公布日：2022.07.22
申请日：2022.04.13
分类号：C02F3/32(2006.01)I;C02F3/34(2006.01)I;C02F7/00(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/20(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;
C02F101/38(2006.01)N
摘要
一种改良型人工湿地污水处理系统，包括布水渠和集水渠，连接布水渠设有用于供污水纵向贯穿通过、以对污水进行净化处理的第一功能填料区，连通第一功能填料区设有供第一功能填料区净化出水水平贯穿通过的第二功能填料区，集水渠连接第二功能填料区、以收集第二功能填料区的净化出水。本发明通过将污水先以纵向流过填料，形成垂直流，具备较好的硝化能力，然后再将污水水平流过填料，形成水平潜流，这种组合型式能够提升对污水中总氮、氨氮、五日生化需氧量、化学需氧量、悬浮物、重金属等污染物指标的去除效果，优化湿地出水水质。
权利要求书
1.一种改良型人工湿地污水处理系统，包括布水渠（4）和集水渠（5），其特征在于，连接布水渠（4）设有用于供污水纵向贯穿通过、以对污水进行净化处理的第一功能填料区（2），连通第一功能填料区（2）设有供第一功能填料区（2）净化出水水平贯穿通过的第二功能填料区（7），集水渠（5）连接第二功能填料区（7）、以收集第二功能填料区（7）的净化出水。
2.如权利要求1所述的一种改良型人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述第一功能填料区（2）包括自上而下设置的第一种植土层（201）、第一粗砂隔离层（202）、用于利用自身所产生电位差对废水进行电解处理的铁碳混合填料层以及第一粗砂保护层（208）。
3.如权利要求2所述的一种改良型人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述铁碳混合填料层包括自上而下设置的第一铁碳混合填料层（205）以及填料粒径大于第一铁碳混合填料层（205）中填料粒径的第二铁碳混合填料层（206），第一铁碳混合填料层（205）中的铁碳含量小于第二铁碳混合填料层（206）。
4.如权利要求1所述的一种改良型人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述第二功能填料区（7）设有供污水水平贯穿通过的深床曝气填料区（9），深床曝气填料区（9）中设有用于连通气源、以向深床曝气填料区（9）曝气的曝气管（11）。
5.如权利要求4所述的一种改良型人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述深床曝气填料区（9）底部呈下凹型，且底端低于第二功能填料区（2）的底部，曝气管（11）的曝气段（1101）设置于深床曝气填料区（9）的底部。
6.如权利要求4所述的一种改良型人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述深床曝气填料区（9）包括自上至下依次设置的第三种植土层（901）、第三粗砂隔离层（902）、第三米石层（903）、第五级配碎石层（904）、隔离网（905）、中空填料层（906）、第三防渗膜（907）以及第三粗砂保护层（908）。
7.如权利要求2所述的一种改良型人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述第二功能填料区（7）包括自上向下依次设置的第二种植土层（701）、第二粗砂隔离层（702）、第二米石层（703）、第二功能填料区级配碎石层、第二防渗膜（707）以及第二粗砂保护层（708）。
8.如权利要求7所述的一种改良型人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述第二功能填料区级配碎石层包括自下向上设置的第四级粗砂保护层（706）、第四级配碎石层（705）和第三级配碎石层（704）。
9.如权利要求7所述的一种改良型人工湿地污水处理系统，其特征在于，第一种植土层（201）和第二种植土层（701）上均种植有湿地植物（3），湿地植物（3）为茭白、水葱、香蒲、菖蒲、千屈菜以及芯草中的一种或多种，种植密度为15-25株/m2。10.如权利要求7所述的一种改良型人工湿地污水处理系统，其特征在于，所述第二功能填料区级配碎石层接种有产氨短杆菌。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改良型人工湿地污水处理系统，以解决现有传统人工湿地污水处理系统无法有效处理含有较多有机物、成分比较复杂、污染物浓度较高的尾水的问题。
本发明为了达到上述目的所采用的技术方案是：一种改良型人工湿地污水处理系统，包括布水渠和集水渠，连接布水渠设有用于供污水纵向贯穿通过、以对污水进行净化处理的第一功能填料区，连通第一功能填料区设有供第一功能填料区净化出水水平贯穿通过的第二功能填料区，集水渠连接第二功能填料区、以收集第二功能填料区的净化出水。
进一步地，所述第一功能填料区包括自上而下设置的第一种植土层、第一粗砂隔离层、用于利用自身所产生电位差对废水进行电解处理的铁碳混合填料层以及第一粗砂保护层。
进一步地，所述铁碳混合填料层包括自上而下设置的第一铁碳混合填料层以及填料粒径大于第一铁碳混合填料层中填料粒径的第二铁碳混合填料层，第一铁碳混合填料层中的铁碳含量小于第二铁碳混合填料层。
进一步地，所述第二功能填料区设有供污水水平贯穿通过的深床曝气填料区，深床曝气填料区中设有用于连通气源、以向深床曝气填料区曝气的曝气管。
进一步地，所述深床曝气填料区底部呈下凹型，且底端低于第二功能填料区的底部，曝气管的曝气段设置于深床曝气填料区的底部。
进一步地，所述深床曝气填料区包括自上至下依次设置的第三种植土层、第三粗砂隔离层、第三米石层、第五级配碎石层、隔离网、中空填料层、第三防渗膜以及第三粗砂保护层。
进一步地，所述第二功能填料区包括自上向下依次设置的第二种植土层、第二粗砂隔离层、第二米石层、第二功能填料区级配碎石层、第二防渗膜以及第二粗砂保护层。
进一步地，所述第二功能填料区级配碎石层包括自下向上设置的第四级粗砂保护层、第四级配碎石层和第三级配碎石层。
进一步地，第一种植土层和第二种植土层上均种植有湿地植物，湿地植物为茭白、水葱、香蒲、菖蒲、千屈菜以及芯草中的一种或多种，种植密度为15-25株/m2。
进一步地，所述第二功能填料区级配碎石层均接种有产氨短杆菌。
本发明的有益效果：
1.本发明通过将污水先以纵向流过填料，形成垂直流，垂直潜流湿地水深，然后再将污水水平流过填料，形成水平潜流，这种组合型式能够提升对污水中总氮、氨氮、五日生化需氧量、化学需氧量、悬浮物、重金属等污染物指标的去除效果，优化出水水质。
2.本发明在第一功能填料区设置有铁碳混合填料层，利用铁碳所产生的电位差对废水进行电解处理，铁碳所产生的电位差约
1.2V，能够形成较好的原电池效应，在电解作用下对苯环类有机物进行解环，解环后的物质可以被湿地内植物、微生物利用，结合湿地系统内植物、微生物的协同作用能够有效去除污水中难处理的污染物，便于实现对石化厂尾水的深度处理。
3.本发明设有深床曝气填料区，形成局部下沉曝气区，能够对鼓入的空气进行有效切割，使曝气更均匀，有效改善曝气效果，能够加深人工湿地的有效水深及效提高人工湿地内溶解氧含量，保证硝化反应的顺利进行，提高人工湿地脱氮效率。
4.本发明中深床曝气填料区所设中空填料可以有效增大整个深床曝气填料区的孔隙率，相对孔隙率在25%左右的传统湿地填料，中空纤维球将孔隙率从25%可提升至80%以上，纤维球本身材料占的体积很小，孔隙率增大后，湿地在同样的时间内可以处理更多的水，加强湿地处理效率的同时，减少占地面积，且为湿地植物提供足够的根系延伸空间，提高水质净化效果的同时，便于对曝气系统进行维护，降低湿地维护成本。
5、本发明通过多功能区的设置，各功能区相互依赖、相互增强，通过递进式关系改善处理工艺，能够可靠有效的对难处理、含有机物成分复杂、浓度较高的污水进行净化处理，提升处理效率，相对只能处理简单污水的传统湿地系统，能够极大的扩大人工湿地的处理对象和范围。
6、本发明通过设置隔离网，能够有效的阻隔填料间相互交叉，减少功能区之间在后期运行的改变，防止中空填料区上方的填料落入中空填料区而引起的堵塞，同时隔离网能够对水流再次切割和重新分配，使布水更加均匀，进一步防止水流短路，防止湿地堵塞。
（发明人：樊亚宗;赵稼祥;张春会;赵国辉;高晓超;任明森;仝延明;史梦思;李文朴;赵珂;杨凌云）