利用人工浮岛湿地深度处理水的方法

专利名称：：利用人工浮岛湿地深度处理水的方法
技术领域：
：本发明属于环保工程和水处理
技术领域：
，具体涉及一种利用人工浮岛湿地深度处理水的方法。
背景技术：
：城市区域的工业、生活和商业点源污水虽然经过管网拦截，再经过污水集中处理厂一级或二级处理，达到环保要求排放，但其各项浓度仍然高于地表景观水标准(GB3838-2002)，常导致排放河道和湖泊水体的恶化。目前，污水处理厂尾水深度处理问题成为各个地区迫切需要解决的问题。常规解决方法可在河道内设置人工浮岛，通过植物根系吸收，辅助起到净化水质的作用，但缺点是处理效果一般，无法解决水体污染负荷很大的水质净化问题。或是在污水二级处理后在增设深度处理设施，进一步将污水排放浓度降低后排放。但目前常规采用活性碳或膜处理的深度处理费用昂贵，污水处理厂都无法长期承受。采用陆地上的人工湿地生态化深度处理方法，效果很好，且能够大大降低处理费用，但缺点是占地较大，在用地紧张的城市地区，推广应用受到限制。如果将现有河道和湖泊，填高建设人工湿地，则可能影响防洪排涝，也无法推广实施。因此，发明一种不占土地且效果大大优于常规人工浮岛的生态化深度水处理方法是非常有意义的。
发明内容本发明的目的是克服现有技术和解决方案的不足，提供一种以人工浮岛为载体的人工湿地处理方法，旨在不占用建设用地和不影响防洪排涝的前提下，利用生态工程深度处理污水处理厂或其他形式的城市点源污染。本发明的目的可以通过以下措施达到—种利用人工浮岛湿地深度处理水的方法，污水厂尾水或其他污水出口(即点源污水)不直接排放到河道，而是排入到人工浮岛湿地中，经过人工湿地分级深度处理后再进行排放，具体方法为采用人工浮岛作为人工湿地的载体，将人工湿地隔水浮于河道或湖泊水面上，构成人工浮岛湿地，然后将河边或湖泊岸上的点源污水通过布水装置均匀分布在人工浮岛湿地内而不与外界河水或湖水接触，通过人工浮岛湿地内的人工湿地处理污水，污水经过处理后直接排入受纳水体。点源污水排水口高于人工浮岛湿地入水口高度。再通过布水装置，尾水均匀分布到人工浮岛湿地的各处理单元上。各级串联单元入水口有5cm-10cm左右落差，以便水沿程重力自流。污水中的有机物和氮磷等营养成分在人工湿地中，经过生物降解、硝化和反硝化、沉淀、吸附、吸收等多重作用下去除，出水达到景观水标准后排放。作为人工浮岛湿地载体的人工浮岛可以单纯由轻质复合材料材质的中空船箱体构成，也可以由船箱体上增设中空浮管而共同构成，以提供人工湿地的浮力并将污水与外界河水或湖水相隔离。单个人工浮岛湿地(即人工浮岛湿地独立单元)的最大排水截面积与人工湿地填料层截面积比为2:i3:i。人工湿地可以为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地或混合型人工湿地。其中表面流人工湿地指污水在湿地基质层表面定速定向流动，水平潜流人工湿地指污水在湿地基质层内部流动，混合型人工湿地指前述两种湿地的串联混合类型。由人工浮岛和人工湿地构成的单个人工浮岛湿地(即人工浮岛湿地独立单元)，系统设计保证良好的水力传导性和处理效果，其污水输入的处理面积负荷为10cm/m2100cm/m、独立单元的平面积为100m2500m2。人工浮岛湿地固定在点源污水排放水旁边的岸上或河床上，具体可以采用锚绳或其他装置将人工浮岛湿地的两端或四周固定在岸上或河床，以防止漂移。为增强污水处理效果或根据处理达标要求，可以将不同的人工浮岛湿地之间以单元形式(即将不同的人工浮岛湿地独立单元)相互并联、串联或串并混联在一起，通过分布污水的布水装置连接，共同处理污水；即浮岛可以分块安装，第一个人工浮岛湿地可以视为一个单元块，经过计算单元块的处理能力及效率，将不同的单元块相互组合，分级进行处理。与点源污水相通的布水装置或连接两个人工浮岛湿地的布水装置，将污水均匀分布到湿地表面或内部，以增加处理效率。一种具体的布水方式为横向布水联合纵向流水，即布水装置将污水横向均匀分布在人工湿地的首端，通过人工湿地内的排水体积及水位落差，污水在人工湿地内或表面纵向从首端流向末端，在纵向流动过程中进行污水处理。经过人工湿地处理后的污水达到景观水标准后排放入受纳水体。本方法专业用于拦截直接排放到河道、湖泊等水体的污水，并对其进行深度处理后达到景观水排放。该方法充分利用河道和湖体面积，不影响防洪排涝，不占用陆地面积，比常规人工浮岛技术处理水效果好，达到陆地人工湿地相同效果。对于城市地区集中污水厂尾水、工业、生活、商业污染点源的排放达标治理具有非常大的应用潜力。本发明技术方案突出的实质性特点和显著进步主要体现在①处理比常规人工浮岛高效。常规的人工浮岛主要是通过浮岛植物对水体污染和营养物吸收来净化水质，而人工浮岛湿地是通过湿地基质层内微生物降解污染有机物来净化水质。②使得河道等纳污水体面积在不影响防洪排涝的前提下得到了有效利用，一举解决了人工湿地占用土地多的推广瓶颈问题；③人工湿地是生态工程和节能减排工程代表性项目，具有低耗能、处理效果强、生态景观好的特点，维护费用比其他技术方案低一半以上，可有效缓解包括污水厂尾水排放在内的城市点源污染排放问题；④人工浮岛湿地的实施采用单元模块化形式。人工浮岛通过大批量工业化生产，拖至污水处理区域，快速安装，大大縮短现场施工周期。图1是本发明的一种工艺流程图。图2是本发明的一种工艺平面示意图。4图3是本发明的一种工艺立面示意图。具体实施例方式如图2、3所示，以中空人工浮岛作为载体，分别将人工湿地植入载体中，构成人工浮岛湿地，每个人工浮岛湿地可以作为人工浮岛湿地独立单元。人工浮岛湿地将人工湿地与外界相隔离，使人工湿地内有污水时，该污水仅在人工湿地内处理而不与外界的水相接触。其中每个人工浮岛湿地单元的首端均设有布水装置，将污水均匀地分布于人工湿地内；将前后两个人工浮岛湿地通过布水装置相串联，除第一组(即并联的第一排)人工浮岛湿地外，其他的人工浮岛湿地的布水装置的进水口与前一个人工浮岛湿地的末端出水口相通，以将前段工序处理后的水引入下段工序中。布水装置的布水端将污水横向分布在人工湿地的首端，前后两级入水口落差5cm-10cm。单个人工浮岛湿地单元的最大排水截面积与人工湿地填料层截面积比为2:13:1。污水输入的处理面积负荷在20cm/m250011/1112之间，单个处理单元面积为100平方米，长20米，宽5米。每个人工浮岛湿地单元的首尾均通过锚绳固定在点源污水排放口旁边的岸边(其中锚绳可以根据水平面的高低进行调节)。第一个人工浮岛湿地的布水装置的进水口与岸上的污水处理厂的排污水相通，污水处理厂的污水依次进入串联的人工浮岛湿地，在浮岛内不与外界的水接触。处理单元呈分级处理排列。每一级由若干个并联的处理单元构成。具体单元数量和类型根据进出水质要求设计。处理系统可采用混合型湿地结构，即水平潜流湿地为第一步处理，表面流湿地为第二步处理。或者是单一湿地类型，完全为水平流人工湿地或表面流人工湿地。通过人工湿地进行处理，最后的人工湿地处理后的污水达到景观水标准后直接排放入外界水中。中试设计参数污水流量每天100m人工浮岛湿地1000m2。采用水平潜流人工湿地工艺，共分5级10个单元，其中每个人工浮岛湿地独立单元面积100m2。5个人工浮岛湿地独立单元前后串联，2个这样的串联单元相互并联组成整体的处理系统，污水从最前端的两个并联的单元的布水器进入处理系统中，然后逐级处理直至排放。污水处理前后的水质状况如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本实施例处理效果远高于同等面积的水中人工浮岛。设施造价虽然比陆地同等面积和标准的人工湿地高10%_15%，但由于不占用土地，整体工程造价仍低于陆地人工湿地。权利要求一种利用人工浮岛湿地深度处理水的方法，其特征在于采用人工浮岛作为人工湿地的载体，将人工湿地隔水浮于河道或湖泊水面上，构成人工浮岛湿地，然后将河边或湖泊岸上的点源污水通过布水装置均匀分布在人工浮岛湿地内而不与外界河水或湖水接触，通过人工浮岛湿地内的人工湿地处理污水，污水经过处理后直接排入水体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的人工浮岛湿地固定在点源污水排放口旁边的岸上或河床。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于人工浮岛湿地之间以单元形式，相互并联、串联或串并混联在一起，通过分布污水的布水装置连接，共同处理污水。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于人工浮岛的结构为轻质复合材料材质的中空船箱体，或者在中空船箱体上增设中空浮管。5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于人工浮岛湿地独立单元的平面积为100m2500m2。6.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于人工浮岛湿地独立单元的日处理污水负荷为10cm/m2100cm/m2。7.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于人工浮岛湿地独立单元的最大排水截面积与人工湿地填料层截面积比为2:13:i。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的人工湿地为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地或混合型人工湿地；其中表面流人工湿地指污水在湿地基质层表面定速定向流动，水平潜流人工湿地指污水在湿地基质层内部流动，混合型人工湿地指前述两种湿地的串联混合类型。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于经过人工浮岛湿地处理后的污水达到景观水标准后排放。全文摘要本发明提供了一种利用人工浮岛湿地深度处理水的方法，采用人工浮岛作为人工湿地的载体，将人工湿地隔水浮于河道或湖泊水面上，构成人工浮岛湿地，然后将河边或湖泊岸上的点源污水通过布水装置均匀分布在人工浮岛湿地内而不与外界河水或湖水接触，通过人工浮岛湿地内的人工湿地处理污水，污水经过处理后直接排出。本方法专业用于拦截直接排放到河道、湖泊等水体的污水，并对其进行深度处理后达到景观水排放。该方法充分利用河道和湖体面积，不影响防洪排涝，不占用陆地面积，比常规人工浮岛技术处理水效果好，达到陆地人工湿地相同效果。对于城市地区集中污水厂尾水、工业、生活、商业污染点源的排放达标治理具有非常大的应用潜力。文档编号C02F3/34GK101700933SQ20091021279公开日2010年5月5日申请日期2009年11月9日优先权日2009年11月9日发明者朱晓东,潘涛申请人:南京大学