申请日2010.03.02
公开(公告)日2012.04.18
IPC分类号C02F9/14; C02F3/14; C02F3/32; C02F3/34
摘要
本发明公开了一种复合人工湿地污水处理系统，包括：预处理池，预处理池连通垂直流人工湿地池，垂直流人工湿地池下部设有水平潜流人工湿地池，水平潜流人工湿地池设于地表面下，垂直流人工湿地池经由回流池连通水平潜流人工湿地池;所述垂直流人工湿地池内部的基质从上到下依次为第一粗砂层、第一人工混合层和砾石层，水平潜流人工湿地池两侧设有砾石区、中间为基质区，基质区从上到下依次为第三粗砂层、第二人工混合层、第二粗砂层，垂直流人工湿地池载有浅根系植物，水平潜流人工湿地池栽植有深根系植物;垂直流人工湿地池上部设有布水管，下部设有第一泄流槽，水平潜流人工湿地池下部设有第二泄流槽。本发明污水处理效率高、出水水质好、占地面积小。
权利要求书
1.一种复合人工湿地污水处理系统，其特征在于：包括：预处理池(2)， 预处理池(2)连通垂直流人工湿地池(29)，垂直流人工湿地池(29)下部设有水平 潜流人工湿地池(30)，水平潜流人工湿地池(30)设于地表面下，垂直流人工湿 地池(29)经由回流池(17)连通水平潜流人工湿地池(30);所述垂直流人工湿地 池(29)内部的基质从上到下依次为第一粗砂层(7)、第一人工混合层(8)和砾石 层(9)，所述水平潜流人工湿地池(30)两侧设有砾石区、中间为基质区，基质区 从上到下依次为第三粗砂层(22)、第二人工混合层(21)、第二粗砂层(19)， 垂直流人工湿地池(29)载植有浅根系植物，水平潜流人工湿地池(30)栽植 有深根系植物;垂直流人工湿地池(29)上部设有布水管(6)，下部设有第一 泄流槽(10)，水平潜流人工湿地池下部设有第二泄流槽(20)。
2.根据权利要求1所述的复合人工湿地污水处理系统，其特征在于：还设 有用于污水二次处理的集水池(12)，集水池(12)内设有第一污水泵(13)，第一 污水泵(13)连通设于垂直流人工湿地池(29)上部的布水管(3)，水平潜流人 工湿地池(30)的第二泄流槽(20)通过管路连通集水池(12)。
3.根据权利要求2所述的复合人工湿地污水处理系统，其特征在于：还设 有用于将经过处理的污水进行生态复原性处理的尾水净水剂投料系统(11)，尾 水净水剂投料系统通过管路连接集水池(12)。
4.根据权利要求1或2或3所述的复合人工湿地污水处理系统，其特征在 于：还设有保温动力系统，保温动力系统包括太阳能温室(25)和定位于太阳 能温室外壁的太阳能电池板(4)，太阳能温室(25)的主体结构为钢结构，太 阳能温室的外壁由透光玻璃组成封闭空间。
5.根据权利要求1所述的复合人工湿地污水处理系统，其特征在于：所 述回流池(17)内设有第二污水泵(14)，第二污水泵(14)通过管路连通水平 潜流人工湿地池(30)的入水处砾石区(33)，回流池(17)通过管路连通垂直 流人工湿地池(29)的第一泄流槽(10)，回流池内(17)设有潜水曝气机(16)， 潜水曝气机(16)连通设于水平潜流人工湿地池(30)池底的微孔曝气管(35)。
6.根据权利要求1所述的复合人工湿地污水处理系统，其特征在于：所述 预处理池(1)设有进水口与出水口，预处理池(1)内设有用于对污水的杂质 进行初步过滤的格栅(2)，格栅(2)的一侧由栅条(26)和横向肋条(27)构 成，另一侧设有筛网(28)。
7.根据权利要求1所述的复合人工湿地污水处理系统，其特征在于：所述 第一人工混合层(8)以及第二人工混合层(21)由蛭石、沸石、煤渣混配而成， 其高度至少为20cm。
8.根据权利要求1所述的复合人工湿地污水处理系统，其特征在于：所述 垂直流人工湿地池(29)与水平潜流人工湿地池(30)的第一泄流槽、第二泄 流槽底部均设有防水层，垂直流人工湿地池的第一泄流槽底部的防水层(38) 上面设有可容深根系植物茎杆通过的预制穴孔(40)，预制穴孔(40)内侧 填充有柔性可塑防水填料(41)，第一泄流槽(10)上部设有透水板(39); 水平潜流人工湿地池(30)内设有导流隔板(23)，导流隔板(23)形成S型的 水流通道。
说明书
复合人工湿地污水处理系统
技术领域
本发明涉及污水处理领域，尤其是一种复合人工湿地污水处理方法。
背景技术
随着我国社会经济的高速发展以及城市化进程的加快，一方面城镇用水供 需矛盾日益突出，另一方面巨量废水污水的大量排放又使得供水水源不断地受 到污染，进而使水质环境不断恶化。目前在我国600多个城市中，有400多个 城市存在着不同程度的缺水问题，每年缺水量达60亿吨，由于缺水而造成的经 济损失每年近3000亿元。与此同时，目前我国城市每年污水排放量达414亿吨， 这些巨量的污水进入地表水体后，对我国有限的地表水体造成日益严重的危害， 全国七大水系流域中50%以上的河段均存在着不同程度的污染问题，江苏、上海、 广州等地一大批省市已经面临严重的水质污染型缺水问题，如太湖流域3000万 人守着2300平方公里的太湖水，却出现了“水多难用”的尴尬局面。不管是原 始资源型缺水还是水质污染型缺水均已严重影响和制约了我国社会经济的可持 续发展。如何解决这个问题已经成为我国社会经济发展中的一个十分重要的研 究课题，在“十五”计划纲要中，提出的污水资源化战略构思无疑是一个有效 地手段之一，污水资源化不仅可以大幅度减少污水排放量，改善地表水体生态 环境，减少排水工程投资及运行费用，而且也可以大幅度增加可供水量、降低 给水处理和供水费用，降低因缺水而造成的经济损失，提高人民的生存健康环 境，促进工业、旅游业和水产业的发展。然而我国污水资源化战略的实施却一 直举步维艰，目前我国污水净化回用率依然很低。造成这种状况的原因虽然是 多方面的，但是主要原因还是污水净化回用技术，还不能适应污水资源市场化 的要求。过去传统的生物曝气池技术虽然较能有效地去除污水中的有机物，但 对氮磷的去除能力较低，出水水质并不能达到中水回用标准;膜生物反应器技 术出水水质虽然较高，但投资运行费用较高，限制了该技术的广泛应用，其他 化学物理处理技术也均存在着投资运行费用高、出水水质不稳定和二次污染等 问题。
现在正在运行的人工湿地污水处理技术具有高效率、低投资、低运转费用、 低维持技术的特点，在全世界范围内受到越来越广泛的关注。但同时也存在着： 不能直接处理污水，适应性差，只能针对初级或二级处理后的污水进行深度处 理;对于重金属污染物吸收效率低;技术受环境温度影响大;夏季易孳生蚊虫 等缺点。现有的人工湿地污水处理技术基本可分为表面流式、垂直流式和潜流 式。表面流人工湿地是最原始的人工湿地，与自然湿地类似，水深较浅，一般 在0.2-0.4米左右，废水从湿地表面流过。这种类型的人工湿地占地面积大， 水力负荷率小，去污能力有限，氧气传输能力有限，受气候影响很大，夏季易 孳生蚊蝇。垂直流湿人工地对于有机物的去除能力不足，夏季也有孳生蚊蝇的 现象。潜流式人工湿地氧气供应不足，硝化作用不良。近几年人们提出了复合 人工湿地污水处理方法，可综合各类型人工湿地的优点，但是也存在着占地面 积大、污水处理效果不理想、无法很好的利用湿地基质的吸附和过滤等缺点， 因此为了使我国污水资源化战略实施有长足的发展，开发和研究新型的生态污 水净化回用技术具有十分重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种污水处理效率高、单位面积污水净化 效率高、出水水质好的复合人工湿地污水处理系统。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种复合人工湿地污水 处理系统，包括：预处理池，预处理池连通垂直流人工湿地池，垂直流人工湿 地池下部设有水平潜流人工湿地池，水平潜流人工湿地池设于地表面下，垂直 流人工湿地池经由回流池连通水平潜流人工湿地池;所述垂直流人工湿地池内 部的基质从上到下依次为第一粗砂层、第一人工混合层和砾石层，所述水平潜 流人工湿地池两侧设有砾石区、中间为基质区，水平潜流人工湿地池的基质区 从上到下依次为第三粗砂层、第二人工混合层、第二粗砂层，垂直流人工湿地 池载植有浅根系植物，水平潜流人工湿地池栽植有深根系植物;垂直流人 工湿地池上部设有布水管，下部设有第一泄流槽，水平潜流人工湿地池下 部亦设有第二泄流槽。
进一步的改进还设有用于污水二次处理的集水池，集水池内设有第一污水 泵，第一污水泵连通设于垂直流人工湿地池上部的布水管，水平潜流人工湿地池 的第二泄流通过管路连通集水池。
进一步的改进还设有用于将经过处理的污水进行生态复原性处理的尾水净 水剂投料系统，尾水净水剂投料系统通过管路连接集水池。
进一步的改进还设有保温动力系统，保温动力系统包括太阳能温室和定位 于太阳能温室外壁的太阳能电池板，太阳能温室的主体结构为钢结构，太阳能 温室的外壁由透光玻璃组成封闭空间。
优选的，上述回流池内设有第二污水泵，第二污水泵通过管路连通水平潜 流人工湿地池的入水出砾石区，回流池通过管路连通垂直流人工湿地池的第一 泄流槽，回流池内设有潜水曝气机，潜水曝气机连通设于水平潜流人工湿地池 池底的微孔曝气管。
优选的，上述预处理池设有进水口与出水口，预处理池内设有用于对污水 的杂质进行初步过滤的格栅，格栅的一侧由栅条和横向肋条构成，另一侧设有 筛网。
优选的，上述垂第一人工混合层以及第二人工混合层均由蛭石、沸石、煤 渣混配而成，其高度至少为20cm。
优选的，上述垂直流人工湿地池与水平潜流人工湿地池的第一、第二泄流 槽底部均设有防水层，垂直流人工湿地池的第一泄流槽底部的防水层上面设有 可容深根系富集植物茎杆通过的预制穴孔，预制穴孔内侧填充柔性可塑防 水填料，垂直流人工湿地池的第一泄流槽上部设有透水板，水平潜流人工 湿地池内设有导流隔板，导流隔板形成S型的水流通道。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明综合各种人工湿地处 理方式的优点，不仅可以对污水中的无机富营养化元素进行高效清除，还可以 对污水中的有机物及重金属污染物进行有效分解吸附，使单位面积污水净化效 率大幅度提高，从而让净化后出水水质达到深度处理标准，并且由于采用了上 下式垂直复合结构，可节约占地面积。
2、本发明综合利用了人工湿地的各类形式，使污水多方向多次流动净化， 净化时间充足，更好的利用基质的截留、过滤、吸附等作用，同时也容易克服 垂直流易堵塞的问题。
3、通过设置的曝气装置可以解决水平潜流层氧补偿量小的问题。
4、进一步改进设置的太阳能系统可使本发明不受季节温度的影响，不仅可 以在春夏温度较高时运行，而且可以在秋冬季温度较低时正常运行，解决了北 方冬季人工湿地处理效率降低的问题;且利用太阳能集热供电，对污水进行处 理，可以大幅降低成本，同时提高污水处理效率。
5、进一步的改进通过设置的尾水净水剂投料系统，可对经过处理且不回收 利用的中水进行生态复原性处理，排入自然水系中不造成生态负担。
6、本发明与传统的人工湿地处理技术相比，占地面积可以节约50%以上， 单位面积处理效率可以提高60%以上，出水水质稳定;本发明完全采用自然式技 术方法对污水进行净化处理，无二次污染。