一种强化潜流人工湿地

技术领域

本实用新型设计一种强化潜流人工湿地，属于污水水体净化技术领域。

背景技术

当前，水污染及水资源短缺已成为世界各国所面临的共同问题，对于发展中国家尤其如此。以我国为例，近年来，由于社会经济的快速发展及人民生活水平的提高，工业废水和生活污水量与日俱增，大量未经处理的污水排入各类水体(包括地面水和地下水)，引起水环境极度恶化，水生生态系统遭到破坏，人民的健康受到严重威胁。实践证明，解决水污染及水资源短缺问题是一项耗资巨大而又十分复杂的系统工程，需要多方面、多目标、多学科配合，综合分析才能制定出最佳方案。就我国的经济实力而言，多数情况下，污水处理的技术经济指标往往是选择方案时首先必须考虑的问题。传统的污水处理技术已有上百年的发展历史，以活性污泥法为代表的生物处理工艺目前已发展到较高水平，技术上日臻成熟，对水污染控制起到了积极的作用。但目前的活性污泥工艺仍存在着基建投资大、运行费用高，且主要以去除碳源污染物为目的，对氮、磷等营养物质的去除率则较低，经处理后的出水排入水体仍将引起“富营养化”等环境问题。

人工湿地作为一种集生态性、高效低耗、景观观赏性于一体的生态处理技术，目前已经应用于多种类型的废水处理，具有极其广阔的应用前景。根据污水在人工湿地中流动方式的差异，人工湿地可以分为表流人工湿地和潜流人工湿地。表流人工湿地的运行方式最为接近自然湿地，污水从湿地表面流过，具有很好的区域生态效益，投资少，操作运行管理简单，但其缺点同样明显，占地面积大，水力负荷低，无法充分利用填料及丰富的植物根区的处理能力。在潜流湿地中，污水在填料层中缓慢流动，一方面利用了人工介质上附着的生物膜、丰富的植物根系及土壤和填料截留等作用，另一方面污水不在表层流动，不会滋生蚊虫，没有异味，保温性能好，受气候条件影响小，但其投资要高于表面流人工湿地，操作管理相对复杂。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种自然的、水力负荷高、操作维护方便、污染物综合去除效果好、环境安全的人工湿地污水处理生态系统。

为达到上述目的，本实用新型的技术解决方案为：

本实用新型公开了一种强化潜流人工湿地，包括格栅井、一级氧化塘、二级氧化塘、潜流湿地池。格栅井通过输出泵、管道与一级氧化塘相连，一级氧化塘分别通过输出泵、管道与二级氧化塘相连，二级氧化塘分别通过输出泵、管道与潜流湿地池相连接。

所述格栅井上设置有进水口和出水口，格栅井内从进水口到出水口之间设置有粗格栅及细格栅；

所述氧化塘分为一级氧化塘和二级氧化塘；

所述污水处理分系统包括至少一个潜流人工湿地；潜流湿地底部及四壁均设有防 渗层，潜流池内填充有人工生物介质填料层，该人工生物介质填料层由下到上位碎石石灰层、碎石层、稻草层及添加有微生物并种有植物的混合层，该混合层包括所述河砂、沸石、壤土及钢渣，所述稻草层上铺设有若干道间隔排列的布水管道，布水管道上开有出水孔，布水管道周围设置有固定布水管道用碎石层，该碎石层与混合层之间设置有稻草层；所述潜流池底部铺设有若干道集水管，布水管道、集水管分别与污水处理分系统的进水管、出水管相连。

进一步，所述河砂、沸石、壤土及钢渣按体积比为1/0.2/6/0.2的比例混合。

进一步，所述固定布水管道用碎石层上设有保温介质层。

进一步，所述碎石石灰石层的粒径为15-60mm。

进一步，所述碎石层的粒径为15-60mm。

进一步，所述固定布水管道用碎石层截面为正梯形。

进一步，所述固定布水管道用碎石层的碎石粒径为15-60mm。

由于本实用新型包括格栅井、一级氧化塘、二级氧化塘及潜流人工湿地，通过一级厌氧氧化塘和二级好氧氧化塘的硝化、反硝化等作用以及浮水植物大薸、凤眼莲等的吸收；还有在潜流湿地中经人工介质填料层的混合层、稻草层、碎石层等的过滤作用并经人工介质填料层上的微生物的修复作用及芦苇、菖蒲、鸢尾、香蒲等植物的修复作用后，可符合中水标准。人工介质填料层中的多种微生物可分解矿化废水中的有机污染物，吸附、净化废水中的重金属或降低重金属毒性，吸收分解氮、磷等有机污染物，而芦苇、香蒲、菖蒲、鸢尾等植物可以吸收利用废水中的有机物及氮磷等物质，其中芦苇对磷具有很强的吸收作用，香蒲对氮的吸收能力很强，而菖蒲还能发出香味并可驱赶蚊蝇。另外，上述植物还可以通过改变根际环境，在植物根系和介质之间形成大量的厌氧和好氧微环境，对污染物进行分解转化。所述人工介质填料层中的各种填料都是选用空隙率高、渗透能力强的自然材料，污水在其中的流动过程中，更加有利于氧气流通、植物的生长及冬季的保温等，并且强度高，有效防止堵塞，可长期稳定运行；并且，介质独特的空间结构和配置比例，使得人工介质填料层非常适合微生物的附着，使得根脉人工介质中得以存在种类繁多、数量庞大的各种细菌、真菌、原生动物，从而维持生态平衡和生态系统的功能。人工介质填料层各层均选用自然材料，整个处理系统结构简单、操作方便，运行费用低，大大降低了成本，沸石对废水氮的去除率可以达到90％以上，钢渣对污水中磷的去除率可以达到90％；湿地上种植的水生植物在吸收分解有毒有害污染物的同时，也可以起到美化环境，改善局部微气候的作用。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为潜流池的结构示意图；

图3为集水管结构示意图；

图4为布水渠的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图具体说明本实用新型：

如图1所示，本实用新型一种实用新型人工湿地处理系统包括格栅井1、一级氧化 塘2、调节池3、布水渠4、二级氧化塘5以及潜流湿地池6，格栅井1通过输出泵、管道与一级氧化塘相连，一级氧化塘通过输出泵、管道与调节池相连，调节池通过布水渠与二级氧化塘相连，二级氧化塘通过输出泵、管道与潜流人工湿地相连；

格栅井1上设置有进水口和出水口，格栅井1内从进水口到出水口之间设置有粗格栅11及细格栅12；

一级氧化塘2为厌氧氧化塘，运行水深在2-5m，水面种植浮水水生植物大薸和凤眼莲，利用其快速繁育和生长来达到全面覆盖水面的目的。通过浮水植物的全面覆盖而形成一级氧化塘水下的厌氧环境，促进废水中有机污染物的分解转化。

如图2所示，潜流池6底部及四壁均设有防渗层，防渗层上设有介质填料层7，该介质填料层7包括由下到上依次分布的粒径15-60mm的碎石层71、粒径15-60mm的碎石层72、稻草层73及混合层74，该混合层74包括河砂、沸石、壤土及钢渣，该四种成分按体积比为1/0.2/6/0.2的比例混合；所述稻草层73上铺设有若干道间隔排列的布水管道8，布水管道8上开有出水孔，布水管道8周围设置有固定管道用碎石层9，该碎石层9与混合层之间设置有稻草层，并且该碎石层截面为正梯形，该碎石层的碎石粒径为15-60mm；所述潜流池6底部铺设有若干集水管10，布水管道8、集水管道10分别于潜流湿地池的进水管、出水管相连；

如图4所示，布水渠4截面呈梯形，底部及两侧同样设有防渗层，底部铺设10cm厚的碎石层，其粒径为15-60mm。布水渠在高度上要高于二级氧化塘0.5m左右，形成跌水瀑布，增加水体溶解氧，增强水体自净能力。

由一级氧化塘处理过的污水经提升泵进入调节池3，再经布水渠4后进入二级氧化塘，其水体流动过程中形成一个曝气的过程，使得二级氧化塘塘中的水体含有一定的溶解氧，而使该氧化塘成为好氧塘；

所述二氧化塘5底部及四壁均设有防渗层，深度在1-2米之间，运行后在水面种植浮水植物大薸、水芹等，定期清理植物；

另外，为防止布水管道8在天气寒冷时冻裂，在固定管道用碎石层9上设有保温介质11，该保温层为水稻、玉米等植物的秸秆；所述人工介质填料层74上种植有芦苇、香蒲、菖蒲、鸢尾等植物，以进一步消除水中的污染；

在实际应用中，可根据待处理污水的污染情况，以串联或并联的方式布置若干级潜流池。