一种多级生态湿地高效净化系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多级生态湿地高效净化系统，其特征在于，包括依次连接的进水渠、初级生态净化塘、多级生物滤池净化结构以及消毒装置、跌水结构；所述初级生态净化塘为系统初级沉淀过滤净化结构，进水口设置有格栅，底部设有防渗膜；所述生物滤池净化结构包括布水系统、生物滤池主体结构以及出水系统；所述生物滤池主体结构内部从上至下依次设置有种植层和生物净化层、排水层；所述生物滤池净化结构后端设置消毒装置，出水通过跌水结构进入到终端水体。本发明专利技术通过设置多级净化系统，有效地提高水污染净化处理功效，可广泛应用于河湖水库等地表水体净化、污水处理厂出水水质提升、地表径流面源污染削减、农村雨污水塘净化等场景。

【技术实现步骤摘要】
一种多级生态湿地高效净化系统
本专利技术属于水处理
，尤其是涉及一种多级生态湿地高效净化系统。
技术介绍
人工湿地(ConstructedWetland)是通过模拟自然湿地而人为设计和建造的具有可控性和工程化特点，以基质、植物及微生物协同通过物理、化学和生物作用进行水质净化处理的自然生态系统。近20多年来，中国利用人工湿地技术进行水质净化方面做出很多尝试，并取得良好的效果，近年来，国家提出生态城市、海绵城市和污水治理多项发展策略和政策法规，人工湿地净水技术将得到更为广泛的推广。传统人工湿地的净化系统，根据净化类型可大致划分为水平流式湿地以及垂直流式湿地。所谓水平流式湿地系统，是指污水由进水口一端沿水平方向流动的过程中依次通过砂石、介质、植物根系，流向出水口一端，以达到净化目的。这种水平流式湿地，其既可以与地表流湿地系统结合，也可以与潜流式湿地系统结合。平流式地表流湿地系统，其优点是投资低，缺点是处理能力低，卫生条件差，在我国北方一些地区由于冬季气候寒冷而不能正常运行。同时，水流没有明显的交替循环了，只是上部好氧，下部缺氧厌氧，所以效果会比垂直流的差。所谓垂直流式湿地系统，是指污水由表面纵向流至床底，在纵向流的过程中污水依次经过不同的介质层，达到净化的目的。然而，这种垂直流式湿地系统，其最大的问题在污水量过大时，水压过大从而无法充分净化便强行排出，从而无法获得良好的氮、磷的去除效果。或者，通过动力装置，控制污水流量从而确保充分净化，然而人工湿地面积过大，这种动力装置的运行，需要非常大的电力投入，及后续维护成本。同时，无论是否添加动力装置，垂直流式湿地系统，都存在另一高风险缺点，即管路堵塞导致回流。这种故障一旦发生，由于其设置与湿地床下方，其维修成本非常高。由此可见，垂直流式湿地系统无论是基建成本还是后期运行成本（动力控制），还是维修成本，都是非常大的消耗。目前而言，人工湿地净化系统在水处理效果上仍需要提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种多级生态湿地高效净化系统。本专利技术将传统的生态湿地的垂直流湿地结构设置替代为带淹没层的生物滤池结构，完全依靠重力势能，通过设置多级净化结构，实现多层次净化作用，有效地提高水污染净化处理功效，脱氮除磷效果好，且能实现水体增氧。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：本专利技术的一个实施方式提供了一种多级生态湿地高效净化系统，其特征在于，该系统包括依次连接的进水渠、初级生态净化塘、多级生物滤池净化结构以及消毒装置、跌水结构；所述初级生态净化塘为系统初级沉淀过滤净化结构，进水口设置有格栅，底部设有防渗膜，底部上方铺设生态介质以及多孔吸附材料，并且种植有吸附功能的水生植物；所述生物滤池结构包括布水系统、生物滤池主体结构以及出水系统；所述生物滤池主体结构内部从上至下依次设置有种植层和生物净化层、排水层，所述生物净化层沿着进水方向从上到下依次设置的第一粗砂层、生物活性填料层、介质沙质层以及第二粗砂层；所述生物滤池净化结构后端设置消毒装置，出水通过跌水结构进入到终端水体；所述介质沙质层中含有生物质复合固体碳源包埋小球，所述第一、第二粗砂层中含有吸附性功能材料；所述生物净化层底部排水层设有渗透管，所述渗透管与排水管相连接。根据本专利技术的上述一个实施方式提供的一种多级生态湿地高效净化系统，其特征在于，所述初级生态净化塘从上至下依次包括水生植物、多孔吸附材料、种植介质、生态介质层以及碎石层；所述多孔吸附材料包括沸石、蛭石、火山石、陶粒；所述吸附功能的水生植物包括梭鱼草、芦苇、水稻、慈姑、菖蒲、水葱、芦竹、再力花、千屈菜、美人蕉、睡莲、芡实、莎草、凤眼莲、金鱼藻、狐尾藻等挺水、浮水、沉水植物。根据本专利技术的上述一个实施方式提供的一种多级生态湿地高效净化系统，其特征在于，所述生物滤池净化主体结构可设置为多级。根据本专利技术的上述一个实施方式提供的一种多级生态湿地高效净化系统，所述生物滤池主体结构布水空间高度为100~200mm，第一粗砂层100~200mm，生物活性填料层20~50mm，介质沙质层300~400mm，第二粗砂层200~300mm，排水层150~200mm。根据本专利技术的上述一个实施方式提供的一种多级生态湿地高效净化系统，其特征在于，所述生物滤池净化结构种植层植物选自芦苇、菖蒲、水葱、芦竹、再力花、千屈菜、美人蕉、鸢尾、莎草中的任一种或多种。根据本专利技术的上述一个实施方式提供的一种多级生态湿地高效净化系统，其特征在于，所述生物净化层第一粗砂层粒径分布为0.5mm~1.5mm。根据本专利技术的上述一个实施方式提供的一种多级生态湿地高效净化系统，其特征在于，所述生物净化层第二粗砂层粒径分布为1mm~2mm。根据本专利技术的上述一个实施方式提供的一种多级生态湿地高效净化系统，其特征在于，所述生物质复合固体碳源包埋小球为将零价铁、经热碱法处理的天然生物碳源和活性炭按比例填充到聚乙烯悬浮球中制成。根据本专利技术的上述一个实施方式提供的一种多级生态湿地高效净化系统，其特征在于，所述吸附性功能材料粒径分布为1mm~10mm，选自活性炭和零价铁混合物，或者沸石和零价铁混合物；二者质量比为5:1，混合物质量为过滤层填料质量的3%~5%。根据本专利技术的上述一个实施方式提供的一种多级生态湿地高效净化系统，其特征在于，每一级生物滤池出水管抬高，在生物滤池结构内部形成淹没层。综上所述，本专利技术的有益技术效果为：本专利技术通过设置前端初级生态净化塘，为净化系统提供了缓冲、蓄存、和初级沉淀净化的空间。设置多级带淹没层的生物滤池净化结构，有效地增强了微生物厌氧反硝化过程，提升了系统对于氮、磷的去除效果。生物滤池中通过添加生物质复合固体碳源包埋小球、吸附性功能填料，提高了微生物生化反应净化效能以及物理吸附作用。本专利技术的生物滤池主体结构可根据出水净化要求设置为多级（出水要求高则相应增加主体结构级数），有效地保证了净化效果。本专利技术生物滤池主体结构内部的种植层植物选用优化的脱氮除磷净化功能种类搭配，其整体净化效果更佳，同时能够达到很好的景观效果，为生物多样性恢复提供了理想的栖息环境。水在进入系统后流动净化的过程中充分利用重力势能，体现了低碳、清洁的工艺特点。出水经过消毒灭除有害细菌等病原体，通过设置跌水结构，增加了自然曝气的功能，使水体中溶氧量大大增加，从而获得更加健康的水体。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例及附图详细说明如后。附图说明下面结合附图对本专利技术进一步说明，其中：图1是本专利技术的多级生态湿地高效净化系统的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。需要说明的是，附图仅为示例性说明，并未按照严格比例绘制，而且其中可能有为描述便利而进行局部放大、缩小，对于公知部分亦可能有一定缺省。如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级生态湿地高效净化系统，其特征在于，该系统包括依次连接的进水渠、初级生态净化塘、多级生物滤池净化结构以及消毒装置、跌水结构；所述初级生态净化塘为系统初级沉淀过滤净化结构，进水口设置有格栅，底部设有防渗膜，底部上方铺设生态介质以及多孔吸附材料，并且种植有吸附功能的水生植物；所述生物滤池结构包括布水系统、生物滤池主体结构以及出水系统；所述生物滤池主体结构内部从上至下依次设置有种植层和生物净化层、排水层，所述生物净化层沿着进水方向从上到下依次设置的第一粗砂层、生物活性填料层、介质沙质层以及第二粗砂层；所述生物滤池净化结构后端设置消毒装置，出水通过跌水结构进入到终端水体；所述介质沙质层中含有生物质复合固体碳源包埋小球，所述第一、第二粗砂层中含有吸附性功能材料；所述生物净化层底部排水层设有渗透管，所述渗透管与排水管相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种多级生态湿地高效净化系统，其特征在于，该系统包括依次连接的进水渠、初级生态净化塘、多级生物滤池净化结构以及消毒装置、跌水结构；所述初级生态净化塘为系统初级沉淀过滤净化结构，进水口设置有格栅，底部设有防渗膜，底部上方铺设生态介质以及多孔吸附材料，并且种植有吸附功能的水生植物；所述生物滤池结构包括布水系统、生物滤池主体结构以及出水系统；所述生物滤池主体结构内部从上至下依次设置有种植层和生物净化层、排水层，所述生物净化层沿着进水方向从上到下依次设置的第一粗砂层、生物活性填料层、介质沙质层以及第二粗砂层；所述生物滤池净化结构后端设置消毒装置，出水通过跌水结构进入到终端水体；所述介质沙质层中含有生物质复合固体碳源包埋小球，所述第一、第二粗砂层中含有吸附性功能材料；所述生物净化层底部排水层设有渗透管，所述渗透管与排水管相连接。


2.根据权利要求1所述的多级生态湿地高效净化系统，其特征在于，所述初级生态净化塘从上至下依次包括水生植物、多孔吸附材料、种植介质、生态介质层以及碎石层；所述多孔吸附材料包括沸石、蛭石、火山石、陶粒；所述吸附功能的水生植物包括梭鱼草、芦苇、水稻、慈姑、菖蒲、水葱、芦竹、再力花、千屈菜、美人蕉、睡莲、芡实、莎草、凤眼莲、金鱼藻、狐尾藻等挺水、浮水、沉水植物。


3.根据权利要求1所述的多级生态湿地高效净化系统，其特征在于，所述生物滤池净化主体结构可设置为多级。


4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秀玉，
申请(专利权)人：江苏海绵城市技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32