CN204509035U - 复合介质湿地污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合介质湿地污水处理系统，包括依次相互连通的污水收集系统、污水处理系统、污水净化系统、净水收集系统以及净水循环系统；所述污水收集系统、污水处理系统、污水净化系统、净水收集系统从高到低依次以阶梯式排列。

Description

复合介质湿地污水处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种水处理装置，尤其是一种复合介质湿地污水处理系统。

背景技术

城市生活污水一般是经排水管网收集至污水处理厂，通过一系列的物理、化学、生化处理后达到一定的标准再排入自然水体。目前我国城市污水处理的实际情况是污水排放量大，污染物种类多、浓度高，污染范围大。即使设有污水处理厂，但污水处理率和管网收集率都很低，甚至很多老城区没有排水管网，使得污水产生量远远大于污水处理量，排入水体的污染物早已超出污水处理能力，这就加剧了水质的污染。因此，探索和发展适合我国国情的中小城市污水处理工艺，掌握一批在中小城市具有代表性的污染源的治理技术和城市污水处理技术，就势在必行^[1]。

人工湿地污水处理系统利用土壤、砾石、沙作为介质、利用植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，实现对废水、污水、污泥进行有效处理，凭借其基建投资低、运行费用少、出水水质好、维护管理简单等显著的优点在一般污水处理中被广泛应用^[2]。国内外学者对人工湿地的分类多种多样，根据湿地中主要植物形式分为浮游植物系统、挺水植物系统、沉水植物系统；根据污水在湿地中水面位置不同分为自由水面人工湿地(简称FWS)、潜流型人工湿地(简称SFS)；根据污水在湿地中水流方向的不同分为水平流人工湿地和垂直流人工湿地^[3]。FWS系统中，废水在湿地的土壤表层流动，水深较浅(一般在0.1～0.6m)，与SFS系统相比，其优点是投资省，缺点是负荷低、占地面积大。而SFS系统中，污水在湿地床的表面下流动，一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料截留等作用，提高处理效果和处理能力；另一方面由于水流在地表下流动，保温性好，处理效果受气候影响较小且卫生条件较好，是目前国际上较多研究和应用的一种湿地处理系统，但此系统的投资比FWS系统略高。

根据我国目前已有的人工湿地污水处理系统的运行情况来看，我国人工湿地系统应用中普遍存在的问题：(1)淤积阻塞的问题。造成这种情况的原因往往是污水没有经过预处理直接排入湿地或是在人工湿地运行初期植物的根系尚不发达去除悬浮物的能力差，会存在一定的堵塞问题。甚至在有些情况下进水水力负荷太大或是暴雨洪水对人工湿地床体的冲击，造成床体堵塞；(2)坡降变化。由于水流的不断流动、冲刷，造成处理单元的坡 降发生改变，致使配水不均增加了单位面积处理单元的水力负荷；(3)水生动植物对处理系统的影响。当植物老化后，其代谢产物将造成湿地表层的透水性降低，水体中微生物及浮游动植物死亡后残留尸体产生的有机物大量沉积在净水渠的底部，形成lm深的黑色淤泥，在温度升高时发生厌氧发酵反应使淤泥上浮水体变黑发臭；(4)植物种植在泥土中，一定程度上阻隔了氧气进入湿地；(5)所采用的砾石、沙作为介质，吸附性不强。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种复合介质湿地污水处理系统。

为了解决上述技术问题，给出一种复合介质湿地污水处理系统，包括依次相互连通的污水收集系统、污水处理系统、污水净化系统、净水收集系统以及净水循环系统；所述污水收集系统、污水处理系统、污水净化系统、净水收集系统从高到低依次以阶梯式排列。

作为对本实用新型所述的复合介质湿地污水处理系统的改进：所述污水收集系统为与污水排出系统相互连通的污水管道；所述污水处理系统为相互连通的格栅池Ⅰ和厌氧生物滤池；所述污水净化系统为人工湿地系统。

作为对本实用新型所述的复合介质湿地污水处理系统的进一步改进：所述厌氧生物滤池包括依次相互连接的调节池Ⅰ、生物膜池Ⅰ、生物膜池Ⅱ以及沉淀出水池。

作为对本实用新型所述的复合介质湿地污水处理系统的进一步改进：所述污水收集系统为与污水排出系统相互连通的污水管道；所述污水处理系统为相互连通的格栅池Ⅱ和生化组合池；所述污水净化系统为人工湿地系统。

作为对本实用新型所述的复合介质湿地污水处理系统的进一步改进：所述生化组合池包括依次相互连接的调节池Ⅱ、初沉池、好氧曝气池以及二沉池。

作为对本实用新型所述的复合介质湿地污水处理系统的进一步改进：所述人工湿地系统包括从上至下排列的植被层和填料层；所述植被层的上方设置有布水管道；所述填料层下方设置有集水管道。

作为对本实用新型所述的复合介质湿地污水处理系统的进一步改进：所述集水管道外接水质观察井，所述水质观察井依次贯穿填料层和植被层。

作为对本实用新型所述的复合介质湿地污水处理系统的进一步改进：所述填料层内设置的填料主体为过滤效果好、吸附能力强、透气性能高的陶粒、偏沸石、小砾石以及沸石粉。

作为对本实用新型所述的复合介质湿地污水处理系统的进一步改进：所述填料层内的基质从上到下以大到小的分布结构进行分布；所述陶粒10-25mm、厚30cm，偏沸石粒径 30-40mm、厚40cm，小砾石粒径10-20mm、厚20cm，沸石粉粒径1-2mm、厚10cm，小陶粒粒径3-5mm、厚10cm。

将湿地内的介质改变为由过滤效果好、吸附能力强、透气性能高的陶粒、偏沸石、小砾石、沸石粉组成的填料床，湿地表面不覆土，改用沸石粉和小陶粒。多层介质相互结合渗透，介质层相互间氧气充分对流，为好氧、厌氧微生物提供了最佳的繁殖环境，使污水处理效果达到最大化。

将湿地的布水、集水管道分为上下两层，下层管道穿过湿地模块，延伸到湿地外的水质观察井中，打开湿地下层管道的阀门可对湿地进行清洗排空，大大延长湿地的使用寿命

作为本实用新型所述基质粒径为(由小而上)：陶粒10-25mm厚30cm，偏沸石粒径30-40mm厚40cm，小砾石粒径10-20mm的厚20cm，粒径1-2mm沸石粉10cm,粒径3-5小陶粒10cm。

本实用新型具有以下优势：

1.处理效率高。使用适合生活污水处理的高效、耐用的污水处理复合介质，改善布水、集水和排水结构，高效立体复合介质人工生态湿地去污效率明显高于传统的复合人工湿地处理系统，能达到生活污水处理的要求甚至更优。

2.防堵塞技术。除了利用模块中基质、植物能、微生物能之间的相互作用净化污水，通过多层过滤网过滤的污水直接从床底出水孔滤下，打开湿地下层管道的阀门即可对湿地进行清洗排空，在很大程度上减少了堵塞的几率，同时也避免了日后维护需清理出基质再疏通管道的弊端，大大延长湿地的使用寿命，节约了维护经费。

3.床体采用玻璃钢材料制作。玻璃钢产品强度高，韧性好，重量轻，是同型号混凝土池体重量的10％，解决了本发明立体叠加的池体结构的承重问题。同时，玻璃钢产品具有良好的耐腐蚀性和冬季保温性，使用寿命长。

4.基建投资低。本发明所采用的设施建设取材容易，玻璃钢处理床与混凝土处理床造价接近，都相对比较低廉。基本无耗能，机电设备少，无需配套管网建设，维护上只需清理进出水的渠道和管理作物，对运行人员技术要求不高。

5.节约用水，资源循环。出水水质优于常规二级生化处理排放标准，污水水源可就地收集、就地处理和就地利用，用于中水回用、城市绿化等领域，节省了城镇污水收集管网的建设费用，节约了新鲜水的使用,真正做到因水制宜。

6.节约用地。提高了单位土地面积的利用率，节约城市土地资源。

7.绿化环境，调节气候。通过选择搭配耐污能力强，去污效果好的湿地植物，提高污染物净化能力，湿地中的植物丰富且美观，美化了周围环境。湿地在调节地表径流和净化水质的同时还能调节区域气候以及沉淀、吸附、分解、转化和吸收污染物。

8.节约能源。其水流不需要通过水泵等设施的辅助就可以自行的进行处理、净化等步骤，极大的节约了电能等能源，且通过水的自重自重的运行，可以实现24小时的不间断的净化处理。

9.结构简单，损坏的概率低。其构造依托于我国南方遍布丘陵的地势，通过这种地貌实现自主的水处理过程，其结构十分的简单，且建造的过程不需要对地势进行过多的改造；由于净化过程没有机电设备的参与，所以其设备损坏的概率很低，维护的成本十分低。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是本实用新型的主要示意图；

图2是图1的污水净化系统的主要结构示意图。

具体实施方式

实施例1、图1～2给出了一种复合介质湿地污水处理系统，包括从高到低依次以阶梯式排列的污水收集系统1、污水处理系统2、污水净化系统3以及净水收集系统4；净水收集系统4为水池，该水池被设置净水循环系统，该净水循环系统为抽水泵，该抽水泵将水池内消毒过的净水汲取，循环到居民楼内，供居民重新使用。

而污水收集系统1为与污水排出系统相互连通的污水管道；该污水排出系统为居民楼内的排水管道构成，主要是厨房用水、卫生间用水等；由于居民的用水习惯各异，所以废水、污水排出的时候，内部含有的杂质也各不相同(如厨房、厕所、畜禽、洗涤等生活用水)，所以需要设置污水处理系统2对废水或者污水进行预处理。

本实用新型的污水处理系统2为污水量较小和较大提高两种处理方案：

其一，针对污水量较小的状态，本实用新型的方案如下：

设置相互连通的格栅池21和厌氧生物滤池22；废水先进入格栅池Ⅰ，去除污水中较大的漂浮物质和悬浮物，再进入厌氧生物滤池22；本实用新型的厌氧生物滤池22包括依次连接的调节池Ⅰ、生物膜池Ⅰ、生物膜池Ⅱ以及沉淀出水池；污水在厌氧生物滤池22内依次进行水解和厌氧发酵反应(调节池Ⅰ)，去除水中的有机污染物质(生物膜池Ⅰ)，降低水中的COD和BOD(生物膜池Ⅱ)，再通过自流的形式或者水泵的形式将最后积聚在沉淀出水池的污水排出到污水净化系统3进行净化处理。

其二，针对污水量较大的状态，本实用新型的方案如下：

设置相互连通的格栅池21和生化组合池；废水先进入格栅池Ⅱ，去除污水中较大的漂浮物质和悬浮物，再进入生化组合池；生化组合池采用的是AO法进行污水处理过程，其结构包括依次相互连接的调节池Ⅱ、初沉池、缺氧池、好氧曝气池以及二沉池。污水在生化组合池内依次进行水质水量进行调节(调节池Ⅱ)、对污水中较大的颗粒物质和砂子进行去除(初沉池)、充分混合并发生缺氧反硝化反应，去除降低污水中的总氮，并通过好氧微生物的作用，发生充分的硝化和碳化反应，降低水中的COD、BOD和氨氮等(A池即缺氧池、O池即好氧曝气池)、进行泥水分离以去除水中的悬浮物质(二沉池)。

通过以上所述的两种方案进行污水处理之后，进入污水处理系统2为相互连通的污水净化系统，该污水净化系统为人工湿地系统，该人工湿地系统包括从上至下排列的植被层和填料层；植被层的上方设置有布水管道；填料层下方设置有集水管道，下层的集水管道穿过湿地模块(填料层)，延伸到湿地外的水质观察井中，打开湿地下层管道的阀门可对湿地进行清洗排空，大大延长湿地的使用寿命。

以上所述的填料层内设置的填料主体为过滤效果好、吸附能力强、透气性能高的陶粒、偏沸石、小砾石以及沸石粉。通过多层介质相互结合渗透，介质层相互间氧气充分对流，为好氧、厌氧微生物提供了最佳的繁殖环境，使污水处理效果达到最大化。所述填料层内的基质从上到下以大到小的分布结构进行分布；所述陶粒10-25mm厚、30cm，偏沸石粒径30-40mm厚、40cm，小砾石粒径10-20mm、厚20cm，沸石粉粒径1-2mm、厚10cm，小陶粒粒径3-5mm、厚10cm。

以上本实用新型所述的构造中，所采用的如调节池Ⅰ、生物膜池Ⅰ、生物膜池Ⅱ、沉淀出水池、调节池Ⅱ、初沉池、缺氧池、好氧曝气池以及二沉池等均为现有技术中可以直接得出的。

本实用新型的使用方法如下：

一、污水水量较小的情况：

生活废水、污水排出，进入格栅池Ⅰ，由格栅池Ⅰ去除污水中较大的漂浮物质和悬浮物；

通过格栅池Ⅰ的废水、污水进入厌氧生物滤池22，在厌氧生物滤池22中，其处理步骤如下：

首先进入调节池Ⅰ，由调节池Ⅰ对污水或废水进行水解和厌氧发酵反应；然后进入生物膜池Ⅰ，去除水中的有机污染物质；之后进入生物膜池Ⅱ，降低水中的COD和BOD；最 后进入沉淀出水池，沉淀漂浮物等，之后再通过自流的形式或者水泵的形式将最后在沉淀出水池的废水、污水排出到污水净化系统进行净化处理。

在污水净化系统中，首先，废水、污水通过布水管道分洒到植被层，并渗透进入填料层中，经过填料层的介质的过滤、吸附、介质表面生物膜好氧、厌氧微生物分解，以及湿地植物的新陈代谢，集合物理、化学、生物的协同作用，对污水进行净化，实现污水的达标处理。

二、污水水量较大的情况：

生活废水、污水排出，进入格栅池Ⅱ，由格栅池Ⅱ去除污水中较大的漂浮物质和悬浮物；

通过格栅池Ⅱ的废水、污水进入生化组合池；生化组合池内的步骤如下：

首先进入调节池Ⅱ，废水、污水在调节池Ⅱ内进行水质水量进行调节，再进入初沉池，废水、污水在初沉池内对污水中较大的颗粒物质和砂子进行去除，然后进入缺氧池(即A池)，发生缺氧反硝化反应，去除降低污水中的总氮；然后进入好氧曝气池(即O池)，通过好氧微生物的作用，发生充分的硝化和碳化反应，降低水中的COD、BOD和氨氮等；然后再进入二沉池进行泥水分离，去除水中的悬浮物质，之后再通过自流的形式或者水泵的形式将最后在二沉池的废水、污水排出到污水净化系统进行净化处理。

在污水净化系统中，首先，废水、污水通过布水管道分洒到植被层，并渗透进入填料层中，经过填料层的介质的过滤、吸附、介质表面生物膜好氧、厌氧微生物分解，以及湿地植物的新陈代谢，集合物理、化学、生物的协同作用，对污水进行净化，实现污水的达标处理。

最后，通过以上所述处理的净水均进入到净水收集系统4内，由净水收集系统4进行收集，并存储，通过净水循环系统的水泵进行循环利用。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的一个具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.复合介质湿地污水处理系统，包括依次相互连通的污水收集系统、污水处理系统、污水净化系统、净水收集系统以及净水循环系统；其特征是：所述污水收集系统、污水处理系统、污水净化系统、净水收集系统从高到低依次以阶梯式排列。

2.根据权利要求1所述的复合介质湿地污水处理系统，其特征是：所述污水收集系统为与污水排出系统相互连通的污水管道；

所述污水处理系统为相互连通的格栅池Ⅰ和厌氧生物滤池；

所述污水净化系统为人工湿地系统。

3.根据权利要求2所述的复合介质湿地污水处理系统，其特征是：所述厌氧生物滤池包括依次相互连接的调节池Ⅰ、生物膜池Ⅰ、生物膜池Ⅱ以及沉淀出水池。

4.根据权利要求1所述的复合介质湿地污水处理系统，其特征是：所述污水收集系统为与污水排出系统相互连通的污水管道；

所述污水处理系统为相互连通的格栅池Ⅱ和生化组合池；

所述污水净化系统为人工湿地系统。

5.根据权利要求4所述的复合介质湿地污水处理系统，其特征是：所述生化组合池包括依次相互连接的调节池Ⅱ、初沉池、好氧曝气池以及二沉池。

6.根据权利要求2或4所述的复合介质湿地污水处理系统，其特征是：所述人工湿地系统包括从上至下排列的植被层和填料层；

所述植被层的上方设置有布水管道；

所述填料层下方设置有集水管道。

7.根据权利要求6所述的复合介质湿地污水处理系统，其特征是：所述集水管道外接水质观察井，所述水质观察井依次贯穿填料层和植被层。