一种反硝化人工湿地集成净化系统及污水生态净化方法技术方案

本发明专利技术提供了一种反硝化人工湿地集成净化系统及污水生态净化方法，属于生态净化污染水体技术领域。本发明专利技术提供的反硝化人工湿地集成净化系统，沿污水运行方向，依次包括生物强化澄清池、上行流垂直潜流人工湿地和表面流人工湿地。采用本发明专利技术提供的反硝化人工湿地集成净化系统处理污水，脱氮除磷效果好，且低温季节处理效果好，湿地出水COD、氨氮、TP等水质指标均达到或优于地表水IV类水质要求。

【技术实现步骤摘要】
一种反硝化人工湿地集成净化系统及污水生态净化方法
本专利技术涉及生态净化污染水体
，尤其涉及一种反硝化人工湿地集成净化系统及污水生态净化方法。
技术介绍
水体中氮磷污染物的去除是污水处理的难题。低碳氮比(C/N)以及高总氮(TN)含量、高硝态氮含量是污水处理厂外排尾水的典型特征，目前多数污水处理厂尾水执行一级A排放标准，与河流《地表水环境质量标准》的V类水质要求之间仍存在一定差距。人工湿地是一种新型生态污水净化处理方式，污水处理厂尾水人工湿地工程是消除污水处理厂尾水和地表水水质差距的有效手段。但传统人工湿地在实际应用过程中也暴露出了很多问题，如氮磷去除能力低、低温(低于10℃)季节净污效果差，限制了人工湿地的推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种反硝化人工湿地集成净化系统及污水生态净化方法，采用本专利技术提供的反硝化人工湿地集成净化系统处理污水，氮磷去除能力强，且低温季节净污效果好，湿地出水COD、氨氮、TP等水质指标优于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)地表水IV类水标准。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种反硝化人工湿地集成净化系统，沿污水运行方向，依次包括生物强化澄清池、上行流垂直潜流人工湿地和表面流人工湿地；沿污水运行方向，所述生物强化澄清池依次包括填料区和生态塘；所述填料区内填充有悬浮球，所述悬浮球内装填有纤维素碳源；所述生态塘中种植有第一水生植物；沿污水运行方向，所述上行流垂直潜流人工湿地依次包括配水渠、第一基质床体和排水渠，所述第一基质床体内自下而上依次设置有第一防渗层和第一基质层，所述第一基质层自下而上依次包括砾石层、沸石层、陶粒层和米石层，所述米石层上种植有挺水植物；所述第一基质层靠近第一防渗层的一侧设置有布水管，所述布水管上设置有多个布水孔，所述布水管的末端密封，所述布水管的前端位于配水渠中；所述第一基质层远离第一防渗层的一侧设置有收水管，所述收水管上设置有多个收水孔，所述收水管的前端密封，所述收水管的末端位于排水渠中，且所述收水管的末端安装有第一360°可旋转弯头；所述上行流垂直潜流人工湿地中排水渠靠近表面流人工湿地一侧的外壁上安装有第二360°可旋转弯头；沿污水运行方向，所述表面流人工湿地依次包括第二基质床体和出水渠，所述第二基质床体内自下而上依次设置有第二防渗层和第二基质层，所述第二基质层由包括铁屑和活性钙的混合基质形成；所述第二基质层上种植有第二水生植物。优选地，所述填料区的内壁上设置有网箱，所述悬浮球填充在所述网箱中，所述网箱中悬浮球的填充体积为60～70％；所述悬浮球的直径为8mm，所述悬浮球的密度为0.93g/cm3；所述纤维素碳源为玉米芯，所述玉米芯的尺寸为2～5cm。优选地，所述第一基质床体的深度为1.2～1.7m，长度和宽度比为2：1；所述第一防渗层和第一基质层的厚度比为1：4；所述第一基质床体的总孔隙率为35～45％。优选地，所述第一防渗层自下而上依次包括素土层、土工防渗布和粘土层；所述素土层和粘土层的厚度比为2：1，所述土工防渗布的规格为450g/m2。优选地，所述第一基质层中砾石层、沸石层、陶粒层和米石层的厚度比为6：3：2：1；所述砾石层中砾石的粒径为3～5cm，所述沸石层中沸石的粒径为2～3cm，所述陶粒层中陶粒的粒径为1～2cm，所述米石层中米石的粒径为0.5～1cm。优选地，所述布水管的材质为聚氯乙烯，管径为15cm，所述布水管上相邻布水孔的距离为50cm，所述布水孔的孔径为0.7cm；所述收水管的材质为聚氯乙烯，管径为15cm，所述收水管上相邻收水孔的距离为50cm，所述收水孔的孔径为0.7cm。优选地，所述第二基质床体的深度为0.8～1.2m，长度和宽度比为4：1；所述第二防渗层和第二基质层的厚度比为3：2；所述第二基质床体的总孔隙率为35～45％。优选地，所述第二防渗层自下而上依次包括素土层、土工防渗布和粘土层；所述素土层和粘土层的厚度比为2：1，所述土工防渗布的规格为450g/m2。优选地，所述第二基质层中铁屑和活性钙的体积比为2：8。本专利技术提供了一种污水生态净化方法，包括以下步骤：采用上述技术方案所述反硝化人工湿地集成净化系统对污水进行生态净化，其中，污水在生物强化澄清池的水力停留时间不高于4h；污水在上行流垂直潜流人工湿地的水力停留时间为1～3d，表面水力负荷不高于0.6m3/m2·d；污水在表面流人工湿地的表面水力负荷不高于0.07m3/m2·d。本专利技术提供了一种反硝化人工湿地集成净化系统，沿污水运行方向，依次包括生物强化澄清池、上行流垂直潜流人工湿地和表面流人工湿地。采用本专利技术提供的反硝化人工湿地集成净化系统处理污水，脱氮除磷效果好，且低温季节处理效果好。具体的，本专利技术的生物强化澄清池包括填料区和生态塘；填料区内填充有悬浮球，悬浮球内装填有纤维素碳源，纤维素碳源经浸泡后缓释可生化碳源，提高污水的可生化性；生态塘中种植有第一水生植物，可降低污水中悬浮物。本专利技术的上行流垂直潜流人工湿地包括配水渠、第一基质床体和排水渠；第一基质床体内自下而上依次设置有第一防渗层和第一基质层，第一基质层靠近第一防渗层的一侧设置有布水管，布水管上设置有多个布水孔，布水管的末端密封，布水管的前端位于配水渠中；第一基质层远离第一防渗层的一侧设置有收水管，收水管上设置有多个收水孔，收水管的前端密封，收水管的末端位于排水渠中，且收水管的末端安装有第一360°可旋转弯头；第一基质层自下而上依次包括砾石层、沸石层、陶粒层和米石层，第一基质层中基质配制合理，基质表面附着的微生物通过反硝化作用对污水进行深度脱氮；米石层上种植有挺水植物，其光合作用复氧防止污水中溶解氧浓度过低而发臭，同时可以改善景观效果。本专利技术的表面流人工湿地依次包括第二基质床体和出水渠；排水渠靠近第二基质床体一侧的外壁上安装有第二360°可旋转弯头(水位调节布水管道)，通过跌水复氧进一步保障水体溶解氧浓度；第二基质床体内自下而上依次设置有第二防渗层和第二基质层，第二基质层由包括铁屑和活性钙的混合基质形成，可以通过内电解作用对有机物进行降解，强化COD去除效果，保证出水水质；第二基质层上种植有第二水生植物，通过物理、化学、微生物协同作用共同保证湿地出水水质。同时，本专利技术中通过设置第一360°可旋转弯头和第二360°可旋转弯头，可以根据气候环境特点，结合水质监测数据，便捷的调控系统水位，有利于保障低温季节净污效果，有效延缓基质床体的堵塞，并且运行维护简单。进一步地，本专利技术通过湿地系统地热或结合植物残体/薄膜覆盖等保温措施(具体的可以在上行流垂直潜流人工湿地中第一基质床体表面覆盖植物残体/薄膜)，有利于进一步保障低温季节净污效果，使上行流垂直潜流人工湿地的水温不低于7℃。进一步地，本专利技术提供的反硝化人工湿地集成净化系统不涉及曝气、加药等费用，运行费用低，且在净化效果保证的前提下第一基质床本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反硝化人工湿地集成净化系统，其特征在于，沿污水运行方向，依次包括生物强化澄清池、上行流垂直潜流人工湿地和表面流人工湿地；/n沿污水运行方向，所述生物强化澄清池依次包括填料区和生态塘；所述填料区内填充有悬浮球，所述悬浮球内装填有纤维素碳源；所述生态塘中种植有第一水生植物；/n沿污水运行方向，所述上行流垂直潜流人工湿地依次包括配水渠、第一基质床体和排水渠，所述第一基质床体内自下而上依次设置有第一防渗层和第一基质层，所述第一基质层自下而上依次包括砾石层、沸石层、陶粒层和米石层，所述米石层上种植有挺水植物；所述第一基质层靠近第一防渗层的一侧设置有布水管，所述布水管上设置有多个布水孔，所述布水管的末端密封，所述布水管的前端位于配水渠中；所述第一基质层远离第一防渗层的一侧设置有收水管，所述收水管上设置有多个收水孔，所述收水管的前端密封，所述收水管的末端位于排水渠中，且所述收水管的末端安装有第一360°可旋转弯头；/n所述上行流垂直潜流人工湿地中排水渠靠近表面流人工湿地一侧的外壁上安装有第二360°可旋转弯头；/n沿污水运行方向，所述表面流人工湿地依次包括第二基质床体和出水渠，所述第二基质床体内自下而上依次设置有第二防渗层和第二基质层，所述第二基质层由包括铁屑和活性钙的混合基质形成；所述第二基质层上种植有第二水生植物。/n...

【技术特征摘要】
1.一种反硝化人工湿地集成净化系统，其特征在于，沿污水运行方向，依次包括生物强化澄清池、上行流垂直潜流人工湿地和表面流人工湿地；
沿污水运行方向，所述生物强化澄清池依次包括填料区和生态塘；所述填料区内填充有悬浮球，所述悬浮球内装填有纤维素碳源；所述生态塘中种植有第一水生植物；
沿污水运行方向，所述上行流垂直潜流人工湿地依次包括配水渠、第一基质床体和排水渠，所述第一基质床体内自下而上依次设置有第一防渗层和第一基质层，所述第一基质层自下而上依次包括砾石层、沸石层、陶粒层和米石层，所述米石层上种植有挺水植物；所述第一基质层靠近第一防渗层的一侧设置有布水管，所述布水管上设置有多个布水孔，所述布水管的末端密封，所述布水管的前端位于配水渠中；所述第一基质层远离第一防渗层的一侧设置有收水管，所述收水管上设置有多个收水孔，所述收水管的前端密封，所述收水管的末端位于排水渠中，且所述收水管的末端安装有第一360°可旋转弯头；
所述上行流垂直潜流人工湿地中排水渠靠近表面流人工湿地一侧的外壁上安装有第二360°可旋转弯头；
沿污水运行方向，所述表面流人工湿地依次包括第二基质床体和出水渠，所述第二基质床体内自下而上依次设置有第二防渗层和第二基质层，所述第二基质层由包括铁屑和活性钙的混合基质形成；所述第二基质层上种植有第二水生植物。


2.根据权利要求1所述的反硝化人工湿地集成净化系统，其特征在于，所述填料区的内壁上设置有网箱，所述悬浮球填充在所述网箱中，所述网箱中悬浮球的填充体积为60～70％；
所述悬浮球的直径为8mm，所述悬浮球的密度为0.93g/cm3；所述纤维素碳源为玉米芯，所述玉米芯的尺寸为2～5cm。


3.根据权利要求1所述的反硝化人工湿地集成净化系统，其特征在于，所述第一基质床体的深度为1.2～1.7m，长度和宽度比为2：1；所述第一防渗层和第一基质层的厚度比为1：4；所述第一基质床体的总孔隙率为35～45％。


4.根据权利要求1或3所述的反硝化人工湿地...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔德芳，陈涛，柏义生，梁亦欣，梁静，靖中秋，张宽，李楠，
申请(专利权)人：郑州大学环境技术咨询工程有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41