申请日2017.04.07
公开(公告)日2017.08.29
IPC分类号C02F3/32; C02F101/10; C02F101/16; C02F101/30
摘要
本发明属于工业污水湿地处理技术领域，尤其涉及一种用于污水处理的人工湿地，适用于工厂产生的弱碱性工业污水处理后循环使用，包括沉淀池、深水发酵池、浅水过滤池、浅水大面积湿地池、深水蓄水池，所述沉淀池、深水发酵池、浅水过滤池、浅水大面积湿地池依次通过可开启和关闭的管道连通，所述浅水大面积湿地池与所述深水蓄水池通过排水渠连通，通过在相应池中配置植物以及季节性处理，达到污水治理的目的，本发明人工湿地通过植物配置和季节性处理使整个湿地一年四季如春，且一直保持着强盛的治污净水功能，达到污水循环利用的目的，其操作简便,工程造价和运行费用低,净化效果好，可实现工业化，对环境无污染，节约用水成本。
权利要求书
1.一种用于污水处理的人工湿地，其特征在于，包括沉淀池(1)、深水发酵池(2)、浅水过滤池(3)、浅水大面积湿地池(7)、深水蓄水池(13)，所述沉淀池(1)、深水发酵池(2)、浅水过滤池(3)、浅水大面积湿地池(7)依次通过可开启和关闭的管道连通，所述浅水大面积湿地池(7)与所述深水蓄水池(13)通过排水渠(14)连通;
所述深水发酵池(2)包括一级发酵池(2-1)与二级发酵池(2-2)，所述一级发酵池(2-1)通过可开启和关闭的管道与所述二级发酵池(2-2)连通，所述一级发酵池(2-1)与二级发酵池(2-2)之间设有宽度为1-2m的隔离区(2-3);
所述浅水过滤池(3)内由下至上依次设有碳渣层(4)、砂石层(5)、沙土层(6)和水生植物层;
所述浅水大面积湿地池(7)内由下至上依次设有水泥层(11)、第一橡胶薄片层(12)、粗石砾层(10)、细石砾层(9)、泥土层(8)、水生植物层，其浅水大面积湿地池(7)四周墙壁铺设一层第二橡胶薄片层(15)，第一橡胶薄片层(12)与第二橡胶薄片层(15)一体连成;
所述深水蓄水池(13)包括一级蓄水池(13-1)与二级蓄水池(13-2)，所述一级蓄水池(13-1)通过水泵连通所述二级蓄水池(13-2)。
2.根据权利要求1所述一种用于污水 处理的人工湿地，其特征在于，所述浅水过滤池(3)中碳渣层(4)厚度为10-15cm，砂石层(5)厚度为10-15cm，沙土层(6)厚度为10-15cm。
3.根据权利要求2所述一种用于污水处理的人工湿地，其特征在于，所述碳渣层(4)中的碳渣粒径为5-10cm，砂石层(5)中的砂石粒径为1-2cm。
4.根据权利要求1所述一种用于污水处理的人工湿地，其特征在于，所述第一橡胶薄片层(12)和第二橡胶薄片层(15)厚度均为0.3-0.4mm，粗石砾层(10)厚度为3-5cm，细石砾层(9)厚度为1-2cm，泥土层(8)厚度为20-25cm。
5.一种如权利要求1至4任一项所述一种用于污水处理的人工湿地的植物配置方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将工业碱性污水通过管道集中排放到沉淀池(1)中进行沉淀，集中回收初级沉沙，沉淀池(1)中不配置水生植物;
步骤二，沉淀后的污水进入一级发酵池(2-1)，在隔离区(2-3)内全覆盖种植水竹，一级发酵池(2-1)与二级发酵池(2-2)内均在每年3月至10月种植芙蓉莲，11月开始捞净，捞净后立即种植狐尾藻;
步骤三，经过二级发酵池后的发酵污水进入浅水过滤池(3)，浅水过滤池(3)中的水生植物层为全覆盖的美人蕉;
步骤四，经过浅水过滤池(3)过滤后的污水进入浅水大面积湿地池(7)，浅水大面积湿地池(7)内水生植物层中的植物配置为在浅水大面积湿地池(7)的田坎上种植美人蕉，浅水大面积湿地池(7)田坎的侧面上沿着周向每间隔5m种植单排的水竹，在相邻水竹间种植水菖蒲;在水竹围绕的区域内每间隔2-3m种植睡莲，睡莲与水竹间隔为2m，其余空隙处全覆盖种植浮萍与水游草;
步骤五，经过浅水大面积湿地池(7)污水进入一级蓄水池(13-1)内，在一级蓄水池(13-1)内种植有全覆盖的狐尾藻，距离二级蓄水池(13-2)内壁3m处的周向设置为每3至10月种植芙蓉莲，11月捞净，捞净后种植狐尾藻至次年2月，在芙蓉莲围绕的区域内每间隔2m种植睡莲，并在二级蓄水池(13-2)空隙处全覆盖种植浮萍，浅水大面积湿地池(7)与一级蓄水池(13-1)之间的排水渠(14)内每间隔5m种植水竹，相邻水竹间种植狐尾藻。
6.根据权利要求5所述一种用于污水处理的人工湿地的植物配置方法，其特征在于，所述浅水过滤池(3)包括一级过滤池(3-1)、二级过滤池(3-2)、三级过滤池(3-3)、四级过滤池(3-4)、五级过滤池(3-5)，所述一级过滤池(3-1)、二级过滤池(3-2)、三级过滤池(3-3)、四级过滤池(3-4)、五级过滤池(3-5)呈阶梯设置。
7.根据权利要求5所述一种用于污水处理的人工湿地的植物配置方法，其特征在于，在步骤二、步骤四、步骤五中，所述水竹均在每年2月、5月、8月、10月割掉老秆。
8.根据权利要求5所述一种用于污水处理的人工湿地的植物配置方法，其特征在于，在步骤四中，所述水菖蒲在每年9月割掉泥土层以上的枝叶，所述水游草每年9月连根拔掉，取其18-2cm的茎秆进行插栽。
9.根据权利要求5所述一种用于污水处理的人工湿地的植物配置方法，其特征在于，在步骤三与步骤四中，所述美人蕉在每年花开后4月、7月、10月割掉枝秆;在步骤四、步骤五中，所述睡莲每年11月割掉老杆，所述浮萍每年11月捞净。
10.根据权利要求5所述一种用于污水处理的人工湿地的植物配置方法，其特征在于，在步骤二与步骤五中，所述狐尾藻在每年10月捞净，捞净后选取狐尾藻7-9cm的茎尖作为插穗进行种植。
说明书
一种用于污水处理的人工湿地
技术领域
本发明属于工业污水湿地处理技术领域，尤其涉及一种用于污水处理的人工湿地，适用于工厂产生的弱碱性(PH值9-10)工业污水处理后循环使用。
背景技术
在化工、轻工等工业生产过程中会产生大量的碱性污水，现有常见的处理方式是碱性污水从调节池打入中和池，在中和池中打入酸水，采用酸水将碱性废水中的碱进行中和，采用上述方案的能耗大，本身不节能，产生二次污染，不符合环保要求，不足以实现系统全自动和保证系统的长期稳定运行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于污水处理的人工湿地，其工程造价和运行费用低，净化效果好，能形成工业污水自循环回用。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于污水处理的人工湿地，包括沉淀池、深水发酵池、浅水过滤池、浅水大面积湿地池、深水蓄水池，所述沉淀池、深水发酵池、浅水过滤池、浅水大面积湿地池依次通过可开启和关闭的管道连通，所述浅水大面积湿地池与所述深水蓄水池通过排水渠连通;
所述深水发酵池包括一级发酵池与二级发酵池，所述一级发酵池通过可开启和关闭的管道与所述二级发酵池连通，所述一级发酵池与二级发酵池之间设有宽度为1-2m的隔离区;
所述浅水过滤池内由下至上依次设有碳渣层、砂石层、沙土层和水生植物层;
所述浅水大面积湿地池内由下至上依次设有水泥层、第一橡胶薄片层、粗石砾层、细石砾层、泥土层、水生植物层，其浅水大面积湿地池四周墙壁铺设一层第二橡胶薄片层，第一橡胶薄片层与第二橡胶薄片层一体连成;
所述深水蓄水池包括一级蓄水池与二级蓄水池，所述一级蓄水池通过水泵连通所述二级蓄水池。
本发明的有益效果是：本发明操作简便,工程造价和运行费用低,净化效果好，可有效实现工业化，污水可循环利用，对环境无污染，还能美化景观，节约用水成本。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述浅水过滤池中碳渣层厚度为10-15cm，砂石层厚度为10-15cm，沙土层厚度为10-15cm。
采用上述进一步方案的有益效果是可有效的过滤掉污水中的杂质，提高过滤效果。
进一步，所述碳渣层中的碳渣粒径为5-10cm，砂石层中的砂石粒径为1-2cm。
采用上述进一步方案的有益效果是提高过滤效果，达到净水目的。
进一步，所述第一橡胶薄片层和第二橡胶薄片层厚度均为0.3-0.4mm，粗石砾层厚度为3-5cm，细石砾层厚度为1-2cm，泥土层厚度为20-25cm。
采用上述进一步方案的有益效果是提高对污水的净化效果。
本发明提供一种用于污水处理的人工湿地的植物配置方法，包括以下步骤：
步骤一，将工业碱性污水通过管道集中排放到沉淀池中进行沉淀，集中回收初级沉沙，沉淀池中不配置水生植物;
步骤二，沉淀后的污水进入一级发酵池，在隔离区内全覆盖种植水竹，一级发酵池与二级发酵池内均在每年3月至10月种植芙蓉莲，11月开始捞净，捞净后立即种植狐尾藻;
步骤三，经过二级发酵池后的发酵污水进入浅水过滤池，浅水过滤池中的水生植物层为全覆盖的美人蕉;
步骤四，经过浅水过滤池过滤后的污水进入浅水大面积湿地池，浅水大面积湿地池内水生植物层中的植物配置为在浅水大面积湿地池的田坎上种植美人蕉，浅水大面积湿地池田坎的侧面上沿着周向每间隔5m种植单排的水竹，在相邻水竹间种植水菖蒲;在水竹围绕的区域内每间隔2-3m种植睡莲，睡莲与水竹间隔为2m，其余空隙处全覆盖种植浮萍与水游草;
步骤五，经过浅水大面积湿地池污水进入一级蓄水池内，在一级蓄水池内种植有全覆盖的狐尾藻，距离二级蓄水池内壁3m处的周向设置为每3至10月种植芙蓉莲，11月捞净，捞净后种植狐尾藻至次年2月，在芙蓉莲围绕的区域内每间隔2m种植睡莲，并在二级蓄水池空隙处全覆盖种植浮萍，浅水大面积湿地池与一级蓄水池之间的排水渠内每间隔5m种植水竹，相邻水竹间种植狐尾藻。
进一步，所述浅水过滤池包括一级过滤池、二级过滤池、三级过滤池、四级过滤池、五级过滤池，所述一级过滤池、二级过滤池、三级过滤池、四级过滤池、五级过滤池呈阶梯设置。
采用上述进一步方案的有益效果是逐级过滤，提高过滤效果。
进一步，在步骤二、步骤四、步骤五中，所述水竹均在每年2月、5月、8月、10月割掉老秆。
采用上述进一步方案的有益效果是水竹割掉老杆后会迅速在1-2周内恢复至茂盛状态，使其一年四季均处于旺盛状态，对其养分的需求也一致处于巅峰状态，能够保持水竹一直吸收污水中的氮、磷和有机物，和降低污水中的含氮、磷、有机物的浓度。
进一步，在步骤四中，所述水菖蒲在每年9月割掉泥土层以上的枝叶，所述水游草每年9月连根拔掉，取其18-2cm的茎秆进行插栽。
采用上述进一步方案的有益效果是水菖蒲在每年9月起陆续交替从泥土以上割掉枝叶，因秋季气候适宜，其会在2个月内恢复至茂盛状态，而新近长出的枝叶能越冬，确保一年四季菖蒲叶丛青翠苍绿，美化环境，有效的净化污水，水游草因气候暖和时会在1个月左右迅速在湿地池中形成之前密集如棉絮状的植物柄，新近长出的水游草枝干即使在每年最冷的时候也不会枯萎，腐烂，继续保持着良好的治理污水，净化污水的作用。
进一步，在步骤三与步骤四中，所述美人蕉在每年花开后4月、7月、10月割掉枝秆;在步骤四、步骤五中，所述睡莲每年11月割掉老杆，所述浮萍每年11月捞净。
采用上述进一步方案的有益效果是睡莲在每年11月在其进入休眠期时割掉老秆，以免其老秆和叶片枯萎和腐烂后影响水质，美人蕉割掉枝秆后会迅速恢复至茂盛状态，促其连续开花，而10月割掉枝秆生长成形后渐入冬季处于生长的闭合期，而新近长出的枝叶也能越冬，美人蕉，不仅能美化人们的生活，而且又能吸收二氧化硫、氯化氢，以及二氧化碳等有害物质，抗性较好，叶片虽易受害，但在受害后又重新长出新叶，很快恢复生长;浮萍因其忌严寒，在每年入冬前(11月份)捞净，以免其枯萎和腐烂后影响水质。
进一步，在步骤二与步骤五中，所述狐尾藻在每年10月捞净，捞净后选取狐尾藻7-9cm的茎尖作为插穗进行种植。
采用上述进一步方案的有益效果是由于狐尾藻不耐寒，入冬后地上会部分逐渐枯死，从而影响湿地治水功能，所以在每年入冬前(10月份)捞净，以免其枯萎和腐烂后影响水质，捞净后重新扦插繁殖，这样所获得的新株在入冬前(10月气候还较暖和)会生长迅速，很快就能成形。
本发明中用于污水处理的人工湿地其水生植物的生长特性和制污性能如下所示：
水菖蒲：最适宜温度为20-25℃，10℃以下停止生长，冬季地上部分枯死，以地下茎越冬，喜水湿，菖蒲叶丛青翠苍绿，叶形端庄整齐，宜布置于水景岸边浅水处，可以净化水质。
美人蕉：喜温暖、湿润和充足阳光，不耐寒，怕强风和霜冻。对土壤要求不严，能耐瘠薄，在肥沃、湿润、排水良好的土壤中生长良好，对水体污染物有良好的去除效果。
水竹：水竹能够吸收水中的氮、磷和有机物，降低水中的含氮、磷、有机物的浓度，去除率高达90%以上，既能观赏，又可以净化水质。
水游草：其强盛的生长能力，水游草生长特性秆下部伏卧而上部斜升直立，节处生多数分枝的须根，并密生倒毛，会迅速在湿地中形成密集如棉絮状的植物柄，污水在流经水游草形成的植物柄时，粗颗粒和悬浮物会被其阻挡，附着和吸收，从而达到净化污水，治理污水的作用。
睡莲：睡莲对水质要求不严，pH值6-8，均生长，生长季节池水深度以不超过80厘米为宜。在3月下旬至4月上旬萌发，4月下旬或5月上旬孕蕾，6-8月为盛花期，10-11月为黄叶期，11月后进入休眠期根能吸收水中的汞、铅、苯酚等有毒物质，还能过滤水中的微生物，是难得的水体净化的植物。
浮萍：喜温气候和潮湿环境，忌严寒，生长迅速,能有效地过滤污染物如细菌、氮、磷酸盐,能从天然水体吸收其他营养物质,特别适宜人工湿地治理污水。
芙蓉莲：是飘浮性的水生植物。叶倒卵形或扇形，波状缘，叶面有数条纵纹，叶背浅灰绿。叶基的短茎著生须根，飘浮水中，春夏秋季节生长迅速，冬季休眠不耐寒，其根须能有效地吸收污染物，也是难得的水体净化的植物。
狐尾藻：属小二仙草科的多年生沉水且能全覆盖水生植物。C4光合作物，其适应性强，根状茎发达，在水底泥中蔓延，节部生根，夏季生长旺盛。冬季生长慢，能耐低温，它能较快地除去水体中的氮、磷等富营养化元素，还能吸收其中的重金属元素，是一种较强的净化水体植物。
