cm厚黏土防渗层6，回填土层7；种植大型植物芭蕉。过滤槽2长度4m，宽度为50cm，深度为50cm；从下到上主要包括5.0cm厚原土夯实层5、5cm厚黏土防渗层6、回填土层7、隔水层8、50cm厚湿地填料9、75mm布水管10；种植植物主要有美人蕉、风车草。大型植物缓冲带3长度4m，宽度为3.76m，高度1.32m，坡度为20°；从下到上主要包括5.0cm厚原土夯实层5、5.0cm厚黏土防渗层6，回填土层7；种植大型植物主要有芭蕉、柳树、水麻柳等，以及美人蕉、水葱、菖蒲、风车草等。氧化塘4长度4m，宽度为2.5m，高度35cm；从下到上主要包括5.0cm厚原土夯实层5、5.0cm厚黏土防渗层6，5.0cm湿地填料9、30cm厚水体11；种植沉水植物主要有蓖齿眼子菜、苦草、黑藻、金鱼藻和光叶眼子菜。其中人工湿地的水体首先流入大型植物净化带1，经过大型植物净化带1的初步净化后，依次通过过滤槽2、大型植物缓冲带3、最终进入氧化塘4进行吸附沉降，得到能够达到标准的净化水，并从氧化塘4中排出，如表2数据所示，通过大型湿生植物进行深度净化污水的湿地建造，使出水由一级B标提升到一级A标，实现尾水深度净化。
表2 10m3/d生活污水生态净化工程进出水指标
| 取样位置 | COD(mg/L) | 氨氮(mg/L) | 总磷(mg/L) |
| 进水 | 397.5 | 37.8 | 4.96 |
| 前端传统人工湿地出水 | 47.2 | 8.36 | 0.764 |
| 深度净化出水 | 21.5 | 3.825 | 0.4175 |
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种利用大型植物进行深度净化污水的湿地建造方法，其特征在于，包括大型植物净水区，所述大型植物净水区的一侧设置有氧化塘(4)，所述大型植物净水区上种植有大型植物，并利用大型植物进行水体净化。
2.根据权利要求1所述的一种利用大型植物进行深度净化污水的湿地建造方法，其特征在于，所述大型植物净水区包括大型植物净水带(1)、过滤槽(2)、大型植物缓冲带(3)，所述过滤槽设置在大型植物净水带(1)的一侧，所述过滤槽(2)远离大型植物净水带(1)的一侧设置所述大型植物缓冲带(3)。
3.根据权利要求1所述的一种利用大型植物进行深度净化污水的湿地建造方法，其特征在于，所述大型植物净水区设置有两个，并关于氧化塘(4)对称设置。
4.根据权利要求1所述的一种利用大型植物进行深度净化污水的湿地建造方法，其特征在于，所述大型植物净水区与氧化塘(4)的底部铺设有原土夯实层(5)，所述原土夯实层(5)的上方铺设有黏土防渗层(6)。
5.根据权利要求1所述的一种利用大型植物进行深度净化污水的湿地建造方法，其特征在于，所述大型植物净水区的黏土防渗层(6)的上方铺设有回填土层(7)。
6.根据权利要求1所述的一种利用大型植物进行深度净化污水的湿地建造方法，其特征在于，所述过滤槽(2)在回填土层(7)的上方铺设有隔水层(8)，所述隔水层(8)的上方铺设有湿地填料(9)，所述湿地填料(9)的内部铺设有布水管(10)。
7.根据权利要求4所述的一种利用大型植物进行深度净化污水的湿地建造方法，其特征在于，所述氧化塘(4)在黏土防渗层(6)的上方铺设有湿地填料(9)，所述湿地填料(9)的上方设置有水体(11)。
8.根据权利要求1所述的一种利用大型植物进行深度净化污水的湿地建造方法，其特征在于，所述大型植物包括但不限于：芭蕉、水麻柳。
9.根据权利要求1所述的一种利用大型植物进行深度净化污水的湿地建造方法，其特征在于，所述大型植物净水区的坡度设置为20°。
10.根据权利要求1所述的一种利用大型植物进行深度净化污水的湿地建造方法，其特征在于，所述水体处理流程为：
步骤A：将水体引入大型植物净化带，并通过大型植物净化带上种植的大型植物进行初步净化；
步骤B：水体通过大型植物净化带，流经过滤槽与大型植物缓冲带，在过滤槽中通过湿地填料得到过滤，水体通过过滤槽后，在大型植物缓冲带中进行二次净化；
步骤C：水体通过过滤槽与大型植物缓冲带后，流入氧化塘，在氧化塘中的水生植物与微生物的作用下，进行对水体的降解净化，并将处理后的净水通过出水口排出。
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