CN208545256U

CN208545256U - 一种处理含氟废水的人工湿地系统

Info

Publication number: CN208545256U
Application number: CN201720833580.1U
Authority: CN
Inventors: 赖秋英; 李平; 李一平; 黄冬菁; 杜薇; 魏进; 布旻晟; 王建威; 王文才; 高小孟; 许益新; 姜龙; 章双双; 翁晟琳; 罗凡
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2017-07-11
Filing date: 2017-07-11
Publication date: 2019-02-26
Anticipated expiration: 2027-07-11

Abstract

本实用新型一种处理含氟废水的人工湿地系统，包括两级湿地处理系统，第一级人工湿地处理系统包括蓄水池、酶解装置、湿地植物、一级填充基质、第一曝气器和第一承托层，第二级人工湿地处理系统包括湿地植物、二级填充基质、第二曝气器、第二承托层、布水系统、酶解装置和集水装置。本实用新型提供的处理含氟废水的人工湿地系统，经由第一级人工湿地处理系统出水并重力自流至第二级人工湿地处理系统完成二级净化过程，水力停留时间长，辅以横向和垂向布置的曝气器、竖向和横向分层基质的过滤、基质表面微生物与含铝污泥的吸附协同作用并搭配湿地植物，高效去除废水中的氟离子和其他污染物，通过酶解装置缓解人工湿地系统的堵塞问题，提高处理效率。

Description

一种处理含氟废水的人工湿地系统

技术领域

本实用新型涉及环保技术领域，具体涉及一种处理含氟废水的人工湿地系统。

背景技术

人工湿地污水处理技术于20世纪70年代兴起，与传统污水处理工艺相比，建设简单、能量需求低，在污染控制方面应用越来越广泛。

氟是人类生命活动必需的微量元素之一，人体每日需氟量约为1.0~1.5 mg，含氟量在0.4~0.6 mg/L的饮用水对人体无害有益，而长期饮用含氟量大于1.5 mg/L的饮用水则会给人体带来不利影响，严重的会引起氟斑牙和氟骨病，甚至对人的神经造成影响，中国约有1亿人生活在高氟水地区，氟受害者多达几千万人，除个别地区自然因素，大量高氟工业废水的排放是主要因素，而现有的流域治理很难使水质完全达标。

目前，含氟废水的主要处理方法为化学沉淀法和吸附法，但存在出水难达标、沉渣沉降缓慢且脱水困难等缺点，冷冻法、离子交换树脂法和电渗析等方法因处理成本高，除氟效率低，很少应用于工业含氟废水处理。

实用新型内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种处理含氟废水的人工湿地系统，利用二级人工湿地处理系统，增长水力停留时间，辅以横向和垂向曝气设备布置，利用垂向分层和横向分层的填充基质及填充基质表面微生物和含铝污泥的吸附协同作用并搭配种植湿地植物，可去除废水中的氟离子和其他污染物，同时通过酶解装置缓解人工湿地处理系统的堵塞状况，提高处理效率。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种处理含氟废水的人工湿地系统，包括顶部相连通的第一级人工湿地处理系统和第二级人工湿地处理系统，第一级人工湿地处理系统包括由左至右依次相连通的蓄水池和一级填充基质，一级填充基质内竖向设置第一曝气器，一级填充基质底部设置与蓄水池相通的第一承托层，第二级人工湿地处理系统包括由上至下依次相连通的布水系统、二级填充基质、第二承托层和集水装置，二级填充基质内横向设置第二曝气器，蓄水池和布水系统分别连接一个酶解装置，第一曝气器和第二曝气器均与增氧泵相连，一级填充基质包括由左至右依次排布的第一层基质、第二层基质和第三层基质，二级填充基质包括由上至下依次排布的第一层基质、第二层基质和第三层基质，第一层基质为无烟煤污泥层，无烟煤与含铝污泥的混合物定义为无烟煤污泥层，无烟煤与含铝污泥的体积比为8~10:1，第二层基质为石英砂污泥层，石英砂与含铝污泥的混合物定义为石英砂污泥层，石英砂与含铝污泥的体积比为8~10:1，第三层基质为石榴石污泥层，石榴石与含铝污泥的混合物定义为石榴石污泥层，石榴石与含铝污泥的体积比为8~10:1，一级填充基质和二级填充基质上均种植若干株湿地植物。

进一步的，所述蓄水池一侧与进水管相连，进水管上设置蠕动泵，蓄水池相对的另一侧开有与第一承托层相通的出水口，所述出水口包括若干个横向排列于蓄水池侧壁的圆形通孔，孔径为3~5 cm，孔距为5~8 cm，所述出水口处设置有一个酶解装置。

进一步的，所述第一层基质中无烟煤的粒径为0.8~1.6 mm，比重为1.4~1.6，无烟煤呈多棱形颗粒状结构，所述第二层基质中石英砂的粒径为0.5~0.8 mm，比重为2.65，所述第三层基质中石榴石的粒径为0.25~0.5 mm，比重为4.0~4.2，石榴石呈多面体结构。

进一步的，所述一级填充基质中部和二级填充基质中部分别设置第一曝气器和第二曝气器，所述第一曝气器距蓄水池右侧壁的水平距离为30~40 cm，第二曝气器距二级填充基质上表面的竖直距离为30~40 cm，第一曝气器和第二曝气器为管式曝气器。

进一步的，所述酶解装置包括流速控制仪、投放盒和计时器，所述投放盒内装有胞外聚合物降解酶，胞外聚合物降解酶为β-葡萄糖酶、碱性磷酸酶、亮氨酸氨基肽酶、脂肪酶中的一种或多种的组合，所述流速控制仪和计时器安装于人工湿地系统外部，通过流速控制仪控制投加量，通过计时器控制酶解时间。

进一步的，所述第一级人工湿地处理系统顶部通过连接管与第二级人工湿地处理系统顶部的布水系统相连通，连接管的坡度为5%~8%，所述布水系统处设置有一个酶解装置，所述布水系统包括与连接管相连的进水主管、布水干管和布水支管，布水干管和布水支管为丰字型结构并平铺于二级填充基质上方2~6 cm处，经由连接管的含氟废水通过布水系统均匀流入二级填充基质。

进一步的，所述集水装置呈圆锥形结构，直径由上至下依次减小，集水装置底部设有与连通第二承托层和外界的集水管。

进一步的，所述第一承托层和第二承托层均为细砾石铺设，铺设高度为5~10 cm。

进一步的，所述湿地植物为芦苇、菖蒲、水葱、美人蕉中的一种或几种的组合，所述湿地植物按8~15 株/m²分别种植于一级填充基质和二级填充基质上。

本实用新型所达到的有益效果：

1.本实用新型采用二级人工湿地处理系统净化含氟废水，水力停留时间增长，废水净化效果提升；

2.一级填充基质和二级填充基质分别由三层基质构成，填充方式分别为垂向分层填充和横向分层填充，分别采用滤料无烟煤、石英砂、石榴石与含铝污泥的混合物，滤料的使用周期长，成本低，三层基质位置保持相对稳定，含氟废水经过三层基质后水头损失大，过滤周期较长且延长了含氟废水的水力停留时间，进而提高净化效果，含污能力较单层滤料基质提高一倍以上；

3.第一曝气器竖向布置于一级填充基质的中部位置，第二曝气器横向布置于二级填充基质的中部位置，分别与含氟废水流过的路程相垂直，并能够不断向一级填充基质和二级填充基质内通入空气，维持基质微生物的好氧环境，提高净化效果；

4.通过曝气酶解处理含氟废水，当一级填充基质和二级填充基质出现堵塞时，辅助加入胞外聚合物降解酶，高效降解堵塞在基质空隙间的胞外多聚物（EPS），进一步提高净化效率，维护方便；

5.第一级人工湿地处理系统出水并重力自流至第二级人工湿地处理系统，无需额外动力，经济可行。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

其中，1、蠕动泵；2、进水管；3、蓄水池；4、出水口；5、湿地植物；6、第一层基质；7、第二层基质；8、第三层基质；9-1、第一承托层；9-2、第二承托层；10-1、第一曝气器；10-2、第二曝气器；11、酶解装置；12、连接管；13、进水主管；14、布水装置；15、增氧泵；16、集水管；17、一级填充基质；18、二级填充基质。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作更进一步的说明。

如图1所示，一种处理含氟废水的人工湿地系统，包括相连通的第一级人工湿地处理系统和第二级人工湿地处理系统，经由第一级人工湿地处理系统出水并重力自流至第二级人工湿地处理系统完成二级净化过程，第一级人工湿地处理系统包括由左至右依次相连通的蓄水池3和一级填充基质17，第二级人工湿地处理系统包括由上至下依次相连通的布水系统14、二级填充基质18、第二承托层9-2和集水装置，第一级人工湿地处理系统还包括湿地植物5、第一承托层9-1、第一曝气器10-1和酶解装置11，第二级人工湿地处理系统还包括湿地植物5、第二承托层9-2、第二曝气器10-2和酶解装置11，蓄水池3和布水系统14分别与一个酶解装置11相连。

湿地植物5为芦苇、菖蒲、水葱、美人蕉中的一种或几种的组合，可根据实际需求进行灵活搭配，湿地植物5按照8~15 株/m²分别种植于一级填充基质17和二级填充基质18上，蓄水池3位于第一级人工湿地处理系统的左端，蓄水池3的宽度为20~25 cm，蓄水池3左端一侧与进水管2相连通，进水管2上设置蠕动泵1，保证连续进水，蓄水池3相对的另一侧开有出水口4，出水口4包括若干个横向排列于蓄水池3侧壁的圆形通孔，孔径为3~5 cm，孔距为5~8cm，含氟废水通过蠕动泵1的提升作用经由进水管2进入蓄水池3后再经由出水口4上的若干个通孔流至第一级人工湿地处理系统的第一承托层9-1底部，通过蠕动泵1进行连续供水，驱动蓄水池3内的含氟废水流出至一级填充基质17内并进行净化。

一级填充基质17包括三层基质，由左向右依次布置为第一层基质6、第二层基质7和第三层基质8，三层基质的填充宽度均为20~25 cm，填充高度均为60~80 cm，二级填充基质18包括填充高度均为20~25 cm的三层基质，自上而下依次布置为第一层基质6、第二层基质7和第三层基质8，第一层基质6为无烟煤污泥层，第二层基质7为石英砂污泥层，第三层基质8为石榴石污泥层，大粒径、小密度的轻质滤料无烟煤与含铝污泥的混合物定义为无烟煤污泥层，无烟煤与含铝污泥的体积比为8~10:1，中等粒径、中等密度的滤料石英砂与含铝污泥的混合物定义为石英砂污泥层，石英砂与含铝污泥的体积比为8~10:1，小粒径、大密度的滤料石榴石与含铝污泥的混合物定义为石榴石污泥层，石榴石与含铝污泥的体积比为8~10:1。

第一层基质6中滤料无烟煤的粒径为0.8~1.6 mm，比重为1.4~1.6，通过将碳块依次经由精选、破碎、筛选、水洗和烘干等工艺加工而成，无烟煤呈多棱形颗粒状结构，具有较好的抗压、耐磨特性和固体颗粒保持能力等优势，第一层基质6滤料间孔隙大，截污能力强，起到粗滤作用，第二层基质7中滤料石英砂的粒径为0.5~0.8 mm，比重为2.65，通过将天然石英矿石依次经由破碎、水洗、烘干和筛选等工艺加工而成，无棱角，具有机械强度高、载污能力强和使用周期长等特性，第三层基质8中滤料石榴石的粒径为0.25~0.5 mm，比重为4.0~4.2，通过将天然石榴石矿石依次经由破碎、水洗、磁选和筛选等工艺加工而成，石榴石内不含有机物质、酸溶组分和其他细粒物料，呈多面体结构，具有硬度大、破碎率低和使周期长等特性。

一级填充基质17底部设置第一承托层9-1，蓄水池3通过其上的出水口4与第一承托层9-1相通，二级填充基质18底部设置第二承托层9-2，第一承托层9-1和第二承托层9-2均为细砾石铺设，铺设高度均为5~10 cm，第一曝气器10-1竖向设置于一级填充基质17的中部，第二曝气器10-2横向设置于二级填充基质18的中部，第一曝气器10-1和第二曝气器10-2均与曝气泵15相连通，分别用于向一级填充基质17和二级填充基质18内通入空气，为一级填充基质17和二级填充基质18内的微生物提供适宜的好氧环境，竖向布置的第一曝气器10-1距离蓄水池3上出水口4的水平距离为30~40 cm，横向布置的第二曝气器10-2距离二级填充基质18上表面的竖直距离为30~40 cm。

第一级人工湿地处理系统顶部通过连接管12与第二级人工湿地处理系统顶部相连通，连接管12的坡度即正切角设置为5%~8%，连接管12与第二级人工湿地处理系统的布水系统14相连，布水系统14设置于二级填充基质18上方，布水系统14包括与连接管12相连的进水主管13、布水干管和布水支管，布水干管和布水支管为丰字型结构并平铺于二级填充基质18上方2~6 cm处，使得含氟废水均匀布置在二级填充基质18表面，随后含氟废水因自重继续下渗，含氟废水经过第一级人工湿地处理系统处理后，因重力作用通过连接管12流至第二级人工湿地处理系统的布水系统14，随后均匀流入二级填充基质18，含氟废水因自重作用继续均匀向下流动至第二承托层9-2底部，随后继续向下流动至第二承托层9-2底部的集水装置，集水装置呈圆锥形结构，直径由上至下依次减少，集水装置底部设置倾斜角度为10~15°的倾斜角，集水装置底部设置一根用于连通第二承托层9-2和外界的集水管16，二级填充基质处理后的水经由第二承托层9-2并通过集水管16排出，防止在第二承托层9-2底部形成死区。

出水口4处和布水系统14处分别设置有一个酶解装置11，分别用于缓解第一级人工湿地系统和第二级人工湿地系统出现的堵塞问题，每个酶解装置11均包括投放盒、流速控制仪和计时器，投放盒内装有胞外聚合物降解酶，用于降解堵塞在一级填充基质17和二级填充基质18空隙间的胞外多聚物，胞外聚合物降解酶为碱性磷酸酶、β-葡萄糖酶、亮氨酸氨基肽酶、脂肪酶中的一种或几种的组合，流速控制仪和计时器安装于第一级人工湿地处理系统和第二级人工湿地处理系统外部，通过流速控制仪控制胞外聚合物降解酶的投加量，通过计时器控制酶解时间，可根据实际需求自行选择合适的投放量和酶解耗时。

本实用新型的工作原理：

蠕动泵1采取连续进水的方式运行，含氟废水通过进水管2进入蓄水池3并通过出水口4流入第一承托层9-1，随着水位的上升，含氟废水流入一级填充基质17的第一层基质6、第二层基质7和第三层基质8并与湿地植物5相接触，含氟废水在流动过程中与氧气、湿地植物5的根茎、一级填充基质17及其内的微生物和胞外聚合物降解酶等发生作用，进行第一步净化，完成第一级人工湿地处理系统的净化处理，随后含氟废水通过顶部的连接管12重力自流进入第二级人工湿地处理系统，首先经布水系统14均匀分布在二级填充基质18表面，含氟废水在重力作用下下渗至二级填充基质18的第一层基质6、第二层基质7和第三层基质8，继续依次下渗至第二承托层9-2和集水装置并通过集水管16流出集水装置，含氟废水在流动过程中与氧气、湿地植物5的根茎、二级填充基质18及其内的微生物和胞外聚合物降解酶等发生作用，进行第二步净化，进而完成二级净化过程，利用垂向分层的一级填充基质17和横向分层的二级填充基质18实现三层过滤功能，通过微生物、滤料与含铝污泥的吸附协同作用并搭配湿地植物5，高效去除废水中的氟离子和其他污染物。

实施例1

如图1所示，一种处理含氟废水的人工湿地系统，包括相连通的第一级人工湿地处理系统和第二级人工湿地处理系统，第一级人工湿地处理系统包括由左至右依次相连通的蓄水池3和一级填充基质17，第二级人工湿地处理系统包括由上至下依次相连通的布水系统14、二级填充基质18、第二承托层9-2和集水装置，第一级人工湿地处理系统还包括湿地植物5、第一承托层9-1、第一曝气器10-1和酶解装置11，第二级人工湿地处理系统还包括湿地植物5、第二承托层9-2、第二曝气器10-2和酶解装置11，蓄水池3和布水系统14分别与一个酶解装置11相连。

本实用新型的人工湿地类型为潜流人工湿地，湿地植物5为水葱，按照14 株/m²分别种植于一级填充基质17和二级填充基质18上，蓄水池3位于第一级人工湿地处理系统的左端，蓄水池3的宽度为25 cm，蓄水池3左端一侧与进水管2相连通，进水管2上设置蠕动泵1，保证连续进水，蓄水池3右端一侧开有与第一承托层9-1相连通的出水口4，出水口4处设置一个酶解装置11，出水口4包括若干个横向排列于蓄水池3右侧壁的圆形通孔，孔径为5cm，孔距为8 cm，含氟废水通过进水管2进入蓄水池3后经由出水口4上的若干个通孔均匀流至第一级人工湿地处理系统的第一承托层9-1底部，通过蠕动泵1进行连续供水，驱动蓄水池3内的含氟废水流出至一级填充基质17内并进行净化。

一级填充基质17包括三层基质，由左向右依次布置为第一层基质6、第二层基质7和第三层基质8，三层基质的填充宽度均为25 cm，填充高度均为80 cm，二级填充基质18包括填充高度均为25 cm的三层基质，自上而下依次布置为第一层基质6、第二层基质7和第三层基质8，第一层基质6为无烟煤污泥层，第二层基质7为石英砂污泥层，第三层基质8为石榴石污泥层，大粒径、小密度的轻质滤料无烟煤与含铝污泥的混合物定义为无烟煤污泥层，无烟煤与含铝污泥的体积比为8:1，中等粒径、中等密度的滤料石英砂与含铝污泥的混合物定义为石英砂污泥层，石英砂与含铝污泥的体积比为8:1，小粒径、大密度的滤料石榴石与含铝污泥的混合物定义为石榴石污泥层，石榴石与含铝污泥的体积比为8:1。

第一层基质6中滤料无烟煤的粒径为0.8 mm，比重为1.4，通过将碳块依次经由精选、破碎、筛选、水洗和烘干工艺加工而成，无烟煤呈多棱形颗粒状结构，具有较好的抗压、耐磨特性和固体颗粒保持能力等优势，第一层基质6滤料间孔隙大，截污能力强，起到粗滤作用，第二层基质7中滤料石英砂的粒径为0.5 mm，比重为2.65，通过将天然石英矿石依次经由破碎、水洗、烘干和筛选工艺加工而成，无棱角，具有机械强度高、载污能力强和使用周期长等特性，第三层基质8中滤料石榴石的粒径为0.25 mm，比重为4.0，通过将天然石榴石矿石依次经由破碎、水洗、磁选和筛选工艺加工而成，石榴石内不含有机物质、酸溶组分和其他细粒物料，呈多面体结构，具有硬度大、破碎率低和使周期长等特性。

含铝污泥取材于污水处理厂混凝沉淀后排出的污泥，含铝污泥的制备过程为：首先将污水处理厂排出的污泥放置于110℃温度下干燥24 h，随后将其碾压成粉末并利用自来水冲洗数次，再利用蒸馏水冲洗一次后放置于适当位置自然风干，随后在400℃高温下焙烧3 h，通过孔径为100 μm的筛子过筛后即可获得所需的含铝污泥。

一级填充基质17底部设置与蓄水池3相通的第一承托层9-1，二级填充基质18底部设置第二承托层9-2，第一承托层9-1和第二承托层9-2均为细砾石铺设，铺设高度均为10cm，第一曝气器10-1竖向设置于一级填充基质17的中部，第二曝气器10-2横向设置于二级填充基质18的中部，第一曝气器10-1和第二曝气器10-2均与曝气泵15相连通，分别用于向一级填充基质17和二级填充基质18内通入空气，为一级填充基质17和二级填充基质18内的微生物提供溶解氧，营造适合微生物生长的好氧环境，第一曝气器10-1距离蓄水池3上出水口4的水平距离为35 cm，横向布置的第二曝气器10-2距离二级填充基质18上表面的竖直距离为35 cm，第一曝气器10-1和第二曝气器10-2为管式曝气器，曝气量为1.6~3 m3/（m2·d），曝气方式均为间歇式曝气。

出水口4处和布水系统14处分别设置有一个酶解装置11，分别用于缓解第一级人工湿地处理系统和第二级人工湿地处理系统出现的堵塞问题，每个酶解装置11均包括投放盒、流速控制仪和计时器，流速控制仪和计时器均安装于第一级人工湿地处理系统和第二级人工湿地处理系统的外部，投放盒内装有脂肪酶，通过流速控制仪控制脂肪酶的投加量，通过计时器控制酶解时间，本实施例将投加量设定为1.2~1.8 mg/mL，酶解时间设定为48h，在湿地运行期间辅助加入脂肪酶能降解堵塞在一级填充基质17和二级填充基质18空隙间的胞外多聚物（EPS）。

第一级人工湿地处理系统顶部通过连接管12连通与第二级人工湿地处理系统顶部，连接管12的坡度设置为5%，连接管12与第二级人工湿地处理系统的布水系统14相连，布水系统14与酶解装置11相连，布水系统14设置于二级填充基质18上方，包括与连接管12相连的进水主管13、布水干管和布水支管，布水干管和布水支管为丰字型结构并平铺于二级填充基质18上方6 cm处，把含氟废水均匀布置在二级填充基质18表面并使其均匀向下流动，含氟废水经过第一级人工湿地处理系统处理后，因重力作用通过连接管12流至第二级人工湿地处理系统的布水系统14，随后均匀流入二级填充基质18，含氟废水因自重作用继续均匀向下流动至第二承托层9-2底部，随后继续向下流动至第二承托层9-2底部的集水装置，集水装置呈圆锥形结构，直径由上至下依次减少，集水装置底部设置倾斜角度为15°的倾斜角且其底部设置一根用于连通第二承托层9-2和外界的集水管16，便于将处理后的水经由集水管16排出，防止在第二承托层9-2底部形成死区。

本实施例的人工湿地进水为模拟含氟废水，采用连续流进水方式，通过蠕动泵1提升模拟废水，以氯化铵作为湿地植物5及微生物氮源，以磷酸二氢钾作为磷源，以氯化钠配置含氟废水，含氟废水为微生物的生长提供营养物质，COD_Cr的进水浓度为54.5±8.9 mg/L，TN的进水浓度为8.5±1.2 mg/L，NH₄ ^＋-N的进水浓度为2.6±0.3 mg/L，F^-的进水浓度为18.6~25.2 mg/L，实验选择夜间基质溶解氧含量相对较低时段进行曝气，气水比为6:1，曝气自晚间七时开始，时间为12 h，采用增氧泵15提供曝气，运用玻璃转子流量计控制曝气流量，曝气与间歇时间比为1:2，采用时间继电器控制，每间隔40 min连续曝气20 min。

含氟废水首先经由进水管2流入蓄水池3，随后从蓄水池3的出水口4进入第一级人工湿地处理系统底部的第一承托层9-1，随着水位的上升，含氟废水依次流入一级填充基质17的第一层基质6、第二层基质7和第三层基质8内并搭配其上种植的湿地植物5进行净化，含氟废水经过第一级人工湿地处理系统处理后通过连接管12重力自流至第二级人工湿地处理系统，通过布水系统14均匀分布于二级填充基质18表面，水力负荷为0.5 m³/（m²·d），含氟废水因重力作用下渗并依次通过二级填充基质18的第一层基质6、第二层基质7和第三层基质8进行过滤，继续依次下渗至第二承托层9-2和集水装置并通过集水管16流出集水装置，含氟废水在流动过程中与氧气、湿地植物5的根茎、一级填充基质17和二级填充基质18及其内的微生物和脂肪酶等发生作用，利用竖向分层的一级填充基质17和横向分层的二级填充基质18分别完成三层过滤，通过微生物、三层基质滤料与含铝污泥的吸附协同作用并搭配若干株湿地植物5高效去除废水中的氟离子和其他污染物。

试验结果显示，通过第一级人工湿地处理系统和第二级人工湿地处理系统处理得到的水质具有较大的改善，COD去除率为85%，氨氮去除率为90%，总氮去除率为85%，F离子去除率可达75%~88%，竖向分层和横向分层的第一层基质6、第二层基质7和第三层基质8位置排布稳定性高，延长了含氟废水的过滤周期和水力停留时间，三层基质的去含污能力较单层填充基质提高一倍以上，具有更加突出的净化效果，含氟废水依靠其重力作用自流，无需额外动力，且各层采用的滤料使用周期长，去污成本低，实用价值高。

含铝污泥中主要含有钙、铝、镁和铁等金属元素，而与其混合的滤料无烟煤、石英砂和石榴石中的阳离子如钙、铝、镁和铁的交换量与氟和磷的吸附量均存在正相关关系，氟和磷的去除效果与滤料的物理性质也有关系，其吸附量与滤料的孔隙度、粒径（D80）和不均匀系数（K80）有正相关关系，含氟废水通过含铝污泥与前述滤料混合物形成的一级填充基质17和二级填充基质18去除其中的氟和废水中的其他污染物。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种处理含氟废水的人工湿地系统，其特征在于，包括顶部相连通的第一级人工湿地处理系统和第二级人工湿地处理系统，所述第一级人工湿地处理系统包括由左至右依次相连通的蓄水池(3)和一级填充基质(17)，一级填充基质(17)内竖向设置第一曝气器(10-1)，一级填充基质(17)底部设置与蓄水池(3)相通的第一承托层(9-1)，所述第二级人工湿地处理系统包括由上至下依次相连通的布水系统(14)、二级填充基质(18)、第二承托层(9-2)和集水装置，二级填充基质(18)内横向设置第二曝气器(10-2)，蓄水池(3)和布水系统(14)分别连接一个酶解装置(11)，第一曝气器(10-1)和第二曝气器(10-2)均与增氧泵(15)相连，一级填充基质(17)包括由左至右依次排布的第一层基质(6)、第二层基质(7)和第三层基质(8)，二级填充基质(18)包括由上至下依次排布的第一层基质(6)、第二层基质(7)和第三层基质(8)，所述第一层基质(6)为无烟煤污泥层，第二层基质(7)为石英砂污泥层，第三层基质(8)为石榴石污泥层，一级填充基质(17)和二级填充基质(18)上均种植若干株湿地植物(5)，所述蓄水池(3)一侧与进水管(2)相连，进水管(2)上设置蠕动泵(1)，蓄水池(3)相对的另一侧开有与第一承托层(9-1)相通的出水口(4)，所述出水口(4)包括若干个横向排列于蓄水池(3)侧壁的圆形通孔，孔径为3～5cm，孔距为5～8cm，所述出水口(4)处设置有一个酶解装置(11)，一级填充基质(17)中部和二级填充基质(18)中部分别设置第一曝气器(10-1)和第二曝气器(10-2)，所述第一曝气器(10-1)距离蓄水池(3)右侧壁的水平距离为30～40cm，第二曝气器(10-2)距离二级填充基质(18)上表面的竖直距离为30～40cm，第一曝气器(10-1)和第二曝气器(10-2)为管式曝气器，第一级人工湿地处理系统顶部通过连接管(12)与第二级人工湿地处理系统顶部的布水系统(14)相连通，连接管(12)的坡度为5％～8％，所述布水系统(14)处设置有一个酶解装置(11)，所述布水系统(14)包括与连接管(12)相连的进水主管(13)、布水干管和布水支管，布水干管和布水支管为丰字型结构并平铺于二级填充基质(18)上方2～6cm处，经由连接管(12)的含氟废水通过布水系统(14)均匀流入二级填充基质(18)。

2.根据权利要求1所述的一种处理含氟废水的人工湿地系统，其特征在于，所述第一层基质(6)中无烟煤的粒径为0.8～1.6mm，比重为1.4～1.6，无烟煤呈多棱形颗粒状结构，所述第二层基质(7)中石英砂的粒径为0.5～0.8mm，比重为2.65，所述第三层基质(8)中石榴石的粒径为0.25～0.5mm，比重为4.0～4.2，石榴石呈多面体结构。

3.根据权利要求1所述的一种处理含氟废水的人工湿地系统，其特征在于，所述酶解装置(11)包括流速控制仪、投放盒和计时器，所述投放盒内装有胞外聚合物降解酶，胞外聚合物降解酶为β-葡萄糖酶、碱性磷酸酶、亮氨酸氨基肽酶、脂肪酶中的一种，所述流速控制仪和计时器安装于所述第一级人工湿地处理系统和第二级人工湿地处理系统的外部，通过流速控制仪控制投加量，通过计时器控制酶解时间。

4.根据权利要求1所述的一种处理含氟废水的人工湿地系统，其特征在于，所述集水装置呈圆锥形结构，直径由上至下依次减小，集水装置底部设有连通第二承托层(9-2)和外界的集水管(16)。

5.根据权利要求1所述的一种处理含氟废水的人工湿地系统，其特征在于，所述第一承托层(9-1)和第二承托层(9-2)均为细砾石铺设，铺设高度为5～10cm。

6.根据权利要求1所述的一种处理含氟废水的人工湿地系统，其特征在于，所述湿地植物(5)为芦苇、菖蒲、水葱、美人蕉中的一种，所述湿地植物(5)分别按8～15株/m2种植于一级填充基质(17)和二级填充基质(18)上。