多级垂直流复合人工湿地处理污水的方法及其处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多级垂直流复合人工湿地系统处理污水的方法及其处理系统。所述方法是在复合垂直下行流－上行流人工湿地处理的基础上增加一个垂直下行流和一个垂直上行流湿地处理，污水经过四级串联的垂直流人工湿地进行处理，所述垂直流人工湿地构造包括床体、布水管和处理介质。污水在第一级垂直下行流人工湿地经由布水管均匀投配到湿地中，经过处理后的污水再依次经过第二、三级垂直上行流湿地单元进入第四级垂直下行流人工湿地进行处理。本发明专利技术处理成本低、占地面积小、去除氮磷效果突出。

Method and system for treating sewage by multi-stage vertical flow composite constructed wetland

The invention discloses a multi-stage vertical flow composite artificial wetland system for treating sewage and a treatment system thereof. The method is in the composite vertical current - based uplink flow artificial wetland treatment on a vertical downward flow and a vertical upward flow wetland treatment, sewage by vertical flow constructed wetland four series of processing, the vertical flow wetland structure comprises a bed body, a water distributor and a processing medium. The sewage in the vertical flow wetland through the water distributing pipe in the wetland, treated sewage and then followed by the second, third vertical flow wetland unit into the fourth upward vertical flow artificial wetland treatment. The invention has the advantages of low treatment cost, small occupation area and prominent effect of removing nitrogen and phosphorus.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于污水处理领域，具体涉及一种多级垂直流复合人工湿地处 理污水的方法及其处理系统。
技术介绍
垂直流人工湿地可以分为上行流、下行流和潮汐流三种，其水力状况 综合了表面流湿地和水平潜流湿地的特点。下行流就是污水从湿地表面纵 向流入填料床底，集中于收集管中并排出；上行流水流方向与下行流相反， 因为床体处于不饱和状态，氧气通过大气扩散和植物传输进入湿地。这种 湿地硝化能力强，适合处理氨氮含量高的污水，且对有机物和磷都具有较 高的去除效果。目前污水复合垂直流人工湿地处理方法主要为下行流与上行流的复 合。由下行池和上行池组成，两池中间设有隔墙，底部连通，床体高50 60cm，污水从下行流经底部通道流向上行流。下行池表面中央为一根下半 部钻有小孔的穿孔布水管，使进水均匀分布到湿地表面，两池底部为相连 的连通管，下钻小孔，以收集下行池出水并均匀分布上行池的迸水，上行 池利用H型管道收集系统出水。下行池和上行池均填有一定粒径的砂 和砾石作为处理介质，上行流和下行流都种有植物，如芦苇、风车草、美 人蕉和香根草等。目前污水复合垂直流人工湿地处理方法存在的不足之处有(1)下行 流-上行流复合形式的人工湿地系统对污染物的去除效果并不十分理想，容易造成水流通不畅，填料渗透系数减少，水渗透速率下降会延长水力停留 时间，造成在下行流池表面形成积水层阻碍了空气中的氧气进入基质层， 使得复合垂直流中的好氧微生物活性下降。(2)系统整体缺氧，充氧能力 较低。虽然间歇式进水改善了氧状况，但进水中的溶解氧在下行池即已消 耗至很低的水平，不能提供良好的硝化作用环境条件，不能产生大量硝酸 盐作为反硝化作用的底物，使硝化-反硝化途径不畅通，限制了总氮去除率。 (3)反硝化过程中所需要的碳源得不到充分的保证进一步抑制了总氮的去除效果。(4)基质的除磷效果不很理想。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有污水复合垂直流人工湿地处理方法的 不足，提供一种处理成本低、占地面积小、脱氮除磷效果较好的四级垂直 流复合人工湿地处理污水的方法。本专利技术的另一目的是提供实现上述方法的四级垂直流复合人工湿地 处理系统。本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现提供一种四级垂直流复合人工湿地处理污水的方法，包括如下步骤 污水先经地下引水管收集到调节池，由污水泵提升进入高位水箱，然后依 次经过四级垂直流复合人工湿地进行处理，最后通过出水管出水。应用于 污水河道时，污水经河道收集，由污水泵提升进入埋地式PVC引水管，再 由阀门控制进入人工湿地布水系统，污水经过多级垂直流复合人工湿地进 行处理后通过出水管出水。第一级为垂直下行流人工湿地，第二级为垂直 上行流人工湿地，第三级为垂直上行流人工湿地，第四级为垂直下行流人工湿地。第一、二级垂直下行流-上行流人工湿地的作用主要是去除大部分 的好氧有机物、悬浮物和总磷，对污水进行硝化作用，进行部分的反硝化 作用去除部分总氮；第三、四级垂直上行流-下行流人工湿地的作用主要是 去除大部分的好氧有机物、悬浮物和总磷、对污水进行硝化和反硝化作用。作为优选，本专利技术在第一级垂直下行流和第二级垂直上行流人工湿地 中种植风车草，在第三级垂直上行流和第四级垂直下行流人工湿地中种植 美人蕉。利用风车草和美人蕉的植物吸收作用去除部分的氮和磷。本专利技术所述方法可应用于处理与城市污水和生活污水等类似水质的 污水，以及河涌污水。本专利技术同时提供了一种实现上述方法的四级垂直流复合人工湿地处 理系统，包括初沉池、第一级垂直下行流人工湿地，第二级垂直上行流人 工湿地，第三级垂直上行流人工湿地和第四级垂直下行流人工湿地，所述 初沉池通过污水管与第一级垂直下行流人工湿地的布水管相连接，第一级 垂直下行流人工湿地通过底部集水管与第二级垂直上行流人工湿地的布 水管相连，二级湿地出水进入集水池，集水池与第三级垂直上行流人工湿 地底部的布水管相连，第三级垂直上行流人工湿地顶部的集水管与第四级 垂直下行流人工湿地顶部的布水管相连。整个四级垂直流复合人工湿地系统呈三级阶梯状。系统最主要的部分 ——处理池结构由四个部分组成 一级垂直下行流人工湿地处理单元、二 级垂直上行流人工湿地处理单元，三级垂直上行流人工湿地处理单元和四 级垂直下行流人工湿地处理单元。每一级处理单元均包括床体、PVC多孔 管道、基质和植物。污水在一级垂直下行流人工湿地的顶部经由布水管均匀投配在第一级垂直下行流人工湿地，然后通过处理介质的渗滤到达底部 的集水管收集，该集水管与第二级垂直上行流单元的布水管相连通，污水 在二级湿地中由底部向上经过处理介质渗透，经过第二级垂直上行流单元 处理后的污水自动流入二、三级湿地单元间的集水池，集水池与第三级垂 直上行流湿地单元底部的布水管相连接，污水再次与处理介质充分接触， 由下至上进入三级湿地表面的集水管。该集水管与第四级垂直下行流湿地 单元的布水管相连接，经过三级湿地单元处理的污水再进入第四级垂直下 行流处理单元，经由顶部布水管均匀投配在第四级垂直下行流人工湿地， 通过处理介质的渗滤到达底部，最后通过出水管排出。四级垂直流人工湿地均设置有王字形布水管和集水管，并填充有 处理介质，处理介质主要为铝矿渣、碎石和中粗砂。所述王字形布水管分布在湿地单元基质层表面以下10cm处以及单 元底部基质层以上10cm处。四级垂直流湿地的王字形布水管均由布水 主管和多条布水支管组成，四级垂直流人工湿地的布水主管均分布在床体 的中间，其长度与床体长度相当，布水支管固定连接在布水主管的两旁， 另一端密封，其长度为床体宽度的一半，布水支管开有小孔。所述前两级垂直流人工湿地与后两级逆向垂直流人工湿地间的落差 优选为10 40cm。所述落差是为了使前两级垂直流人工湿地的表层处于好 氧状态，有利于去除有机物、除磷和实现对污水的硝化作用。所述四级复合垂直流人工湿地处理河涌污水中有机物和除氮方法是 将四级垂直流复合人工湿地进行串联，在第一级和第四级垂直下行流人工 湿地单元的顶部布设王字形污水布水管，底部布设王字形污水集水管；在第二级和第三级垂直上行流湿地单元的底部布设王字形污水 布水管，第三级湿地单元顶部布设王字形污水集水管。河涌污水由水 泵提升先进入第一级垂直下行流湿地单元，通过王字形的布水管进行 均匀布水，经过第一级垂直下行流人工湿地处理后，去除大部分SS、 COD、BOD5，并进行废水的硝化作用，然后由第二级垂直上行流的底部布水管进入二级湿地单元，由于床体处于不饱和状态，氧气通过大气扩散和植物传 输进入湿地，污水在二级湿地有较强的硝化作用。接着二级湿地的出水流 入集水池，池底与三级垂直上行流湿地单元的底部布水管相连，重复二级 湿地单元的过程，使硝化作用更彻底。然后污水由三级湿地顶部的集水管 进入下一个湿地单元，再次由王字形的布水管进行均匀布水，最后由 出水管排出。所述四级垂直流复合人工湿地系统去除河涌污水中磷方法是利用上 述有机物和脱氮方法的工艺流程，在去除有机物和脱氮的同时完成对废水 中磷的去除。具体方法是在四级垂直流复合人工湿地系统中填充对磷有 一定吸附作用的处理基质。具体为在所述四级垂直湿地填充碎石、中粗 砂、铝矿渣作为基质，其中铝矿渣对磷有良好的吸附效果。利用四级垂直 流复合人工湿地系统中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多级垂直流复合人工湿地处理污水的方法，包括如下步骤：污水经河道收集，由污水泵提升进入埋地式引水管，再由阀门控制进入人工湿地布水系统，污水经过多级垂直流复合人工湿地进行处理后通过出水管出水，其特征在于所述多级垂直流复合人工湿地处理包括四级，分别为第一级垂直下行流人工湿地处理、第二级垂直上行流人工湿地处理、第三级垂直上行流人工湿地处理和第四级垂直下行流人工湿地处理；所述第一、二级人工湿地去除污水中大部分的好氧有机物、悬浮物和总磷，对污水进行硝化作用，进行部分的反硝化作用去除部分总氮；第三、四级人工湿地去除污水中大部分的好氧有机物、悬浮物和总磷、对污水进行反硝化和硝化作用。

【技术特征摘要】
1、一种多级垂直流复合人工湿地处理污水的方法，包括如下步骤污水经河道收集，由污水泵提升进入埋地式引水管，再由阀门控制进入人工湿地布水系统，污水经过多级垂直流复合人工湿地进行处理后通过出水管出水，其特征在于所述多级垂直流复合人工湿地处理包括四级，分别为第一级垂直下行流人工湿地处理、第二级垂直上行流人工湿地处理、第三级垂直上行流人工湿地处理和第四级垂直下行流人工湿地处理；所述第一、二级人工湿地去除污水中大部分的好氧有机物、悬浮物和总磷，对污水进行硝化作用，进行部分的反硝化作用去除部分总氮；第三、四级人工湿地去除污水中大部分的好氧有机物、悬浮物和总磷、对污水进行反硝化和硝化作用。2、 根据权利要求l所述多级垂直流复合人工湿地处理污水的方法，其特 征在于所述人工湿地填充的介质为铝矿渣、碎石和中粗砂。3、 根据权利要求l所述多级垂直流复合人工湿地处理污水的方法，其特 征在于所述第一、第二级垂直流人工湿地中种植风车草，所述第三、四级垂 直流人工湿地中种植美人蕉。4、 一种实现权利要求l所述方法的多级垂直流复合人工湿地处理系统，其特征在于包括污水泵、引水管、第一级垂直下行流人工湿地、第二级垂直 上行流人工湿地、第三级垂直上行流人工湿地和四级垂直下行流人工湿地， 所述引水管一端与污水泵相连，另一端通过布水管与第一级垂直下行流人工 湿地连接，第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔理华，李华兴，刘胜利，楼倩，
申请(专利权)人：东莞市华清净水技术有限公司，华南农业大学，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]