申请日2005.03.29
公开(公告)日2007.09.19
IPC分类号C02F3/32
摘要
本发明公开一种复合人工湿地处理生活污水方法。按垂直流人工湿地在前，表面流人工湿地在后的顺序串联起来组成复合人工湿地，生活污水先经沉淀池去除砂粒和较大颗粒的悬浮物后，接着自流进入垂直流人工湿地经过渗滤处理，然后再经表面流人工湿地进行处理;在垂直流人工湿地中填充人工混合基质，并种植观赏性植物，在表面流人工湿地中种植水生植物、花卉植物、蔬菜或养殖鱼类。本发明所述人工混合基质是以煤灰渣、高炉渣和中粗砂为主料，以草炭为配料，主料和配料按体积比9～19∶1配制而成。沉淀池的部分出水直接流入表面流湿地作为碳源，完成垂直流硝化处理出水在表面流湿地中的反硝化过程，污水与硝化处理出水的体积比为1∶4～1∶6。
权利要求书
1、垂直流-表面流复合人工湿地处理生活污水方法，其特征在 于：按垂直流人工湿地在前，表面流人工湿地在后的顺序串联起来组 成复合人工湿地，生活污水先经沉淀池去除砂粒和较大颗粒的悬浮物 后分两路进行处理，一路自流进入垂直流人工湿地经过渗滤处理后， 再经表面流人工湿地处理;另一路直接进入表面流人工湿地进行处 理;在垂直流人工湿地中填充人工混合基质，并种植观赏性植物，在 表面流人工湿地中种植水生植物、花卉植物、蔬菜和养殖鱼类，
其中，所述人工混合基质是以煤灰渣、高炉渣和中粗砂为主料， 以草炭为配料，主料和配料按体积比9～19∶1配制而成。
2、根据权利要求1所述的处理生活污水方法，其特征在于：沉 淀池的部分出水直接流入表面流湿地作为碳源，完成垂直流硝化处理 出水在表面流湿地中的反硝化过程，污水与硝化处理出水的体积比为 1∶4～1∶6。
3、根据权利要求1或2所述的处理生活污水 方法，其特征在于： 所述观赏性植物品种为美人蕉、风车草或再力花;所述水生植物为鸢 尾、香蒲、菖蒲等;花卉植物为美人蕉、再力花;蔬菜为水蕹菜、慈 茹、茭白;鱼类为鲫鱼、鲤鱼。
说明书
垂直流—表面流复合人工湿地处理生活污水方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种复合人工湿地处 理生活污水方法。
背景技术
生活污水人工湿地处理方法主要有垂直流人工湿地、水平流、表 面流以及垂直流与水平流组合的复合人工湿地等四种。
垂直流人工湿地床体高100cm以上，通常采用较细的基质如砂 等作为渗滤介质，污水在自表层向下的垂直渗滤过程中得到处理，其 所采用的植物大多数为芦苇、风车草、美人蕉和香根草等。
水平流人工湿地床体高约60～80cm，采用较粗基质如砾石作为处 理介质，污水在人工湿地的地表下呈水平流动，并在基质层中种植有 泌氧能力的大型挺水植物如芦苇、香蒲、水葱、鸢尾和菖蒲等，利用 水生植物的泌氧能力为人工湿地基质上的生物膜分解污水中的有机 物质提供氧气。
表面流人工湿地床体高约30cm，采用普通土壤为处理介质，污 水在人工湿地的地表呈水平流动，并在基质层中种植有泌氧能力的大 型挺水植物如芦苇、香蒲、灯心草和茭白等，利用水生植物的泌氧能 力为人工湿地基质上的生物膜分解污水中的有机物质提供氧气。
垂直流与水平流组合的复合人工湿地有两种排列。一种是按水平 流人工湿地在前，垂直流人工湿地在后的顺序串联起来组成复合人工 湿地。另一种是按垂直流人工湿地在前，水平流人工湿地在后的顺序 串联起来组成复合人工湿地。
上述人工湿地处理生活污水方法存在如下不足之处：
(1)表面流人工湿地需要很好的调节，植物只能去除10%的N， 而一旦植物被收获，则在腐殖层和土壤中依赖植物残体分解提供有机 物而进行的反硝化作用会受到直接影响，从而影响反硝化脱氮的效 果。因此设计的时候必须要保障水中有充足的溶解氧以完成NH4 +-N 的硝化，同时又要使反硝化细菌有适宜的厌氧缺氧环境和充足的有机 物来源，以保障反硝化脱氮这一表面流人工湿地中主要脱氮途径的顺 利进行。
(2)垂直流人工湿地对废水中耗氧有机物的处理能力和硝化能 力较强，它比表面流人工湿地具有更好的好氧条件，且对废水中BOD5 和COD的去除效果都较好，但对SS的去除效果较水平流人工湿地差; 虽然它对废水的硝化处理能力很强，但是其反硝化作用能力也较水平 流人工湿地差，因而也不能独立完成废水的硝化和反硝化两个处理过 程，以达到废水脱氮处理的目的。
(3)垂直流和表面流两种人工湿地系统各自对生活污水中磷的 去除能力都不是很好，特别是表面流人工湿地较差，而且现行垂直流 人工湿地广泛采用的砂、砾石等基质对磷的吸附饱和寿命只有几年。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能大部分去除耗氧有机物，完全硝化 生活污水，去除污水中的NH4 +-N、COD和BOD5并保证较高的总磷 去除率及较长磷饱和使用寿命的垂直流—表面流复合人工湿地处理 生活污水方法。
本发明的目的是这样实现的：垂直流—表面流复合人工湿地处理 生活污水方法，按垂直流人工湿地在前，表面流人工湿地在后的顺序 串联起来组成复合人工湿地，生活污水先经沉淀池去除砂粒和较大颗 粒的悬浮物，然后自流进入垂直流人工湿地经过渗滤处理，再通过表 面流人工湿地进行处理;在垂直流人工湿地中填充人工混合基质，并 种植观赏性植物，在表面流人工湿地中种植水生植物、花卉植物、蔬 菜或养殖鱼类。
作为一种优选方案，本发明所述人工混合基质包括主料与配料; 主料包括煤灰渣、高炉渣和中粗砂，配料为草炭，其中主料和配料的 体积比依次为9～19∶1。
作为另一种优选方案，本发明沉淀池的部分出水可从另一路直接 流入表面流湿地作为碳源，完成垂直流硝化处理出水在表面流湿地中 的反硝化过程，污水与硝化处理出水的体积比为1∶4～1∶6。
本发明所述观赏性植物品种可为美人蕉、风车草或再力花;所述 水生植物可为鸢尾、香蒲、菖蒲等;花卉植物可为美人蕉、再力花; 蔬菜为蕹菜、慈茹、茭白;鱼类可为鲫鱼、鲤鱼。
本发明将两种人工湿地按垂直流与表面流顺序组成复合人工湿 地，充分利用垂直流人工湿地完成对COD和BOD5的大部分去除和对生 活污水的大部分硝化，并利用表面流人工湿地进一步完成对剩余COD 和BOD5的去除以及NH4 +-N的硝化，并通过反硝化作用和水生植物的 摄取作用完成对NO3 -N的去除;在垂直流人工湿地中填充人工混合基 质，从而达到了较高的总磷去除率和较长的磷饱和使用寿命等目的。
本发明的优点主要体现在以下几个方面：
①与单一的表面流人工湿地或垂直流人工湿地系统相比，本发明 创造对城市污水中NH4 +-N、TN、TP、COD和BOD5的去除效果和处 理出水水质都优于单一表面流或垂直流人工湿地;同时解决了表面流 人工湿地处理生活污水时好氧处理能力不足等缺点。
②本发明创造利用垂直流人工湿地去除部分N、P、COD、BOD5 和废水的完全硝化，利用表面流人工湿地完成COD和BOD5的部分 去除功能以及废水的反硝化和植物摄取硝酸盐等去除功能;污水经垂 直流人工湿地硝化后进入表面流人工湿地在表面流人工湿地的缺氧 环境条件下，利用污水和床体积累的有机质以及动植物的残体作为碳 源完成反硝化脱氮作用，同时增加了表面流人工湿地对BOD5和COD 及氮的去除能力。垂直流—表面流复合人工湿地不需要回流，从而降 低了处理成本。复合人工湿地对一般城市污水中COD、BOD5和TN的去 除率分别达到75~85%、85~95%、60%以上，处理出水中COD、BOD5和 NH4 +-N的浓度分别小于60、20和15mg/L，基本上达到城市污水处理 厂的排放标准。
③利用垂直流人工湿地填充的高炉渣、煤灰渣和中粗砂人工混合 基质完成废水中大部分磷的去除功能;利用表面流人工湿地中土壤基 质对磷的固定作用完成对废水中磷的部分去除功能，同时利用垂直流 和表面流人工湿地中栽种的风车草、美人蕉以及大型水生植物、花卉 和蔬菜等植物的摄取作用去除部分磷，从而可使复合人工湿地对生活 污水中TP的去除率达到70-85%以上，处理出水中的TP浓度小于 1mg/L，达到城市污水处理厂一级排放标准，并且本发明创造技术对 磷的吸附饱和使用寿命可达到8～10年以上。
