申请日2016.08.31
公开(公告)日2016.11.16
IPC分类号C02F3/32; C02F3/34
摘要
本发明公开一种用于污水处理的人工湿地，包括池壁，池壁为防水结构，池壁内设有隔墙，隔墙将池壁分为前端的进水下行池和后端的出水上行池;进水下行池和出水上行池内部均布设有填料基质，填料基质从下到上依次为：垫砂层、砾石层、鹅卵石层、碎石层及碎石砂层;进水下行池和出水上行池的填料基质最上部种植有挺水水生植物;池壁底部砾石层处安装有贯穿进水下行池和出水上行池的集水布水管;集水布水管上安装有两个上端伸出最上层基质填料的通气管;进水下行池的上方安装有与进水管相连的进水布水管，出水上行池的上部安装有与出水管相连的出水集水管。本发明提高了污水处理效果，不受气候温度条件影响，常年稳定运行，确保出水达标。
摘要附图
权利要求书
1.一种用于污水处理的人工湿地，包括池壁(1)，其特征在于，所述池壁(1)为防水结构，池壁(1)内设有隔墙(2)，隔墙(2)将池壁(1)分为前端的进水下行池和后端的出水上行池;进水下行池和出水上行池内部均布设有填料基质，填料基质从下到上依次为：垫砂层(12)、砾石层(13)、鹅卵石层(14)、碎石层(15)及碎石砂层(16);所述进水下行池和出水上行池的填料基质最上部种植有挺水水生植物(17);池壁(1)底部砾石层(13)处安装有贯穿进水下行池和出水上行池的集水布水管(5);集水布水管(5)上安装有两个通气管(6)，两个通气管(6)分别位于进水下行池和出水上行池内，通气管(6)的上端伸出最上层基质填料;进水下行池和出水上行池内集水布水管(5)的上方分别布设有穿孔曝气管(9)，两个穿孔曝气管(9)分别通过曝气调节阀(11)与空气管(10)连接，通过曝气调节阀(11)的调节可调节对应穿孔曝气管(9)的曝气量;进水下行池的上方安装有与进水管(3)相连的进水布水管(4)，出水上行池的上部安装有与出水管(8)相连的出水集水管(7);所述进水布水管(4)、穿孔曝气管(9)、集水布水管(5)及出水集水管(7)均设开有若干个通孔。
2.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的人工湿地，其特征在于，所述进水布水管(4)、穿孔曝气管(9)、集水布水管(5)及出水集水管(7)上的通孔均匀分布在相应的管子上。
3.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的人工湿地，其特征在于，所述通气管(6)的上端伸出最上层基质填料0.5m。
4.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的人工湿地，其特征在于，所述进水布水管(4)布设在进水下行池内挺水水生植物(17)的中上部，出水集水管(7)布设在出水上行池内的碎石砂层(16)中。
5.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的人工湿地，其特征在于，所述垫砂层(12)的厚度为50mm。
6.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的人工湿地，其特征在于，所述砾石层(13)的填充高度为1.0-3.0m，砾石层(13)中砾石的粒径为100-300mm。
7.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的人工湿地，其特征在于，所述鹅卵石层(14)的填充高度为0.35m，鹅卵石层(14)中鹅卵石的粒径为6-32mm。
8.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的人工湿地，其特征在于，所述碎石层(15)的填充高度0.50m，碎石层(15)中碎石的粒径为8-16mm。
9.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的人工湿地，其特征在于，所述进水下行池内碎石砂层的填充高度为0.3m，出水上行池内碎石砂层的填充高度为为0.2m，碎石砂层中碎石砂的粒径为4-8mm。
说明书
一种用于污水处理的人工湿地
技术领域
本发明涉及一种污水处理方法，具体是一种用于污水处理的人工湿地，属于污水处理技术领域。
背景技术
利用人工湿地处理城市污水是20世纪七八十年代才兴起的生态处理法,它是为处理污水而人为地在有一定长宽比和底面坡度的洼地上用土壤和填料混合组成填料床，使污水在床体的填料缝隙中流动或在床体表面流动，并在床体表面种植具有性能好，成活率高，抗水性强，生长周期长，美观及具有经济价值的水生植物(如芦苇，蒲草等)形成一个独特的动植物生态体系。目前，人工湿地依靠物理、化学、生物的协同作用完成污水的净化过程，强化了自然湿地生态系统的去污能力。从自然调节作用看，人工湿地还具有强大的生态修复功能，不仅在提供水资源、调节气候、降解污染物等方面发挥着重要作用，还能吸收二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等气体，增加氧气、净化空气，消除城市热岛效应、光污染和吸收噪声等。
然而，人工湿地处理污水也存在一些弊端，其中最明显的弊端就是其受气候温度条件影响较大：随季节的变化，人工湿地对污染物的去除效果也随之变化。因人工湿地中的植物和微生物对温度尤为敏感，如果植物和微生物在湿地中的生长受到影响，将直接影响人工湿地的处理效果。大量研究表明，水温低于10℃时，人工湿地的处理效率会明显下降，且有研究认为，在4℃以下时湿地中的硝化作用趋于停止。同时，在较低温度和氧含量的情况下，微生物活性也会降低，使微生物对有机物的分解能力下降。研究报道称各人工湿地随季节的变化去除率排序为：夏季>秋季>春季>冬季，氨氮、高锰酸盐指数变化较大，冬季去除率下降尤为明显。在冬季低温条件下，不仅对人工湿地的去除效果产生影响，同时还存在人工湿地处理工艺脱氮效率低、基质堵塞、床体缺氧等问题。此外，低温还会带来某些其它问题，包括湿地介质/基质的冻结、湿地床体缺氧以及管道爆裂等问题。人工湿地受气候温度条件影响较大，这也是限制人工湿地在寒冷地区推广应用的原因之一。
由于人工湿地的工艺性能和稳定性存在一定的局限性，因此在工程应用过程中，必须采取相应的强化技术或管理措施，加以应对或弱化气温对系统的影响。此外，如果能在工程规划阶段，将人工湿地与其它工艺技术相互搭配结合，也是扬长避短，充分发挥人工湿地优势的较佳方式。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于污水处理的人工湿地，可提高污水处理效果，不受气候温度条件影响，可常年稳定运行，确保出水达标。
为了实现上述目的，本发明采用的一种用于污水处理的人工湿地，包括池壁，所述池壁为防水结构，池壁内设有隔墙，隔墙将池壁分为前端的进水下行池和后端的出水上行池;进水下行池和出水上行池内部均布设有填料基质，填料基质从下到上依次为：垫砂层、砾石层、鹅卵石层、碎石层及碎石砂层;所述进水下行池和出水上行池的填料基质最上部种植有挺水水生植物;池壁底部砾石层处安装有贯穿进水下行池和出水上行池的集水布水管;集水布水管上安装有两个通气管，两个通气管分别位于进水下行池和出水上行池内，通气管的上端伸出最上层基质填料;进水下行池和出水上行池内集水布水管的上方分别布设有穿孔曝气管，两个穿孔曝气管分别通过曝气调节阀与空气管连接，通过曝气调节阀的调节可调节对应穿孔曝气管的曝气量;进水下行池的上方安装有与进水管相连的进水布水管，出水上行池的上部安装有与出水管相连的出水集水管;所述进水布水管、穿孔曝气管、集水布水管及出水集水管均设开有若干个通孔。
优选地，所述进水布水管、穿孔曝气管、集水布水管及出水集水管上的通孔均匀分布在相应的管子上。
优选地，所述通气管的上端伸出最上层基质填料0.5m。
优选地，所述进水布水管布设在进水下行池内挺水水生植物的中上部，出水集水管布设在出水上行池内的碎石砂层中。
优选地，所述垫砂层的厚度为50mm。
优选地，所述砾石层的填充高度为1.0-3.0m，砾石层中砾石的粒径为100-300mm。
优选地，所述鹅卵石层的填充高度为0.35m，鹅卵石层中鹅卵石的粒径为6-32mm。
优选地，所述碎石层的填充高度0.50m，碎石层中碎石的粒径为8-16mm。
优选地，所述进水下行池内碎石砂层的填充高度为0.3m，出水上行池内碎石砂层的填充高度为为0.2m，碎石砂层中碎石砂的粒径为4-8mm。
本发明通过对现有人工湿地进行了改良，在湿地的下部设置了砾石层和穿孔曝气管道，由于砾石间存在许多大小不同的孔隙，当污水流经这些孔隙时，水流因受砾石阻挡而致流速减缓，水中的悬浮物质会与砾石接触并在很短的孔隙距离内沉降。而且，砾石粗糙的表面，可供许多微生物附着生长，其具粘性的生物膜则主要负责吸着悬浮物质，其整体机制为水中溶解性的有机物在流经砾石表面的生物膜时，被微生物摄取或利用而达到固液分离的效果，使水质获得净化。同时，由于砾间接触氧化工艺采用全地下式结构，不受冬季低温条件影响，可常年稳定运行，确保出水达标;上部垂直复合潜流人工湿地填料具有级配差别，吸附、过滤功能比一般人工湿地强。
