CN204162567U - 复合型人工湿地系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合型人工湿地系统。它包括顺序相连的生态滞留净化反应池、高氧平流绿化景观湿地和多功能净化漂浮湿地；生态滞留净化反应池底部基础上面设多层不同粒径滤料，滤料上面设防渗膜土工布，土工布上种植绿化植物、湿生植物或草坪；高氧平流绿化景观湿地底层铺设碎石过滤层，靠进水口处设碎石包，景观湿地内种植沉水植物、浮叶植物和挺水植物；多功能净化漂浮湿地包括漂浮模块以及其上种植的水生植物、陆生花卉和草坪。本实用新型既能有效防止农业面源污水和污水处理厂尾水进入景观水体而造成水体污染，又可进行景观水体的水质净化和水景观系统构建，其成本低、能耗小、后期维护费用低、水质净化效果好，节能环保。

Description

复合型人工湿地系统

技术领域

本实用新型属于污水处理技术领域，涉及一种复合型人工湿地系统。

背景技术

农村面源污水和污水处理厂尾水具有“排放分散、总量巨大、情况复杂”的特点。国外许多国家进行了试验研究及实践。澳大利亚利用污水直接灌溉土地，利用耕种的作物来吸收分解水中的污染物；美国、日本、以色列、俄罗斯和西欧等将污水投配到土壤表面具有一定构造渗滤沟中，污染物通过物理、化学、微生物的共同作用得到处理和净化；欧洲、北美、新西兰等国家广泛采用人工湿地处理系统，利用各种植物、微生物、土壤的共同作用，达到净化污水的目的；德国、法国、美国采用氧化塘进行处理，利用菌藻的共同作用来去除污水中的污染。

我国对农村面源污水和污水处理厂尾水处理技术的研究较国外发达国家晚，一些地区对该水处理技术进行了实践探索，如厌氧沼气池处理技术、氧化塘处理技术、生态沟渠、土地渗滤处理技术，是一个需要长期研究探索的一个过程。在大量的研究和试点中，农村面源污水和污水处理厂尾水收集技术主要包括硬化沟渠、生态草沟和其他沟渠管路；水处理工艺则包括生态塘、土地渗滤和生态沟渠等；氮、磷拦截方面则扩展出生态透水坝和前置库等技术。这些技术共同构成了我国的农村面源污水和污水处理厂尾水控制技术体系。

在集中污水处理技术中，生态塘和生态沟渠占地面积小但处理效率较低，且氮、磷拦截能力不突出；土地渗滤技术处理能力较强，氮、磷拦截效果出色但是却受到堵塞和寿命较短的困扰；人工湿地和其他技术相比，具有较高的处理效率和低廉的造价，还兼具水利和生态景观价值，最重要的是人工湿地改进前景和拓展性良好，近年来得到深入的研究和发展。

目前我国已经有大量新建的和经改造的人工湿地，这些人工湿地在污水处理中起到了巨大作用，但是在实际使用中发现如下问题：1、普通人工湿地对氨氮的去除率为56.3％～78.1％、但是处理效率不稳定，温度和水量对处理效率的影响较大，当温度较低时生化和吸附去除效率普遍不足45％。2、普通人工湿地对氮、磷污染物去除率不高，普通人工湿地主要靠挺水植物根系和滤料之间微生物对氮、磷污染物进行吸附和吸收，由于植物量、接触面积、反应效率和停留时间的限制，总氮(TN)、总磷(TP)去除率一般维持在36.5％和29.8％左右，而且在系统吸附饱和之后处理效率还会逐渐下降。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种成本低、能耗小、后期维护费用低、水质净化效果好，又环保的复合型人工湿地系统。

本实用新型的技术方案如下：

一种复合型人工湿地系统，它包括顺序相连的生态滞留净化反应池、高氧平流绿化景观湿地和多功能净化漂浮湿地；其中：

生态滞留净化反应池入口处设汇水沉淀池，出口处设集水池，汇水沉淀池入口与污水收集管连通，反应池底部基础上面设滤料层，滤料层设多层不同粒径滤料，滤料层上面设防渗膜土工布层，防渗膜土工布层上面设种植的绿化植物、湿生植物或草坪；

高氧平流绿化景观湿地，包括在景观湿地底层铺设碎石过滤层，靠进水口处设钢丝网包裹的碎石包，在景观湿地内设种植的苦草、伊乐藻等沉水植物，景观湿地内还可以根据景观需要设置种植的各种造型的睡莲、菱等浮叶植物和芦苇、花叶芦竹、旱伞草、梭鱼草等挺水植物群落；

多功能净化漂浮湿地，包括通过缆绳与水底固定装置连接的漂浮模块以及其上种植的水生植物、陆生花卉和草坪，漂浮模块自上而下依次由种植土、草垫层、格栅和由网包裹的漂浮颗粒(可以是陶粒、蛭石、膨胀珍珠岩、浮石、椰糠等)组成。

进一步的，所述生态滞留净化反应池中滤料粒径自下而上依次增大。

更进一步的，所述漂浮颗粒由防老化高强塑料网或金属网包裹，外面还裹有防晒网。

更进一步的，所述水底固定装置是锚，所述漂浮模块通过缆绳与锚连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的复合型人工湿地系统，既能有效防止农业面源污水和污水处理厂尾水进入景观水体而造成水体污染，又可进行景观水体的水质净化和水景观系统构建。本实用新型的复合型人工湿地系统，成本低、投资低、能耗小、后期维护费用低、水质净化效果好，且节能环保。

附图说明

图1是本实用新型一种复合型人工湿地系统的结构示意图。

图中：(1)生态滞留净化反应池  (2)高氧平流绿化景观湿地

(3)多功能净化漂浮湿地

(1)—1污水收集管  (1)—2汇水沉淀池  (1)—3反应池底部基础  (1)—4滤料  (1)—5防渗膜土工布层  (1)—6绿化植物、湿生植物或草坪  (1)—7集水池

(2)—1碎石包  (2)—2浮叶植物  2)—3沉水植物(2)—4碎石过滤层  (2)—5挺水植物

(3)—1锚  (3)—2缆绳  (3)—3水生植物  (3)—4陆生花卉  (3)—5漂浮颗粒  (3)—6格栅  (3)—7草垫层

(3)—8种植土  (3)—9草坪  (3)—10防老化高强塑料网

(3)—11防晒网

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例1

如图1所示，本实用新型一种复合型人工湿地系统，它包括顺序相连的生态滞留净化反应池(1)、高氧平流绿化景观湿地(2)和多功能净化漂浮湿地(3)；其中，

生态滞留净化反应池(1)入口处设汇水沉淀池(1)—2，出口处设集水池(1)—7，汇水沉淀池入口位于池体上部并与污水收集管连通；反应池底部基础(1)—3上面设滤料层，滤料层设多层不同粒径滤料(1)—4，滤料层上面设防渗膜土工布层(1)—5，防渗膜土工布层上面设种植的绿化植物、湿生植物或草坪(1)—6；

高氧平流绿化景观湿地(2)，包括在景观湿地底层铺设碎石过滤层(2)—4，靠进水口处设钢丝网包裹的碎石包(2)—1，在景观湿地内设有种植的苦草或伊乐藻等沉水植物(2)—3，还设有种植的各种造型的睡莲、菱等浮叶植物(2)—2和芦苇、花叶芦竹、旱伞草或梭鱼草等挺水植物(2)—5；

多功能净化漂浮湿地(3)，包括通过缆绳(3)—2与锚(3)—1连接的漂浮模块以及其上种植的水生植物(3)—3、陆生花卉(3)—4和草坪(3)—9，漂浮模块自上而下依次由种植土(3)—8、草垫层(3)—7、格栅(3)—6和起关键作用的漂浮颗粒(3)—5组成；漂浮颗粒粒径10～50mm，表观密度200～300kg·m^-3，600kg·m^-3<堆积密度应≤800kg·m^-3，软化系数≥0.8，抗压强度≥2MPa，粒型系数≤1.6，比表面积≥5×104cm²·g^-1；漂浮颗粒由防老化高强塑料网(3)—10包裹，外面还裹有不锈钢防晒网(3)—11。

上述复合型人工湿地系统的构筑方法如下：

根据面源污水和污水处理厂尾水数量计算得出生态滞留净化反应池、高氧平流绿化景观湿地和多功能净化漂浮湿地的面积。

湿地面积计算公式：

$\mathrm{As}=\frac{Q(\ln \mathrm{Co}-\ln \mathrm{Ce})}{\mathrm{Kt}.d.n}$

其中As为湿地面积(m²)

Q为流量(m³/d)

Co为进水BOD(mg/l)

Ce为出水BOD(mg/l)

Kt为与温度相关的速率常数，Kt＝1.014×(1.06)(T－20)

d为介质床的深度

n为介质的孔隙度

根据处理水量，计算出所需湿地面积，进行生态滞留净化反应池、高氧平流绿化景观湿地和多功能净化漂浮湿地的构筑，其中：

生态滞留净化反应池的构筑包括污水收集管(1)—1的布摆，汇水沉淀池(1)—2、反应池底部基础(1)—3和集水池(1)—7的构筑，多层不同粒径滤料(1)—4的填充，其中滤料根据粒径不同进行分层，自下而上依次增大，可有效防止湿地堵塞并保证底部滤料层的含氧量，不仅为植物和微生物提供生长介质，还通过沉淀、过滤和吸附等作用直接去除污染物；防渗膜土工布(1)—5的铺设，防止水渗流和其上种植土的下渗，堵塞滤料层；根据景观需要，种植绿化植物、湿生植物或草坪(1)—6，主要是构筑湿地景观和对污染物具有吸收、代谢、累积作用；微生物是人工湿地净化污水不可缺少的重要组成部分，系统中的微生物主要去除污水中的有机物质和氨氮，某些难降解的有机物质和有毒物质可以通过微生物自身的变异，达到吸收和分解这些有机物质和有毒物质的目的。

高氧平流绿化景观湿地的构筑，主要是在景观湿地底层铺设碎石过滤层(2)—4，靠进水口处铺设钢丝网包裹的碎石包(2)—1，这样，不仅可以防止从(1)中流出水的冲刷，造成(2)中水变浑浊，又可为植物和微生物提供生长介质，通过沉淀、过滤和吸附等作用直接去除污染物；在景观湿地内种植各种沉水植物(2)—3，景观湿地内还可以根据景观需要种植各种造型的芦苇、花叶芦竹、旱伞草、梭鱼草、睡莲、菱、苦草、伊乐藻等浮叶植物(2)—2和挺水植物群落(2)—5。经生态滞留净化反应池处理后的污水，通过落差重力跌落至高氧平流景观湿地区，跌水可以使水流产生水花，增大水与大气的接触机会和接触面积，从而增加水体中的溶解氧含量。沉水植物(2)—3在水中进行水质净化的机理如下：①直接吸收水体的N、P、重金属，降低水体污染元素；②附着于植物体表的微生物形成生物膜系统，净化水质；③同生态位的竞争，释放生物因子，抑制藻类的生长；④光合作用产生的“次生氧”能杀灭有害菌；⑤强光合作用能使水中有机絮凝体，形成气浮效应，并使其快速氧化分解。

多功能净化漂浮湿地布置在景观水体内，不仅能对高氧平流绿化景观湿地处理后的水进行更一步净化处理，最关键的是其景观效果，通过其上种植的水生植物(3)—3、陆生花卉(3)—4和草坪(3)—9，共同营造野鸭、鸟类、鱼类的自然栖息环境；漂浮模块自上而下依次由种植土(3)—8、草垫层(3)—7、格栅(3)—6和起关键作用的漂浮颗粒(3)—5组成；漂浮颗粒由防老化高强塑料网(3)—10包裹，外面还裹有防晒网(3)—11，以增加漂浮模块的净化效果和使用年限。

Claims (9)

1.一种复合型人工湿地系统，其特征在于，它包括顺序相连的生态滞留净化反应池、高氧平流绿化景观湿地和多功能净化漂浮湿地；

生态滞留净化反应池入口处设汇水沉淀池，出口处设集水池，汇水沉淀池入口与污水收集管连通，反应池底部基础上面设滤料层，滤料层设多层不同粒径滤料，滤料层上面设防渗膜土工布层，防渗膜土工布层上面设种植的绿化植物、湿生植物或草坪；

高氧平流绿化景观湿地，包括在景观湿地底层铺设碎石过滤层，靠进水口处设钢丝网包裹的碎石包，在景观湿地内设种植的沉水植物、浮叶植物和挺水植物；

多功能净化漂浮湿地，包括通过缆绳与水底固定装置连接的漂浮模块以及其上种植的水生植物、陆生花卉和草坪，漂浮模块自上而下依次由种植土、草垫层、格栅和由网包裹的漂浮颗粒组成。

2.如权利要求1所述的复合型人工湿地系统，其特征在于，所述漂浮颗粒由防老化高强塑料网或金属网包裹，外面还裹有防晒网。

3.如权利要求1或2所述的复合型人工湿地系统，其特征在于，所述生态滞留净化反应池中滤料粒径自下而上依次增大。

4.如权利要求1或2所述的复合型人工湿地系统，其特征在于，所述漂浮颗粒为陶粒、蛭石、膨胀珍珠岩、浮石或椰糠。

5.如权利要求1或2所述的复合型人工湿地系统，其特征在于，所述漂浮颗粒粒径为10～50mm。

6.如权利要求1或2所述的复合型人工湿地系统，其特征在于， 所述沉水植物是苦草或伊乐藻。

7.如权利要求1或2所述的复合型人工湿地系统，其特征在于，所述浮叶植物是睡莲或菱。

8.如权利要求1或2所述的复合型人工湿地系统，其特征在于，所述挺水植物是芦苇、花叶芦竹、旱伞草或梭鱼草。

9.如权利要求1或2所述的复合型人工湿地系统，其特征在于，所述水底固定装置是锚，所述漂浮模块通过缆绳与锚连接。