【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污水处理，具体涉及一种使用硫铁自养反硝化和多种植物组合的人工湿地处理污水系统及方法。
技术介绍
1、人工湿地作为改善河湖生态环境的重要措施，作为实现污水资源化利用的重要途径，近年来，在山东、安徽、云南、上海、青海等地，作为污水处理厂排水口下游、河流入湖口、支流入干流处等关键点建设人工湿地，利用生态方式进一步提升处理达标后的排水和微污染河水，取得了良好的环境、生态和社会效益。
2、但是，现阶段人工湿地处理技术仍存在以下问题：
3、1.有机质累积和堵塞问题：湿地通常都供氧不足，随着时间的推移，被截留的悬浮物在湿地中存在累积现象，还有微生物的增长，都会使基质层的渗流能力减弱，如果维护不当，很容易产生淤积、堵塞现象，使水力传导性、湿地处理效果和运行寿命降低。随着污水处理过程的不断运行，数年内基质的吸附能力通常会趋于饱和，也会影响湿地的处理效果。
4、2.处理能力难以提高：从人工湿地对污染物去除机理可以看出，污染物的去除主要是通过，微生物作用、基质吸附和植物吸收等几个方面。然而仅靠植物的输氧不能充分满足微生物活动的需求，基质吸附会达到动态平衡，植物的直接吸收量较低，如通过对湿地植物的收割对氮、磷的去除量小于20％。因此人工湿地运行稳定后，处理能力要想进一步提高比较困难。
5、3.植物的输氧能力问题：用于三级或者深度处理的湿地并不适合用于处理物探较严重的污水，低负荷运行的处理机制不适用于污染较严重的城市污水，因为按好氧机制处理该污水需要大量的氧气。实践和研究已经表明，从植物根部渗
6、4.人工湿地的持续利用问题：人工湿地的处理功能并不是长久保持的，几年之后就可能演变成自然湿地特性。研究认为，人工湿地的寿命是20-25年，25年左右就应该将填料和沉积在湿地内的沉淀物全部清除，部分人工湿地项目5年之后便出现了严重的淤堵现象。
7、5.孽生蚊虫和散发气味的问题：人工湿地往往是许多疾病载体的良好环境，例如蚊子、苍蝇、钉螺等就易在湿地中滋生。
8、现阶段硫铁自养反硝化技术应用于污水处理的研究较多，但实际工程案例较少，应用于人工湿地还处于实验阶段，未有实际应用工程。已有少量案例主要为市政污水厂现有反硝化深床滤池改造，尝试用在部分低碳氮比的工业污水中。
9、现阶段人工湿地的植物设计偏景观化、程式化，对于植物的协同作用、耐污能力、竞争抑制作用、净化机理、极限净化能力等探索不足。现阶段，对植物用于污水处理工程的研究还着重在单一一种植物，未有使用多种植物来进行协同处理污水的尝试，植物与硫铁自养菌的协同来处理污水更是没有先例。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种使用硫铁自养反硝化和多种植物组合的人工湿地处理污水系统及方法，以解决
技术介绍
中现阶段人工湿地处理技术实施较为困难、成本较高、系统不稳定的问题，使得出水主要指标能达到《地表水环境质量标准》中ⅲ类水以上标准。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种使用硫铁自养反硝化和多种植物组合的人工湿地处理污水系统，包括一组构筑物，其特征在于：所述一组构筑物按水流进水至出水顺序依次分为第一净化区、第二净化区、第三净化区、第四净化区，水流依次经过第一净化区、第二净化区、第三净化区、第四净化区；所述第一净化区进水口设置配水渠，在第一净化区和第二净化区之间设置集配水渠，第二净化区和第三净化区之间设置集配水渠，第三净化区和第四净化区之间设置集配水渠。
4、在第一净化区中，配置有主体填料a和植物组合a，主体填料a主要用于生长微生物，在主体填料a之上覆盖一层种植土，再种植植物组合a。其中，主体填料a为陶粒、沸石、砾石或火山岩中的三种原料组合制成，其中两种选择陶粒和沸石，另外一种选择砾石或火山岩，三种原料陶粒、沸石、砾石或火山岩的体积比为1:2:1；植物组合a为水葱、千屈菜、梭鱼草、藨草、旱伞草、芦苇中的任意三种及其以上组合；植物组合a中各种植物的数量相同。
5、在第二净化区中，配置有主体填料b和植物组合b，主体填料b主要用于生长微生物，在主体填料b之上覆盖一层种植土，再种植植物组合b。其中，主体填料b为菱铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、硫磺、麦饭石、陶粒中的三种及以上原料组合制成；其中菱铁矿为必须物，黄铁矿、磁黄铁矿至少包含一种，硫磺、麦饭石、陶粒至少包含一种，主体填料b中菱铁矿体积占比35-45％，菱铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、硫磺总体积占比60％；植物组合b为香蒲、菖蒲、水葱、美人蕉、旱伞草、茭白中的任意三种及其以上组合；植物组合b中各种植物的数量相同。
6、在第三净化区中，种植有沉水植物组合c；其中，沉水植物组合c为轮叶黑藻、伊乐藻、矮化苦草、金鱼藻、微齿眼子菜中的两种以上组合；其中，矮化苦草和金鱼藻为必须物；沉水植物组合c中矮化苦草数量占比不低于60％，金鱼藻数量占比不低于10％。
7、在第四净化区中，种植有沉水植物组合d；其中，沉水植物组合d为马来眼子菜、穗状狐尾藻、篦齿眼子菜、苦草、密刺苦草中的两种以上组合；其中苦草和密刺苦草为必须物；沉水植物组合d中苦草和密刺苦草数量占比不低于70％。
8、进一步地，在第一净化区和第二净化区中，植物种植密度范围为20-25株/m2；在第三净化区和第四净化区中，植物种植密度范围为40-60株/m2。
9、进一步地，在第一净化区中，主体填料a经粉碎、球磨、过筛、混合造粒后制得，粒径为10-30mm。
10、在此区域中，对污染物的去除主要包括微生物降解吸收、植物吸收通话、土壤吸附络合。
11、在此区域中，对氮的去除主要通过以下途径：硝化和反硝化作用、氨的挥发作用、氨离子的交换作用、吸收等。其中脱氮的微生物主要是异养反硝化菌,污水中含有的大量微生物，会在主体填料区域进一步富集，该过程在系统建立调试阶段完成。
12、进一步地，在第二净化区中，主体填料b经粉碎、球磨、过筛、混合造粒后制得，粒径为2-6mm。
13、在此区域中，对氮的去除主要通过以下途径：硫自养反硝化作用、铁自养反硝化作用、微生物的同化吸收作用等。其中脱氮的微生物主要是自养反硝化菌，由于主体填料的不同，填料区域主要富集自养反硝化菌群。
14、进一步地，在第三净化区和第四净化区中均投放浮游动物、螺类、贝类、虾类、滤食性鱼类和凶猛鱼类，投放密度分别为：浮游动物30-50个/m3；螺类2-3个/m2；贝类0.3-0.5个/m2；虾类1-2个/m2；滤食性鱼类3-5尾/m2，100-200g/尾；凶猛鱼类20-40尾/亩，8-12cm/尾。
15、在此区域中，种植的沉水植物的功能有直接作用和间接作用，直接作用是：分解吸收污染物。间接作用是：沉水植物的分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种使用硫铁自养反硝化和多种植物组合的人工湿地处理污水系统，包括一组构筑物，其特征在于：所述一组构筑物按水流进水至出水顺序依次分为第一净化区、第二净化区、第三净化区、第四净化区，水流依次经过第一净化区、第二净化区、第三净化区、第四净化区；所述第一净化区进水口设置配水渠，在第一净化区和第二净化区之间设置集配水渠，第二净化区和第三净化区之间设置集配水渠，第三净化区和第四净化区之间设置集配水渠，第四净化区出水口设置出水渠。
2.根据权利要求1所述的一种使用硫铁自养反硝化和多种植物组合的人工湿地处理污水系统，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种使用硫铁自养反硝化和多种植物组合的人工湿地处理污水系统，其特征在于，所述第一净化区中主体填料A经粉碎、球磨、过筛、混合造粒后制得，粒径为10-30mm。
4.根据权利要求1所述的一种使用硫铁自养反硝化和多种植物组合的人工湿地处理污水系统，其特征在于，所述第二净化区中，主体填料B经粉碎、球磨、过筛、混合造粒后制得，粒径为2-6mm。
5.根据权利要求1所述的一种使用硫铁自养反硝化和多种植物组合
6.根据权利要求1所述的一种使用硫铁自养反硝化和多种植物组合的人工湿地处理污水系统，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的一种使用硫铁自养反硝化和多种植物组合的人工湿地处理污水系统，其特征在于，所述第三净化区和第四净化区由坑塘构筑而成，所述坑塘内浅水区为第三净化区，所述坑塘内深水区为第四净化区。
8.根据权利要求7所述的一种使用硫铁自养反硝化和多种植物组合的人工湿地处理污水系统，其特征在于，所述第三净化区和第四净化区面积比不小于7:3；
9.一种使用硫铁自养反硝化和多种植物组合的人工湿地处理污水方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种使用硫铁自养反硝化和多种植物组合的人工湿地处理污水系统，包括一组构筑物，其特征在于：所述一组构筑物按水流进水至出水顺序依次分为第一净化区、第二净化区、第三净化区、第四净化区，水流依次经过第一净化区、第二净化区、第三净化区、第四净化区；所述第一净化区进水口设置配水渠，在第一净化区和第二净化区之间设置集配水渠，第二净化区和第三净化区之间设置集配水渠，第三净化区和第四净化区之间设置集配水渠，第四净化区出水口设置出水渠。
2.根据权利要求1所述的一种使用硫铁自养反硝化和多种植物组合的人工湿地处理污水系统，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种使用硫铁自养反硝化和多种植物组合的人工湿地处理污水系统，其特征在于，所述第一净化区中主体填料a经粉碎、球磨、过筛、混合造粒后制得，粒径为10-30mm。
4.根据权利要求1所述的一种使用硫铁自养反硝化和多种植物组合的人工湿地处理污水系统，其特征在于，所述第二净化区中，主体填料b经粉碎、球磨、过筛、混合造粒后制得，粒径为2-6mm。
5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，刘蕊，李驰骋，施海仁，张羽，李坚，
申请(专利权)人：合肥中盛水务发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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