申请日2009.01.05
公开(公告)日2009.06.17
IPC分类号C02F3/32
摘要
本发明涉及深层布水多介质生态湿地污水处理系统的装置及其方法。该装置在地面开挖的一长方形池体中，由布水管、集水管、湿地植物、透气基质层、布水层、多介质生态滤层、集水层和防渗层组成;详细结构和方法见说明书。本发明优点：该装置在地面以下50-100cm深层布水，有利于北方寒冷地区装置的四季运行，增加微生物固定数量，深度除磷脱氮;又增加了水力停留时间，并防止滤层堵塞，保障湿地系统长期高效运行;对COD，氨氮、总氮和总磷有极高的去除效率，可在无动力或微动力情况下运行;种植美人蕉和鸢尾等湿地植物，美化环境的同时，有效去除氮磷，不产生蚊虫和臭味，适用于小城镇和农村生活污水的深度处理及资源利用。
权利要求书
1、深层布水多介质生态湿地污水处理系统的装置，其特征在于：该装置在地面开 挖的一长方形池体中，由布水管(1)、集水管(2)、湿地植物(3)、透气基质层(4)、 布水层(5)、多介质生态滤层(6)、集水层(7)和防渗层(8)组成;布水层(5)位 于生态滤层(6)上方，布水管(1)位于布水层(5)中，采用主管两边分支线管均匀 布水，每个支线管四周打孔并包裹薄层多孔聚氨脂材料;透气层(4)填充原生介质， 其上种植湿地植物(3);多介质生态滤层(6)置于布水层(5)和集水层(7)之间， 集水管(2)位于集水层(7)中，每个支线管四周打孔并包裹薄层多孔聚氨脂材料;防 渗层(8)位于集水层(7)下方，防渗层(8)铺设粘土或土工布。
2、根据权利要求1所述的深层布水多介质生态湿地污水处理系统的装置，其特征 在于：所述系统装置长×宽×高为10-20：3-5：1-2，水力负荷为100-500L/m2d;所述生 态湿地设计为下向垂直流态;所述布水管(1)距离地表30-60cm;所述集水管(2)距 离地表100-170cm;所述多介质生态滤层(6)由5-10层多介质模块和5-10层水流通道 模块构成，厚60-100cm。
3、根据权利要求1所述的深层布水多介质生态湿地污水处理系统的装置，其特征 在于：所述集水层(7)填充粒径2-10cm的砾石;所述多介质生态滤层(6)填充多介 质滤料和透水材料，采用砖墙式堆砌模式填充，透水材料由粒径为1-2mm砾石、改性 沸石和粒径为2-3mm的灰渣组成，体积配比为砾石：改性沸石：灰渣为70-90：3-10： 3-10;多介质滤料由粉煤灰：锯末：废弃铁粉：高岭土重量配比为60-90：10-15：1-5： 10-15混合造粒，经800-1500℃高温烧结而成。
4、由权利要求1所述的深层布水多介质生态湿地污水处理系统的方法，其特征在 于：污水经布水管(1)进入布水层(5)，布水层(5)将污水均匀分配至多介质生态滤 层(6)，进入多介质生态滤层的污水，部分渗入多介质滤料而得到深度净化，部分无法 渗入多介质滤料的污水和穿透多介质生态滤料的水流，则通过透水滤料向下一层多介质 滤料或透水滤料再分配，直至最后一级多介质滤料或透水滤料，经过多介质生态滤层(6) 净化后，流至集水层(7)，并经过集水管(2)收集外排。
说明书
深层布水多介质生态湿地污水处理系统的装置及其方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体地说是涉及深层布水多介质生态湿地污水处理系统 的装置及其方法。
背景技术
人工湿地污水处理技术是通过植物和介质的生物、化学和物理作用，使污水中的有 机物得以降解，无机盐得以固定，氮、磷等营养物得以资源化利用，具有深度除磷脱氮， 运行管理方便和运行费用低等优点，是一种在广大农村地区具有应用潜力的污水生态处 理技术。然而，传统的人工湿地污水处理技术，因其存在水力负荷低、易堵塞和难以终 年运行等技术问题，限制了在我国广大乡村生活污水处理中的广泛应用。因此，开发经 济高效、低成本运行、不易堵塞的生态湿地新技术，在我国广大乡村具有广阔的需求和 社会需要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足之处，而提供了一种深层布水多介质 生态湿地污水处理系统的装置及其方法。
本发明的技术方案如下：深层布水多质生态湿地污水处理系统的装置，在地面开 挖的一长方形池体中，由布水管、集水管、湿地植物、透气基质层、布水层、多介质生 态滤层、集水层和防渗层组成;布水层位于生态滤层上方，布水管位于布水层中，采用 主管两边分支线管均匀布水，每个支线管四周打孔并包裹薄层多孔聚氨脂材料;透气层 填充原生介质，其上种植湿地植物;多介质生态滤层置于布水层和集水层之间，集水管 位于集水层中，每个支线管四周打孔并包裹薄层多孔聚氨脂材料;防渗层位于集水层下 方，防渗层铺设粘土或土工布。
所述系统装置长×宽×高为10-20：3-5：1-2，水力负荷为100-500L/m2d;所述生态 湿地设计为下向垂直流态;所述布水管距离地表30-60cm;所述集水管距离地表 100-170cm;所述多介质生态滤层由5-10层多介质模块和5-10层水流通道模块构成，厚 60-100cm。
所述集水层填充粒径2-10cm的砾石;所述多介质生态滤层填充多介质滤料和透水 材料，采用砖墙式堆砌模式填充，透水材料由粒径为1-2mm砾石、改性沸石和粒径为 2-3mm的灰渣组成，体积配比为砾石：改性沸石：灰渣为70-90：3-10：3-10;多介质 滤料由粉煤灰：锯末：废弃铁粉：高岭土重量配比为60-90：10-15：1-5：10-15混合造 粒，经800—1500℃高温烧结而成。
深层布水多介质生态湿地污水处理系统的方法：污水经布水管进入布水层，布水 层将污水均匀分配至多介质生态滤层，进入多介质生态滤层的污水，部分渗入多介质滤 料而得到深度净化，部分无法渗入多介质滤料的污水和穿透多介质生态滤料的水流，则 通过透水滤料向下一层多介质滤料或透水滤料再分配，直至最后一级多介质滤料或透水 滤料，经过多介质生态滤层净化后，流至集水层，并经过集水管收集外排。
本发明是一种深层布水生活排水多介质生态湿地处理技术，其原理是通过湿地植物 和多种介质相互协调的生物、化学和物理作用，使污水中的有机物得以降解，无机盐得 以固定，氮、磷等营养物得以资源化利用。多介质生态湿地技术将植物吸收、微生物氧 化、介质吸附、固定和生物提取有机结合，采用在亚表层布水的方式投配污水，将污水 投配到具有一定构造和良好扩散性能的介质层中，使污水中的污染物在生态系统的物质 循环中进行分离、降解、吸附和固定，净化水质，使污水中的能量通过生态系统的能量 流动逐级充分利用，以维持生态系统的良性平衡。不仅对COD、氨氮、总氮和总磷有 极高的去除效率，还能够实现污水的资源化利用;即可在无动力或微动力情况下运行， 又不增加建设成本，非常适用于乡村生活污水的深度处理。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明通过湿地植物和多种介质相互协调的生物、化学和物理作用，使污水中的有 机物得以降解，无机盐得以固定，氮、磷等营养物得以资源化利用。多介质生态湿地技 术将植物吸收、微生物氧化、介质吸附、固定和生物提取有机结合，采用在亚表层布水 的方式投配污水，将污水投配到具有良好扩散性能的介质层，使污水中的污染物在生态 系统的物质循环中进行分离、降解、吸附和固定，净化水质，使污水中的能量通过生态 系统的能量流动逐级充分利用，有利于持多介质生态湿地的良性平衡。地面以下 50-100cm深层布水，有利于北方寒冷地区系统的四季运行;填充由工农业废弃物复配 烧结而成的多介质功能滤料，增加微生物固定数量，深度除磷脱氮;以“砖墙式”方式交 替填充多介质功能滤料和水流通道，即增加了水力停留时间又可防止滤层堵塞，保障湿 地系统长期高效运行不堵塞。种植美人蕉或鸢尾等湿地植物，美化环境，又不产生蚊虫 和臭味。无电力或微动力运行条件下，又不增加建设成本，能够实现农村生活污水的深 度处理和资源化，非常适用于农村生活污水的深度处理及资源化利用。