申请日2003.07.31
公开(公告)日2004.02.18
IPC分类号C02F1/44; C02F3/32
摘要
一种强化人工湿地污水处理方法及系统，涉及一种适于小规模工业废水和乡镇、休假村、疗养院等分散居住地区以及城镇居民小区的生活污水处理并回用的土地处理方法及装置。本发明将污水通过布水系统均匀地投配到具有良好通气透水性能的复合填料层中，该复合填料由炉渣、红壤和腐殖质组成的;并组合种植根系泌氧能力强和生长量大，氮、磷吸收作用好的植物，在填料—微生物—植物系统的联合净化功能作用下净化污水。本发明基建费用省，基本无动力消耗，对生活污水中的COD、氨氮、总氮和总磷的去除率可以达到90%以上，而且处理流量大，不会产生填料堵塞现象;处理出水可直接用于回用，地表能种植景观植物，可以与生态建设及城镇绿化功能相结合。
权利要求书
1.一种强化人工湿地污水处理方法，该方法包括如下步骤：
a.在地面开挖一长方形池体，在池体底部和四周铺上防渗层;
b.在池体的前端和三分之一处设置布水管和配水区，将所处理的污水进行分流;在池 体的尾部设置集水管和集水区;
c.在池体内填充由体积比为50～85%炉渣、10～30%红壤和5～20%腐殖质配制而成的 复合填料;在池体的前三分之一段种植根系泌氧能力强的水生植物，在湿地后三分之二段种 植生长量大，氮、磷吸收作用好的水生植物。
d.通过前端和三分之一处的布水管使污水进入到池体配水区，经配水区布水后污水均匀 进入到池体内部的复合填料中，污水 在水生植物、填料以及生长在填料表面的微生物的物理、 化学和生化反应联合作用下得以净化，再经集水区和集水管排出池体。
2.按照权利要求1所述的湿地污水处理方法，其特征在于：所述的污水分流比例为：在 池体三分之一处的污水占污水总量的10～40%。
3.按照权利要求1所述的湿地污水处理方法，其特征在于：所述的根系泌氧能力强的水 生植物为芦苇;所述的生长量大，氮、磷吸收作用好的水生植物为茭白。
4.实施如权利要求1所述方法的人工湿地污水处理系统，其特征在于：该系统包括在底 部和四周铺上防渗层的长方形池体;在池体的前端和三分之一处分别设置布水管及配水区， 在池体的尾部设置集水管和集水区;在池体内填充由炉渣、红壤和腐殖质配制而成的复合填 料;在池体的前三分之一段种植根系泌氧能力强的水生植物，在湿地后三分之二段种植生长 量大，氮、磷吸收作用好的水生植物。
5.按照权利要求4所述的污水处理系统，其特征在于：所述的长方形池体的长宽比为5～ 10∶1，深度为60～120cm，坡度0.5%～2%。
6.按照权利要求4所述的污水处理系统，其特征在于：所述的布水管和集水管沿90° 两侧向下间隔打孔，孔间距10～15cm，孔径2～5mm;所述的集水管采用PVC管和橡胶软管两 部分组成。
7.按照权利要求4或5所述的污水处理系统，其特征在于：所述的配水区和集水区填充 直径为30～60mm的卵石。
8.按照权利要求1所述的污水处理系统，其特征在于：在池体的前三分之一段种植芦苇， 在湿地后三分之二段种植茭白。
说明书
一种强化人工湿地污水处理方法及系统
技术领域
本发明涉及一种污水处理并进行污水的再生回用技术，特别涉及一种用于乡镇、山区、 休假村、疗养院等分散居住地区以及城镇居民小区的生活污水的土地处理并进行污水的再生 回用系统，它亦可用于小规模工业废水处理。
背景技术
近年来，随着经济和社会的发展，环境问题日益突出，对污水处理的要求不仅在城市而 且在乡镇也越来越高。乡镇、山区、别墅区等分散居住地区的生活污水携带大量的氮、磷、 有机质等污染物质进入水体，使水体面临严重富营养化的危险。此外，随着水资源形式的日 益严重，对污水处理后进行回用的要求也越来越多。
尽管诸如活性污泥法、氧化沟、生物流化床、生物滤池、膜一生物反应器等生活污水处 理技术比较成熟，但昂贵的造价和运行管理费用限制了它们在散居地区的应用，并且一些处 理工艺的氮、磷去除效果差。如传统活性污泥法工艺的吨水基建费用约为1500～2000元，吨 水运行费用为0.7～1.2元。对总氮、磷等污染物去除率分别为50～70%、40～60%。膜-生 物反应器工艺虽然出水水质很好，处理后污水能达到中水回用要求，但其造价和运行费用则 更高。
通常的土地处理工艺，如慢速渗滤系统、快速渗滤系统、地表漫流系统、对生活污水通 常具有经济有效的处理效果，但是这些工艺也存在受自然条件影响大、占地面积大等缺点。 如快速渗滤系统的吨水占地面积约为2～60m2，地表漫流系统的吨水占地面积约为15～120m2。 与之相比，活性污泥法工艺的吨水占地面积仅为1～6m2。人工湿地具有投资低、操作简单、 维护和运行费用低等特点，同时能绿化土地，改善生态环境，是适合散居地区以及中、小城 镇的污水处理技术。但该技术仍存在着氮、磷去除效果不理想，占地面积大，容易出现污水 短流和死区而引起运行效果不能充分发挥等问题。如常规人工湿地对氮、磷的去除率分别为 50～70%，60～80%，吨水占地面积达10～20m2。此外，虽然某些土地处理系统，如经过强化布 水的地下渗滤系统能大大提高对污水中氮、磷的去除，但其存在土壤容易堵塞，污水处理流 量小，占地面积大，运行操作方式复杂等问题，并且需要消耗动力。
发明内容
本发明的目的是克服上述技术的不足之处，提供一种强化人工湿地污水处理方法及系统， 它不仅具有常规人工湿地投资低、操作简单、维护和运行费用低、能绿化土地，改善生态环 境等特点，同时具有使土壤不容易堵塞，污水处理流量大，对污水中氮、磷的去除效率高等 优点。
本发明技术方案如下：一种强化人工湿地污水处理方法，该方法包括如下步骤：
a.在地面开挖一长方形池体，在池体底部和四周铺上防渗层;
b.在池体的前端和三分之一处设置布水管和配水区，在池体的尾部设置集水管和集水 区;
c.在池体内填充由体积比为50～85%炉渣、10～30%红壤和5～20%腐殖质配制而成的 复合填料;在池体的前三分之一段种植根系泌氧能力强的水生植物，在湿地后三分之二段种 植生长量大，氮、磷吸收作用好的水生植物。
d.通过前端和三分之一处的布水管使污水进入到池体配水区，经配水区布水后污水均 匀进入到池体内部的复合填料中，污水在水生植物、填料以及生长在填料表面的微生物的物 理、化学和生化反应联合作用下得以净化，再经集水区和集水管排出池体。
本发明提供的一种人工湿地污水处理系统，其特征在于：该系统包括在底部和四周铺有 防渗层的长方形池体;在池体的前端和三分之一处分别设置布水管及配水区，在池体的尾部 设置集水管和集水区;在池体内填充由炉渣、红壤和腐殖质配制而成的复合填料;在池体的 前三分之一段种植根系泌氧能力强的水生植物，在湿地后三分之二段种植生长量大，氮、磷 吸收作用好的水生植物。
在本发明所提供的系统中，其长方形池体的长宽比为5～10∶1，深度为60～120cm，坡度 0.5%～2%。
本发明所述的布水管和集水管沿90°两侧向下间隔打孔，孔间距10～15cm，孔径2～5mm; 所述的集水管采用PVC管和橡胶软管两部分组成。
本发明所述的配水区和集水区填充直径为30～60mm的卵石。
本发明所述的污水处理系统中，在池体的前三分之一段种植芦苇;在湿地后三分之二段 种植茭白。
本发明具有以下优点及突出性效果：①采用了新型多功能复合填料，对磷等污染物具有 很强的吸附能力。填料的水力传导性能良好，孔隙结构发达，适合作为微生物的载体，并且 其所含成分能够促进微生物的增长;此外，所采用的填料价格低廉，来源广泛，符合工程上 的需要;②填料的填充方式以及布水、集水方式的优化有效地防止了系统内部短路流和死区 的出现，提高了系统内部的有效体积，亦有利于对植物的均匀供水;③对氮、磷的去除能力 强，可高达90%以上。处理出水水质好，经常规液氯消毒后即可用于中水回用;④由于所配 制的填料水力传导性能良好，在一定坡度下污水靠重力就能顺利流经处理系统，因此与地下 渗滤等土地处理系统相比，处理流量更大，占地面积减小，并且不会产生填料堵塞现象。另 外，运行操作简单，不消耗动力，节省了运行费用。与传统的污水活性污泥法处理工艺比较 可以节省基建费用60%～80%，节省运行管理费用80%～100%;⑥污水在系统内部流动， 不会孳生蚊蝇、散发不良气味。湿地地表可种植景观植物，可以直接与绿化相结合。⑦可为 许多生物提供栖息的场所，具有良好的生态功能及效应。