一种用于寒冷地区中小城镇污水处理的双层潜流人工湿地系统技术方案

一种用于寒冷地区中小城镇污水处理的双层潜流人工湿地系统，属于污水处理工程领域，包括池体一侧的配水调节池、池体另一侧的出水集节池、池体内部的上层湿地和下层湿地、为上/下层湿地供水的布水管和处理后的出水收集管，上层湿地和下层湿地均为潜流式人工湿地，上层湿地和下层湿地间由不透水的隔层分开，上层湿地下部填充陶粒与煤渣的复合填料，上部填充陶粒、煤渣与土壤的复合填料，陶粒、煤渣与土壤的复合填料表面种植水生植物，下层湿地填满砾石与火山岩的复合填料，通过夏季运行上层人工湿地，冬季运行下层人工湿地，确保在东北高寒地区冰封期全年稳定运行，投资运行成本低，整个系统出水能够使出水满足GB18918-2002的一级B标准，特别适合寒冷地区经济基础薄弱的小城镇分散型污水处理项目。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种生活污水的处理系统和使用方法，属于污水处理工程领域。
技术介绍
用人工湿地系统处理生活污水近年来得到了快速发展。人工湿地系统是一个完整的生态系统，主要由基质、植被、微生物、水体等四个基本要素组成，各组成部分协同作用。净化原理是人工湿地在对废水的处理过程中综合了生物、物理、化学三方面的作用，通过基质过滤、吸附、沉淀、离子交换、络合反应、硝化和反硝化作用、植物对营养元素的摄取和微生物分解等来实现对污水的高效净化。湿地填料表面和植物根系中存在大量的微生物，形成生物膜，废水流经湿地时，悬浮物被填料及根系阻挡截留，有机质通过生物膜的吸附及同化、异化作用得以去除。湿地系统中因植物根系对氧的传递释放，使其周围的微环境中依次呈现出好氧、缺氧和厌氧状态，保证了废水中的氮、磷不仅能被植物及微生物作为营养成分 直接吸收，还可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的积累作用从废水中去除，最后通过湿地基质的定期更换或植物收割使污染物质最终从系统中去除。中国专利ZL200910244242. 4公开了 “一种强化污水脱氮除磷的双层人工湿地系统及其操作方法”，包括置于池体内部的上层湿地、下层湿地、为上层湿地和下层湿地提供进水的进水布水系统和出水收集系统，上层湿地中填充有沸石、石灰石等的矿物填料，下层湿地中填充有聚乙烯、聚丙烯、增强聚丙烯、聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚偏氟乙烯等材质的多面球生物填料。上层污水进水通过上层布水宇航局上的小孔均匀跌落到上层湿地的上层，经过跌水充氧的污水垂直渗入矿物填料区，通过填料的吸附、微生物降解以及植物吸收等作用，有效去除悬浮物、有机物、氨氮、磷等污染物，下层布水从中层鹅卵石填充区内的布水管溢出后，与上层出水混合一起，均匀流入下层生物填料区，主要去除硝态氮，最终处理后的水经下层湿地底部的出水收集管收集并汇入出水总管排出。本方法采用双层垂直流湿地同时运行处理污水，污水先流经上层好氧区再进入下层厌氧区，强化了污水的脱氮除磷效果，适合于普通生活污水的氮磷污染物的深度处理，但是该工艺中没有抗冻结构的设计，一般只能用于南方地区或北方地区非冰冻期的污水处理，而我国东北高寒地区的城镇污水处理存在冰封期长的特点，传统的人工湿地存在冬季冻结现象，目前现有技术均无法满足这些地区的冬季运行要求。
技术实现思路
本技术目的是开发一种投资少、管理容易、适用于寒冷地区特别是东北高寒地区全年运行的污水处理用人工湿地系统。为实现上述技术目的，本技术的技术方案为一种用于寒冷地区中小城镇污水处理的双层潜流人工湿地系统，包括池体一侧的配水调节池、池体另一侧的出水集节池、池体内部的上层湿地和下层湿地、为上/下层湿地供水的布水管和处理后的出水收集管，其特征在于上层湿地和下层湿地均为潜流式人工湿地，上层湿地和下层湿地间由不透水的隔层分开；所述的布水管分别置于上层湿地和下层湿地前端的顶部连通配水调节池，所述的出水收集管分别置于上层湿地和下层湿地末端的底部连通出水集节池，上层湿地的布水管和出水收集管、下层湿地的布水管和出水收集管为二套独立的运行装置；所述上层湿地下部填充陶粒与煤渣的复合填料，上部填充陶粒、煤渣与土壤的复合填料，陶粒、煤渣与土壤的复合填料表面种植水生植物；所述下层湿地填满砾石与火山岩的复合填料。这套系统运行时，夏季开启上层人工湿地，冬季运行下层人工湿地。夏季运行上层人工湿地时，下层湿地的进水管和出水收集管关闭，污水流经上层湿地填料层，利用生长的水生植物的吸收净化作用、填料层的吸附净化作用和填料层表面生长的微生物的降解净化作用，对污水中的污染物进行有效处理。冬季时，长期低温条件下，上层人工湿地的进水管和出水收集管关闭，上层人工湿地冻结，形成冰冻保温层，上层人工湿地表面覆盖收割的植物加强了保温效果，这样，下层人工湿地即使在零下二十多度也可正常运行，污水通过复合填料层的截流和吸附净化作用和填料层表面生长的微生物的降解净化作用得到处理。上层湿地下部的复合填料，其陶粒和煤渣的体积比为I :1. 5-2，上部采用与土壤结合的陶粒、煤渣复合填料，增加了其对污染物的吸附净化效果，同时又有利于水生植物的生长，陶粒、煤渣、土壤的体积比为I :1. 5-2 :1. 5-2。 下层湿地的砾石与火山岩复合填料，砾石与火山岩的体积比为I. 5-2 :1，在系统启动时，还采用生物增强技术，即在污水中投加高效低温生物菌剂，促进水体营养物质的良性循环，提高下层湿地的低温运行净化效果。所述的配水调节池内设有预曝气系统，通过前期供氧增加了湿地的处理效果，避免厌氧情况的发生。所述的出水收集管由带孔的出水收集支管、出水总管组成，出水总管底部设有放空阀门。所述的出水集节池内置有内循环泵，在启动湿地系统里，可使污水在人工湿地填料层内循环流动。一种用于寒冷地区中小城镇污水处理的双层潜流人工湿地系统的运行方法，包括:I.夏季运行上层人工湿地，冬季运行下层人工湿地；2.人工湿地启动a.向人工湿地填料层灌入生活污水，注满后关闭该湿地的进水管和出水收集管的阀门；b.利用出水集节池内的内循环泵使污水在人工湿地填料层内循环流动；c.每天更换湿地系统1/3的水量，如此循环7天后，开始连续进出水。当启动下层湿地系统时，为加强低温期处理效果，向人工湿地填料层灌满生活污水时，另加入高效低温生物菌剂。3、系统运行操作a.经过预曝气的生活污水通过调节池后经由布水管进入潜流式人工湿地，进水流量为 14-20m3/h ；b.污水在人工湿地内的水力停留时间在24-36小时；c.处理的污水由集节池收集后，供后续处理回用或直接排放。本技术具有以下有益效果a.通过实际工程验证，工艺能在东北高寒地区冰封期稳定运行，通过夏冬二套湿地交替运行，使整个系统能全年稳定运行。b.通过估算吨水投资成本在1200元上下，运行费用为0.38元/吨污水，可见该工艺的投资运行成本低，特别适合寒冷地区经济基础薄弱的小城镇分散型污水处理项目。c.在气温、水温极低且高负荷运行条件下，整个系统出水能够使出水满足GB18918-2002 的一级 B 标准。d.所述工艺系统管理和维护简单方便，一般专业工作人员维护即可。附图说明图I为本技术的结构示意图。具体实施方式一种用于寒冷地区中小城镇污水处理的双层潜流人工湿地系统，包括池体一侧的配水调节池I、池体另一侧的出水集节池2、池体内部的上层湿地3和下层湿地4、为上/下层湿地供水的布水管5和处理后的出水收集管6，上层湿地3和下层湿地4均为潜流式人工湿地，上层湿地3和下层湿地4间由不透水的隔层7分开；所述的布水管5分别置于上层湿地3和下层湿地4前端的顶部连通配水调节池1，所述的出水收集管6分别置于上层湿地3和下层湿地4末端的底部连通出水集节池2，上层湿地3的布水管5和出水收集管6、下层湿地4的布水管5和出水收集管6为二套独立的运行装置；所述上层湿地3下部填充陶粒与煤渣的复合填料，上部填充陶粒、煤渣与土壤的复合填料，陶粒、煤渣与土壤的复合填料表面种植水生植物；所述下层湿地4填满砾石与火山岩的复合填料。本系统的配水调节池内设有预曝气系统，出水收集管由带孔的出水收集支管、出水总管组成，出水总管底部设有放空阀门，出水集节池内置有内循环泵。上层湿地下部的复合填料，陶粒和煤渣的体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于寒冷地区中小城镇污水处理的双层潜流人工湿地系统，包括池体一侧的配水调节池、池体另一侧的出水集节池、池体内部的上层湿地和下层湿地、为上/下层湿地供水的布水管和处理后的出水收集管，其特征在于上层湿地和下层湿地均为潜流式人工湿地，上层湿地和下层湿地间由不透水的隔层分开；所述的布水管分别置于上层湿地和下层湿地前端的顶部连通配水调节池，所述的出水收集管分别置于上层湿地和下层湿地末端的底部连通出水集节池，上层湿地的布水管和出水收集管、下层湿地的布水管和出水收集管为二套独立的运行装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邱姗，庞长泷，马放，徐善文，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学宜兴环保研究院，江苏哈宜环保研究院有限公司，
类型：实用新型
国别省市：