申请日2012.10.18
公开(公告)日2013.02.06
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种应用于农村生物污水的人工湿地微动力处理系统，由集水池、漫水堤坝、过滤网闸、堤坝植物种植区、水生植物种植区、沸石炭化蔗渣过滤堤、自来水或天然水集水池集水池、絮凝沉淀缓冲池、过滤池、经济作物种植区组成，其依次排列连接;其中自来水或天然水集水池位于处理系统上下两侧;水生植物为茭白、堤坝植物为红叶石楠;水生植物种植的填料床体为沸石、炭化蔗渣、黄壤或红壤、腐殖质、沙砾、砾石中任意一种或几种组成的填料床体。本系统具有占地小，运行费用低，管理简便，抗冲击负荷能力强，出水稳定等优点，在处理农村和市郊的分散生活污水具有优势。
权利要求书
1.应用于农村生物污水的人工湿地微动力处理系统，包括集水池(1)、漫水堤坝(2)、过滤网 闸(3)、堤坝植物种植区(4)、第一水生植物种植区(5)、沸石炭化蔗渣过滤堤(6)、自来 水或天然水集水池(7)、絮凝沉淀缓冲池(8)、第二水生植物种植区(9)、过滤池(10)、经 济作物种植区(11)、进出水管(12);所述集水池(1)、漫水堤坝(2)、过滤网闸(3)、堤坝 植物种植区(4)、第一水生植物种植区(5)、沸石炭化蔗渣过滤堤(6)、自来水或天然水集 水池(7)、絮凝沉淀缓冲池(8)、第二水生植物种植区(9)、过滤池(10)、经济作物种植区 (11)、进出水管(12)、依次顺序设置;所述自来水或天然水集水池(7)位于处理系统上下两 侧，共设置3个;所述水生植物为茭白;所述堤坝植物为红叶石楠;所述水生植物种植区(5、 9)包括池体、填充于池体内的填料床体、种植于填料床体上的水生植物以及设置在池内的布水 管和集水管，所述填料床体为沸石、炭化蔗渣、黄壤或红壤、腐殖质、沙砾、砾石中任意一种 或几种组成的填料床体。
2.权利要求1所述的人工湿地微动力处理系统，其特征在于所述填料床体优选组分为：沸石 63-73%、炭化蔗渣2-12%、黄壤或红壤9-17%、腐殖质7-18%;其中炭化蔗渣，炭化温度为420℃， 先用石灰调节蔗渣的PH为10-11，使用马弗炉加热，氮气的保护下进行炭化生产，使其炭化程 度75-95%。
3.权利要求2所述的人工湿地微动力处理系统，所述沸石的填料高度控制为0.7-1.5m，其氨氮 的交换容量为9-17kg/m3，所述沸石选用斜发沸石，其颗粒目数为10-30目。
4.权利要求1所述的人工湿地微动力处理系统，其特征在于所述絮凝沉淀缓冲池(8)池底由 炭化蔗渣、沸石结合水泥制作而成，且与水流方向形成坡度，坡度为5-45度。
5.根据权利要求2所述的人工湿地微动力处理系统，其特征在于所述碳化蔗渣，炭化温度为 420℃，先用石灰调节蔗渣的PH为10-11，使用马弗炉加热，氮气的保护下进行碳化生产。
6.权利要求1所述的人工湿地微动力处理系统，所述茭白优选雄茭。
7.权利要求1-6任一所述的人工湿地微动力处理系统的应用，其特征在于：用于处理低浓度生 活污水，所述污水COD为40-150mg/L，氨氮含量为20-84mg/L。
说明书
应用于农村生物污水的人工湿地微动力处理系统
技术领域
本发明涉及一种人工污水处理系统，具体涉及一种湿地污水处理系统。
背景技术
人工湿地系统是上世纪七十年代发展起来的污水处理新技术之一，由于具有 高效的去除水体中的氮磷营养及有机物的能力，出水水质可达到或超过常规二级 处理水平，且基建投资及日常运行费用比常规二级处理厂低得多，因而逐步被广 泛应用于城镇污水、畜牧业、食品业和矿山等工农业废水的处理。
目前人工湿地存在一些不足，特别是针对性和通用性的矛盾，其兼容性存在 不足，其自动化也有需要改进提高的地方，比如太阳能微动力动能装置的应用， 在人工湿地中暂时没有出现。
目前湿地系统的主要缺陷表现在：
1、进入人工湿地的污水，前处理粗放型管理，甚至没有进行处理，因此需 要细化。由于实际污水中含有漂浮物、砂子、SS等易对人工湿地系统造成堵塞， 使人工湿地系统失去净化功能。
2、到目前为止，湿地系统中的植物基本都使用水生作物，易倒伏，而且换 季后常落枯萎，不能四季长青，湿地污水治理与景观美化往往不能融为一体。
大部分中小城镇及农村没有合理的污水规划,或者就是没有规划,镇、村道 路杂乱无章,虽然部分设置合流制管网收集,但这些合流制管网起的作用只是局 部的,由于这些地区居住人口密集,水体污染严重,环境状况较为恶劣。各镇郊 和农村内,沿水塘、河涌边外来人口经营的养殖业较多(如养鸭,养猪、养鱼等), 各种生活、屠宰的污水直接排入水中,严重污染了水体,并且这些养殖户的管理 大多是无序的,数量多,分散且污染严重，急需治理。
农村生活污水具有特定的污染物特征和地域特点,需要有针对性地构建人 工湿地植物系统,进行合理的养护管理,才能有效地发挥人工湿地的处理效能。
发明内容
针对上述所存在的问题，本发明提供了一种应用于农村生物污水的人工湿地微 动力处理系统，包括集水池(1)、漫水堤坝(2)、过滤网闸(3)、堤坝植物种植 区(4)、第一水生植物种植区(5)、沸石炭化蔗渣过滤堤(6)、自来水或天然水 集水池(7)、絮凝沉淀缓冲池(8)、第二水生植物种植区(9)、过滤池(10)、经 济作物种植区(11)、进出水管(12);所述集水池(1)、漫水堤坝(2)、过滤网闸 (3)、堤坝植物种植区(4)、第一水生植物种植区(5)、沸石炭化蔗渣过滤堤 (6)、自来水或天然水集水池(7)、絮凝沉淀缓冲池(8)、第二水生植物种植区(9)、 过滤池(10)、经济作物种植区(11)、进出水管(12)、依次顺序设置;进出水管 的管径应当大于2cm，小于5cm，其中一个人工湿地自来水或天然水集水池设置3 个。
所述第一、二水生植物种植区(5、9)包括池体、填充于池体内的填料床体、 种植于填料床体上的水生植物以及设置在池内的布水管和集水管，所述填料床体为 沸石、炭化蔗渣、黄壤或红壤、腐殖质、沙砾、砾石中任意一种或几种组成的填料 床体。
所述填料床体优选组分为：沸石63-73%、炭化蔗渣2-12%、黄壤或红壤9-17%、 腐殖质7-18%;其中炭化蔗渣，炭化温度为420℃，先用石灰调节蔗渣的PH为10-11， 使用马弗炉加热，氮气的保护下进行炭化生产，使其炭化程度75-95%。
为了更好的实现除污功能，所述沸石的填料高度控制为0.7-1.5m，其氨氮的交 换容量为9-17kg/m3，所述沸石选用斜发沸石，其颗粒目数为10-30目。
所述的絮凝沉淀缓冲池(8)池底由炭化蔗渣、沸石结合水泥制作而成，且与 水流方向形成坡度，坡度为5-45度。
为了方便浇灌，可以在人工湿地微动力处理系统两侧设置天然水集水池，集水 池侧设置喷灌头，可以用人工或者机械对湿地进行喷水操作。
如图所示，污水进水方式选择，控制生活污水(若该生活污水浓度太高，则 引入周边河水以稀释)，经过集水池沉淀部分杂质，经过漫水堤坝，将上层低浓 度污水流入人工湿地系统，漫水堤坝靠近人工湿地的一侧，建筑材料使用沸石和 碳化蔗渣组合，漫水堤坝应高于人工湿地2-10cm，而低于混凝土堤坝10cm，以 防止湿地中的污水不经过湿地流出，过滤网闸(网孔口径根据实际调整，在2-15 目之间调整)，过滤掉相应的杂质，网闸由两道网组成。
生活污水与河水进入由系统，进入已经分陇种植的茭白，两侧茭白采用沸石 为基，种植基本高于水面，根系扎于水面以下的沸石基上。分陇种植的优势在于， 有利于裸露在沸石基外的、根系较为发达的茭白对水中的氮磷元素进行吸收，同 时能增加水流速度，提高污水处理效率。
经上述系统处理后的污水已经可以达到无污染排放，可进入农田直接用于灌 溉。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
本发明采用去除氨氮效果较好的斜发沸石和炭化蔗渣，作为人工湿地的填 料，利用了沸石-炭化蔗渣-茭白-红叶石楠的人工湿地，形成了水底、水中、水面 的污水富营养物质吸收体系。该人工湿地采用了合理的组合分垄种植，轮种了茭 白，通过纵向配合横向的行列种植，延长了污水处理的实际流域长度，更好发挥 了茭白在沸石-茭白-蛭石立体人工湿地中的作用，逐级排污处理，并在最终处理 阶段将形成了经济类作物，水质得到良好改善的同时节约了经济作物种植成本， 比如红叶石楠的种植空间节约，减少耕地的占用。
本发明要解决的另一个技术问题是提供一种利用所述的人工湿地处理系统对 生活污水进行处理的方法，采用生活污水连续进水方式，对生活污水进行处理。通 常的，所述污水COD为60-150mg/L，氨氮含量为20-60mg/L。
本发明首次使用红叶石楠作为微动力污水处理系统的堤坝植物，用于污水处 理，而不仅仅使用常规水生作物，且具有空气净化及良好的根系吸收作用，能有 效且大量降低本污水处理系统水质中的污水中的营养物质，而不会与常规的水生 植物一样容易落叶在微动力系统中，导致系统堵塞，重复污染。此外，本发明采 用特殊工艺处理的炭化蔗渣可以有效的清除氨氮。本系统具有占地小，运行费用 低，管理简便，抗冲击负荷能力强，出水稳定等优点，在处理农村和市郊的分散 生活污水具有优势。