申请日2010.01.13
公开(公告)日2012.05.23
IPC分类号C02F9/14; C02F3/34; C02F3/32
摘要
一种山区水源林地生活污水土地处理方法，由水平潜流湿地和垂直潜流湿地两级土地处理单元串联组成，两级湿地处理单元呈阶梯状，均采用地埋式;在水平潜流湿地的前端设前置水解酸化预处理的配水装置，垂直潜流湿地的出水直接瀑入生态蓄水池中。本发明的方法有效去除了污水中的COD、BOD、SS及重金属和氨氮、磷;且无动力自增氧;污水得到好的生物降解效果，以改性土壤作为湿地主要填料，有效避免了传统人工湿地容易出现的填料堵塞现象。本处理方法建设和运行成本低，易于管理，污水处理效果好，抗冲击负荷能力强。
翻译权利要求书
1.一种山区水源林地生活污水土地处理方法，由水平潜流湿地和垂直潜流湿地两级土 地处理单元串联组成，在水平潜流湿地的前端加设前置水解酸化预处理的配水装置，采用交 错型垂直潜流湿地系统布水和集水装置，垂直潜流湿地的出水直接瀑入生态蓄水池中，其特 征是：
(1)由于山区水源林地势陡峭，两级湿地处理单元呈阶梯状连接，充分利用重力作为 动力并实施自增氧;采用地埋式，因水流、净化反应均位于地表下，能够起到保温作用，可 适用于山区水源林地较寒冷的气候条件适用;
(2)所述的水平潜流湿地的配水装置中，水质调节槽内充填有石灰石填料，水质调节 槽与溢流槽的底部有底部出水管连通，溢流槽上部的布水管的出水口位于湿地配水区的上 方;
(3)垂直潜流湿地系统的高位槽位于湿地的上方，多根干管的出口沿高位槽的走向分 布在高位槽的上方，平行的多根有孔布水管一端接高位槽，另一端为盲端，有孔布水管的水 平部分与高位槽在空间上垂直相交;在湿地的底部，有多根与有孔布水管的水平部分平行的 有孔集水管，有孔集水管的一端接换气管，另一端为出水口;有孔布水管与有孔集水管在空 间上交错平行设置;
(4)在水平潜流湿地的湿地床内，填料由上往下按粒径分层依次为Φ1～3mm的改性土 壤、Φ5～10mm的砾石、Φ15～35mm的砾石;垂直潜流湿地的湿地床内，填料由上往下按 粒径分层依次为Φ1～3mm的改性土壤、Φ5～10mm的砾石、Φ15～35mm的砾石和Φ1～3mm 的粗砂;所述改性土壤为由当地原土与粒径为Φ1～3mm的电厂灰渣以1∶4的比例混合制备 而成。
说明书
一种山区水源林地生活污水土地处理方法
技术领域
本发明属水污染处理、特别是一种山区水源林地生活污水土地处理方法领域。
背景技术
水源林地是我国许多重要水资源保护区的源头。众多少数民族同胞世代聚居在大山深处 半山腰，他们的用水来源为居住地的山涧溪流，生活污水未经任何处理随意自然排放，漫流 到房屋周边后自由渗透到地下，造成了水源林地的地下水面源性污染，终将导致水资源保护 区的水源性污染。
污水土地处理是利用土壤-微生物-植物组成的生态系统使污水净化的处理方法，一般 由污水预处理设施、污水调节和存储设施、污水输送及控制系统、人工湿地系统、净化水出 水的收集和利用等五部分组成。在污水得到净化的同时，使水中的营养物质和水份得以循环 利用，实现污水资源化、无害化和稳定化的处理污水。
土地处理系统的核心为人工湿地，由人工基质(填料)、植物和微生物等组成，是一种 具有污染物去除效果的生态系统。其去除污染物的反应机理十分复杂，综合了物理过滤、物 理吸附、物理沉积、物理化学吸附、化学反应、化学沉淀、微生物对有机物的降解等过程， 当污水流过人工湿地时，经基质的过滤，植物的吸收，植物根基的多种微生物活动，使水质 得到净化。
人工湿地按照系统布水方式的不同或水在系统中流动方式的不同，可分为表面流湿地、 水平潜流湿地和垂直潜流湿地三种类型。
水平潜流湿地床底有隔水层，纵向有坡度。污水从进水端沿床宽构筑的布水沟投入床内， 沿填料下部潜流呈水平渗滤前进，从另一端出水沟流出。主要依靠物理、化学、生物的协同 作用完成废水的净化过程，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 料截留等的作用，提高对重金属和悬浮固体SS的截流作用，强化自然湿地生态系统的去污 能力。水平潜流湿地系统水力负荷与污染负荷较大，对化学需氧量(COD)、生化需氧量 (BOD)、悬浮固体(SS)及重金属等处理效果好，但由于大气复氧效果不佳，植物根区释 氧量又有限，所以硝化能力差，对氨氮和总氮(TN)的去除率比较低。
垂直潜流湿地采取地表布水，污水依靠重力作用由上而下在基质层内垂直渗流，协同产 生吸附、截流、沉积、植物吸附等净化效应，去除水中的污染物，汇入集水沟出流。垂直潜 流湿地除了具有水平潜流湿地的基本优点外，由于床体处于不饱和状态，氧通过大气扩散与 植物根系传输进入湿地，硝化能力强，氨氮去除率相对较高，但由于停留时间相对较短而对 SS和有机物的去除效果较差。
由于水流、净化反应均位于地表下，能够起到保温作用，因此潜流型湿地受气候影响较 小，处理效率受季节影响不大，可以适应于较寒冷的气候条件，而且可以避免表面流人工湿 地卫生条件差、易孽生蚊、蝇等缺点。
目前，国内人工湿地技术的推广应用还主要是单一流型的湿地系统，导致不能保证各种 污染指标都有较高的去除率，出水效果不理想。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种地埋式、无动力、能有效去除污染物、并实现资源 综合利用的山区水源林地生活污水土地处理方法。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：
本发明的山区水源林地生活污水土地处理方法，由水平潜流湿地和垂直潜流湿地两级土 地处理单元串联组成，两级湿地处理单元呈阶梯状，均采用地埋式;在水平潜流湿地的前端 设前置水解酸化预处理的配水装置，垂直潜流湿地的出水直接瀑入生态蓄水池中。
水平潜流湿地的配水装置中，水质调节槽内充填有石灰石填料，水质调节槽与溢流槽的 底部有底部出水管连通，溢流槽上部的布水管的出水口位于湿地配水区的上方。
垂直潜流湿地的高位槽位于湿地的上方，多根平行的干管的出口沿高位槽的走向分布在 高位槽的上方，平行的多根布水管一端接高位槽，另一端为盲端，布水管的水平部分与高位 槽在空间上垂直相交;在湿地的底部，有多根与布水管的水平部分平行的集水管，集水管的 一端接换气管，另一段为出水口;平行的布水管与集水管在空间上交错设置。
在水平潜流湿地的湿地床内，填料由上往下按粒径分层依次为Φ1～3mm的改性土壤、 Φ5～10mm的砾石、Φ15～35mm的砾石;垂直潜流湿地的湿地床内，填料由上往下按粒径 分层依次为Φ1～3mm的改性土壤、Φ5～10mm的砾石、Φ15～35mm的砾石和Φ1～3mm的粗 砂。
本发明与现有的湿地技术比较具有以下显著优点：
本发明综合了两类湿地类型的优点，有效去除了污水中的COD、BOD、SS及重金属和 氨氮、磷;利用重力作为系统动力，自增氧;采用地埋式能适用于广大山区水源林;水平潜 流湿地的配水槽内的石灰石填料不仅可以截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物、去除部分有机 物和磷，还可以对水解酸化后水质偏酸的污水起中和作用，提高了湿地系统的抗冲击能力; 垂直潜流湿地的高位槽布水方式，不仅使正常布水无需动力，还能提高水的溶解氧量，保证 污水获得更好的生物降解效果，提高了湿地对有机物、氮磷的去除率;利用改性土壤作为湿 地主要填料，增强了对磷和重金属的吸附能力，并有效避免了传统人工湿地容易出现的填料 堵塞现象。本污水处理方法建设和运行成本低，易于管理，污水处理效果较好，抗冲击负荷 能力较强。
