申请日2011.12.29
公开(公告)日2012.12.12
IPC分类号C02F9/14; C02F1/66; C02F3/28; C02F3/32
摘要
本实用新型公开了一种折流式景观型复合人工湿地污水处理系统，包括预处理系统、潜流人工湿地净化区、表面流人工湿地复氧区、表面流人工湿地强化净化区、景观生态渠和进出水管道。系统结构特点是结合潜流和表面流人工湿地的优点进行多元化组合，在系统各个单元空间排布上，采用折返式的串接排列，在一定空间和面积内有效增加处理过水长度，并使用新型生态填料，提高处理效率和达标排放。同时结合生态景观建设，将系统各处理单元间的空地进行绿化建设，营造具有生态学、环境学和美学功能的生态湿地公园;系统不需曝气设备，建设费用少;系统不需外加电力和化学药剂，运行管理费用低，易于推广，尤其适合于农村及小城镇生活污水的处理。
权利要求书
1.一种折流式景观型复合人工湿地污水处理系统，其特征在于：包括进水管道、预处理系统(1)、潜流人工湿地净化区(2)、表面流人工湿地复氧区(3)、表面流人工湿地强化净化区(4)、景观生态区(5)和进出水管道(27)，并依次以S形与倒S形或S形与S形串联方式连接，第一个S形设置预处理系统(1)、潜流人工湿地净化区(2)、表面流人工湿地复氧区(3)和表面流人工湿地强化净化区(4)，第二个S形或倒S形设置表面流人工湿地强化净化区(4)和景观生态区(5)。
2.根据权利要求1所述的折流式景观型复合人工湿地污水处理系统，其特征在于：所述的预处理系统(1)设置调节池(6)和厌氧池(8);所述的调节池(6)进水端设置格栅(7)。
3.根据权利要求1所述的折流式景观型复合人工湿地污水处理系统，其特征在于：所述的潜流人工湿地净化区(2)设置布水渠(9)和潜流人工湿地。
4.根据权利要求1所述的折流式景观型复合人工湿地污水处理系统，其特征在于：所述的表面流人工湿地复氧区(3)设置中间调节池(15)和表面人工湿地。
5.根据权利要求1所述的折流式景观型复合人工湿地污水处理系统，其特征在于：所述的表面流人工湿地强化净化区(4)设置表面人工湿地，该表面人工湿地设置同表面流人工湿地复氧区。
6.根据权利要求1所述的折流式景观型复合人工湿地污水处理系统，其特征在于：所述的景观生态区(5)种植观赏性水生植物(25)，观赏性水生植物(25)包括挺水植物、沉水植物和浮水植物，水中养殖观赏性鱼类(26)。
7.根据权利要求1所述的折流式景观型复合人工湿地污水处理系统，其特征在于：预处理系统(1)、潜流人工湿地净化区(2)、表面流人工湿地复氧区(3)、表面流人工湿地强化净化区(4)和景观生态区(5)墙体及周边建筑采用浆砌块石墙和/或砖墙和/或钢筋砼墙，建筑的浆砌块石墙厚度不小于300mm，砖墙厚度不小于250mm，钢筋砼墙厚度不小于150mm，并做防渗处理，渗透系数不大于10-6cm/s。
8.根据权利要求1所述的折流式景观型复合人工湿地污水处理系统，其特征在于：所述的潜流人工湿地净化区(2)、表面流人工湿地复氧区(3)、表面流人工湿地强化净化区(4)和景观生态区(5)的平面设置包括长方形、方形、棱形、圆形、半圆形和星形一种以上任意组合，规格根据处理水量进行设计，整个系统水流为推流的方式。
说明书
折流式景观型复合人工湿地污水处理系统
技术领域
本实用新型涉及一种折流式景观型复合人工湿地污水处理系统，属于污水净化技术领域。
背景技术
人工湿地(artificial wetland)污水净化技术是20世纪70年代末发展起来的新型污水处理工艺，在生活污水、地表水、面源污染等污水处理上应用广泛。它利用湿地植物、微生物、土壤(填料)等经过物理、化学、生物的作用将污水中的污染物去除。有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行管理费用低等特点，是一种集生态性、景观性为一体的污水处理工艺。按污水在湿地床中流动的方式人工湿地可分为几种类型：表面流湿地、潜流湿地、水平流湿地和垂直流湿地。
采用单一的湿地系统进行污水处理，往往不能满足污水处理的要求，而复合人工湿地则有处理效率高、占地面积小等特点，能更好的满足污水处理的要求。为了克服单一类型人工湿地的不足，复合人工湿地越来越多的被研究者研究，并在实际工程中被越来越广泛的应用。组合型复合人工湿地处理系统主要有水平流与垂直流、表面流与潜流、水平潜流与垂直潜流、水平折流表面流与潜流等多种复合人工湿地处理系统。但目前的复合人工湿地存在较多的不足，如中国专利“城市污水复合人工湿地处理床”(申请号ZL200320117108.6)和“一种复合人工湿地”(申请号ZL 200620022790.4)，外加动力装置对系统出水进行回流或对系统进水进行提升，既增加了系统建设费用又增加了运行成本，同时增大了管理维护难度;中国专利申请“垂直流-水平潜流复合人工湿地”(申请号CN201020120887.5)，设有出水回流泵和曝气装置，系统运行需要外加动力，同样增加了系统建设费用和运行成本，同时也增大了管理维护难度;中国专利“垂直表面流复合人工湿地”(申请号ZL200720023405.2)，为垂直表面流复合人工湿地，较注重处理效果，系统整体景观性不强;中国专利申请“水平折流复合型人工湿地污水处理系统”(申请号CN201020237224.1)，为多级串接的水平表面流人工湿地和多级潜流人工湿地，处理流程长，但多注重处理效果，忽略系统与周围环境的协调性，而忽略了其景观功能和美学功能。以上复合人工湿地系统为达到处理效果，要么增大系统占地面积、增加处理单元、增加曝气装置、或外加动力进行出水回流等装置，使系统复杂，增加建设成本，增加运行管理费用等，不利于复合人工湿地的广泛推广。现有的人工湿地处理系统，大多注重于系统的环境治理功能和生态学功能，人工工程痕迹明显，与周围环境协调性差，缺乏美感，景观效果不强。
发明内容
本实用新型的目的在于为了克服以上存在技术问题，提供一种无需外加动力，在有效去除污水有机质、氮、磷的同时，具有不易堵塞、建设费用低、运行成本低、管理简单，并具有景观型的人工湿地生态系统，将污水处理系统建成湿地生态公园，弱化人工工程痕迹，美化环境，在处理污水的同时充分发挥生态学和美学功能的折流式复合人工湿地污水处理系统。
本实用新型是这样实现的：
一种折流式景观型复合人工湿地污水处理系统，其特征在于：包括进水管道、预处理系统、潜流人工湿地净化区、表面流人工湿地复氧区、表面流人工湿地强化净化区、景观生态区和出水管道，并依次以S形与倒S形或S形与S形串联方式连接，第一个S形设置预处理系统(1)、潜流人工湿地净化区(2)、表面流人工湿地复氧区(3)和表面流人工湿地强化净化区(4)，第二个S形或倒S形设置表面流人工湿地强化净化区(4)和景观生态区(5);将系统各处理单元间的空地进行绿化，将污水处理系统建设成具有生态学、环境学和美学功能的生态湿地公园。
以上所述的预处理系统设置调节池和厌氧池。
以上所述的调节池进水端设置格栅，栅条距离3-6mm。
以上所述的厌氧池进水端设置若干个水管，厌氧池出水端上方的隔墙设置若干个水管，厌氧池长宽高比为4-8∶5∶4。
以上所述的潜流人工湿地净化区设置布水渠和潜流人工湿地。
以上所述的布水渠靠近潜流人工湿地墙体下端设置若干个配水孔;在布水渠下段设置砾石层，砾石的粒径25-50mm;布水渠深宽比为1∶1.2-2。
以上所述的潜流人工湿地净化区的出水端墙体下端设置出水孔，在潜流人工湿地最下层设置填料层，上层设置细砂层，上层设置细砂层种植水生植物。
以上所述的表面流人工湿地复氧区设置中间调节池和表面人工湿地。
以上所述的中间调节池出水端墙体上端设置若干个溢流孔，在中间调节池设置砾石层。
以上所述的表面人工湿地出水端墙体下端设置若干个过水孔，上端设置若干个溢流孔，在表面流人工湿地复氧区下层设置细砂层，上层设置砂土层，上层设置砂土层种植水生植物。
以上所述的表面流人工湿地强化净化区出水端的墙体上端设置若干个溢流孔，表面人工湿地设置同表面流人工湿地复氧区。
以上所述的景观生态区出水端的墙体下端设置放水管，上端设置系统出水管，系统出水管的进水口设置格栅和/或隔网，景观生态区下层设置砂土层，砂土层种植观赏性水生植物，水生植物包括挺水植物、沉水植物和浮水植物，水中养殖观赏性鱼类。
以上所述的水生植物包括花叶芦竹、风车草、灯心草、菖蒲、美人蕉、再力花、水葱一种以上任意组合。
以上所述的挺水植物包括花叶芦竹、风车草、灯心草、菖蒲、美人蕉、再力花、水葱一种以上任意组合;所述的沉水植物包括苦草、菹草、伊乐藻和马来眼子菜一种以上任意组合;所述的浮水植物包括睡莲和荇菜一种以上任意组合。
以上所述的观赏性鱼类包括龟、蟹、热带鱼、金鱼和锦鲤一种以上任意组合。
以上所述的预处理系统(1)、潜流人工湿地净化区(2)、表面流人工湿地复氧区(3)、表面流人工湿地强化净化区(4)和景观生态区(5)墙体及周边建筑采用浆砌块石墙和/或砖墙和/或钢筋砼墙，建筑的浆砌块石墙厚度不小于300mm，砖墙厚度不小于250mm，钢筋砼墙厚度不小于150mm，并做防渗处理，渗透系数不大于10-6m/s。
以上所述的潜流人工湿地净化区、表面流人工湿地复氧区、表面流人工湿地强化净化区和景观生态区的平面设置包括长方形、方形、棱形、圆形、半圆形和星形一种以上任意组合，规格根据处理水量进行设计，整个系统水流为推流的方式。
本实用新型复合人工湿地污水处理系统主要单元结构的特点：
系统结构特点是结合潜流和表面流人工湿地的优点进行多元化组合，在系统各个单元空间排布上，采用折返式的串接排列，在一定空间和面积内有效增加处理过水长度，并使用新型生态填料，提高处理效率和达标排放。
预处理系统单元：调节池能够有效沉降固体杂质;格栅能够有效收集漂浮固体杂质;厌氧池活性污泥的微生物能够有效处理污水的有机物质。
潜流人工湿地单元：布水渠能够进一步有效收集固体杂质，并能够对潜流人工湿地均匀分布进水;湿地床的生态填料和砾石及表面附着的微生物能够吸附降解净化污水中有机物;微生物吸附降解和床体上种植水生植物花叶芦竹、风车草、灯心草、菖蒲、美人蕉、再力花或水葱能够有效去除污水N、P等无机营养成份。污水中大部分污染物在此被去除，同时处理系统位于地下，减少异味的产生。
中间调节池：底层填料为砾石层;出水处采用溢流渠出水，对表面流人工湿地均匀分布进水。
表面流人工湿地单元：上层砂土层，下层细砂层，种植挺水植物花叶芦竹、风车草、灯心草、菖蒲、美人蕉、再力花或水葱，进一步吸收污水中污染物;通过表面流人工湿地的水在表面流动，系统自然复氧，进一步好氧净化处理;两级表面流人工湿地的处理，强化污染物的去除，确保污水达到预期处理效果并能达标排放。
景观生态渠：为水面景观区，种植观赏性水生植物和养殖观赏性鱼类，使污水处理系统与周围环境相互协调，形成生态湿地公园，改变居民对污水处理系统的不良印象。
本实用新型相对于现有技术具有如下优点及有益效果：
1、湿地床基质使用新型生态填料，耐有机负荷高、抗冲击能力强、处理效率高、寿命长、不易堵塞。
2、整个系统优化组合，在一定面积内，整个系统采用折返串接方式，在充分利用空间的同时有效增加水处理的过水长度，增加处理效率。运行不外加动力，不需添加化学药剂，不需曝气设备，不用回流，处理效率高，脱氮除磷效果好，经系统处理后出水CODcr、NH3-N、TN、TP等主要指标能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级B标准中指标要求。
3、整个系统建设费用低，不用专人管理，运行费用低，易于推广，尤其适合于农村及小城镇生活污水的处理。
4、处理系统建于地下，受气候、季节影响小，运行稳定，无臭、脏、乱、差的视觉效果，在污水处理的同时，具有景观效果，美化环境，充分发挥生态功能和美学功能，建成具有娱乐、休闲、环境美化于一体的生态湿地公园，弱化工程迹象，增加与周围环境的协调性。
