本实用新型涉及一种适用于寒冷地区垂直流人工生态湿地污水处理系统，属于污水处理技术领域。
背景技术：
随着人民生活水平的提高以及环保意识的逐渐增强，污水的排放及处理问题越来越受到政府和广大人民群众的关注。因此找到一种合适的污水处理方法迫在眉睫。人工生态湿地是新兴的污水处理技术，是人工建造的模拟自然湿地的系统。人工生态湿地具有投资成本低、净化效率高、抗冲击力强、维护简单等众多优点。广泛应用于农业、景观水和生活污水的处理，其对污水中存在的有机污染物、以及氮和磷具有良好的去除功能和作用。同时可以营造湿地景观，进一步改善生态环境。尤其适合新建小区和广大的农村地区。
但是在我国西北和北方寒冷地区，四季分明，冬季过低的温度对人工生态湿地技术产生了较严重的影响，地表土层处于结冻状态，水生植物根系微生物代谢减缓甚至停止，在很大程度上限制了人工生态湿地技术在我国西北和北方寒冷地区的应用。且单一人工生态湿地对生活污水的处理还存在一定问题，如处理出水不达标，生活污水中SS容易造成湿地堵塞等，都在一定程度上限制了人工生态湿地的应用。
厌氧水解能够对废水进行预处理，通过微生物的水解作用，能够将大分子有机物转化成小分子有机物，使污水中有机物更有利于被后续湿地单元所降解。将厌氧水解与人工生态湿地技术进行组合来对污水进行处理，能够避免湿地堵塞等问题的出现，同时能够提高出水水质。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种适用于寒冷地区垂直流人工生态湿地污水处理系统，该系统能把城市生活污水以及地面的雨水截留储存处理，污水经处理达到相应标准后可回用于景观用水等小区用水，还可以直接利用截留的雨污水作为湿地植被生长水源，具有明显的生态效应。
按照本实用新型提供的技术方案：适用于寒冷地区垂直流人工生态湿地污水处理系统，其特征在于：包括调节池、厌氧预处理池、储水池、人工生态湿地池和清水消毒池；所述调节池左侧上部设有污水进管，调节池与厌氧预处理池相连通，所述厌氧预处理池内设置有生物挂膜填料，厌氧预处理池与储水池相连通，所述储水池内设置有布水泵，布水泵通过均匀布水管路与人工生态湿地池相连通，厌氧预处理池预处理后的污水通过布水泵和均匀布水管路提升至人工生态湿地池中；所述人工生态湿地池内部填充有湿地填料，湿地填料内栽种有湿地植物；所述人工生态湿地池通过管路与清水消毒池相连通，所述清水消毒池内设置有出水泵，出水泵通过排水管连接至小区中水回用系统或市政污水井。
作为本实用新型的进一步改进，所述均匀布水管路包括出水管和布水管，若干根布水管均匀布设在人工生态湿地池左端的顶部，布水管通过出水管与所述布水泵的出水口连接，布水管的外周壁上设有若干个布水孔。
作为本实用新型的进一步改进，若干根布水管分成上下两层布置，其中一层布水管直接铺放在湿地填料表面，另一层布水管埋设在湿地填料表面之下15~25cm深处。
作为本实用新型的进一步改进，所述布水泵设置在储水池底部，布水泵有两台，一台作为主机，另一台作为备机。
作为本实用新型的进一步改进，所述人工生态湿地池通过第一隔墙和第二隔墙分隔为三个湿地分池，从左向右依次为一级湿地分池、二级湿地分池、三级湿地分池，一级湿地分池、二级湿地分池和三级湿地分池内的湿地填料高度逐级降低；所述第一隔墙的底部设有将一级湿地分池和二级湿地分池连通起来的一级通水口，所述第二隔墙的上部设有将二级湿地分池和三级湿地分池连通起来的二级通水口，所述一级通水口和二级通水口的高度均低于湿地填料表面高度。
作为本实用新型的进一步改进，所述人工生态湿地池中的湿地填料为碎石、砾石、沸石、蛭石和粗砂中的任一种或几种的混合物，湿地填料按颗粒度自下向上逐渐变小的方式铺设；在湿地填料之上铺设有保温层，保温层材料为陶粒、草炭土或陶粒与草炭土的混合物。在湿地填料之下设有抗渗层，抗渗层材料采用PE膜。
作为本实用新型的进一步改进，所述人工生态湿地池中的湿地植物选用芦苇、美人蕉和风车草中的任一种或几种，采用混合搭配的方式种植。
作为本实用新型的进一步改进，所述调节池、厌氧预处理池和储水池均设置有清掏孔。
作为本实用新型的进一步改进，所述调节池、厌氧预处理池和储水池为钢筋混凝土结构或由玻璃钢制成，调节池、厌氧预处理池和储水池采用地下或半地下埋设。
作为本实用新型的进一步改进，所述清水消毒池内设置有消毒装置。
本实用新型与现有技术相比，具有如下突出的有益效果：
1）、本实用新型以厌氧预处理为基础，结合人工生态湿地单元、消毒单元组成污水处理体系，对污水进行了物理、化学和生物的三重综合处理，保证出水水质的稳定性；污水处理效果好，管理简便，投建费用低，适合城市小区和农村地区的污水集中处理。
2）、本实用新型在进水端设计水解酸化单元，能够对废水进行预处理，通过微生物的水解作用，能够将大分子有机物转化成小分子有机物，更有利于后续湿地单元中的介质中的微生物所降解。
3）、本实用新型在人工生态湿地单元中设置有表面布水和地埋式布水两种布水方式，湿地填料由碎石、砾石、沸石、蛭石、多孔湿地填料、陶粒和草炭土按一定比例进行搭配，形成了多级配水方式，这样就可以控制湿地水位，尤其在冬季寒冷季节能够灵活调整布水系统以及控制湿地水位，确保人工生态湿地在冬季能够正常运行。而且湿地填料的搭配方式能够提高基质表面的接触面积，增大对于污水中氮磷的吸附能力，有效解决湿地基质堵塞问题，并适应湿地植被进行生长。
4）本实用新型与小区、广场的景观工程相适应，出水经过适当处理后可回用到小区冲厕等一般性用水，既能带来绿色效应也能带来经济效应。
5）、本实用新型设计合理，建设和运行维护成本低，出水污染物能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002的一级A的指标，并保证系统的寒冷地区的冬季的稳定运行，能够广泛应用于城市小区和偏远农村地区的绿化和中水回用。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
附图标记说明：1-调节池、2-厌氧预处理池、3-储水池、4-人工生态湿地池、4.1-一级湿地分池、4.2-第一隔墙、4.3-一级通水口、4.4-二级湿地分池、4.5-第二隔墙、4.6-二级通水口、4.7-三级湿地分池、5-清水消毒池、6-污水进管、7-生物挂膜填料、8-布水泵、9-出水管、10-布水管、11-湿地填料、12-湿地植物、13-清掏孔、14-消毒装置、15-出水泵、16-排水管。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，实施例中的适用于寒冷地区垂直流人工生态湿地污水处理系统主要由调节池1、厌氧预处理池2、储水池3、人工生态湿地池4和清水消毒池5组成；所述调节池1左侧上部设有污水进管6，调节池1与厌氧预处理池2相连通，所述厌氧预处理池2内设置有生物挂膜填料7，厌氧预处理池2与储水池3相连通，所述储水池3内设置有布水泵8，布水泵8通过均匀布水管路与人工生态湿地池4相连通，厌氧预处理池2预处理后的污水通过布水泵8和均匀布水管路提升至人工生态湿地池4中；所述人工生态湿地池4内部填充有湿地填料11，湿地填料11内栽种有湿地植物12；所述人工生态湿地池4通过管路与清水消毒池5相连通，所述清水消毒池5内设置有出水泵15，出水泵15通过排水管16连接至小区中水回用系统或市政污水井。
本实施例中，所述厌氧预处理池2内的生物挂膜填料7上附着生长的生物膜，便于微生物对有机物进行分解处理。
如图1所示，本实施例中，所述布水泵8设置在储水池3底部，布水泵8有两台，一台作为主机，另一台作为备机。所述均匀布水管路主要由出水管9和布水管10组成，若干根布水管10均匀布设在人工生态湿地池4左端的顶部，布水管10通过出水管9与所述布水泵8的出水口连接，布水管10的外周壁上设有若干个布水孔，能够保证湿地均匀布水。
如图1所示，本实施例中，若干根布水管10分成上下两层布置，其中一层布水管10直接铺放在湿地填料11表面，另一层布水管10埋设在湿地填料11表面之下15~25cm深处。这样，湿地布水方式就为表面均匀布水和地埋式均匀布水双重布水方式，夏季采用表面均匀布水，冬季寒冷季节采用地埋式布水，从而可以合理调控湿地水位，防止冰冻结冰。
如图1所示，本实施例中，所述人工生态湿地池4通过第一隔墙4.2和第二隔墙4.5分隔为三个湿地分池，从左向右依次为一级湿地分池4.1、二级湿地分池4.4、三级湿地分池4.7，一级湿地分池4.1、二级湿地分池4.4和三级湿地分池4.7内的湿地填料11高度逐级降低；所述第一隔墙4.2的底部设有将一级湿地分池4.1和二级湿地分池4.4连通起来的一级通水口4.3，所述第二隔墙4.5的上部设有将二级湿地分池4.4和三级湿地分池4.7连通起来的二级通水口4.6，所述一级通水口4.3和二级通水口4.6的高度均低于湿地填料11表面高度。
如图1所示，本实用新型中，所述人工生态湿地池4中的湿地填料11为碎石、砾石、沸石、蛭石和粗砂中的任一种或几种的混合物，湿地填料11按颗粒度自下向上逐渐变小的方式铺设；在湿地填料11之上铺设有保温层，保温层材料为陶粒、草炭土或陶粒与草炭土的混合物。在湿地填料11之下设有抗渗层，抗渗层材料采用PE膜。
上述的均匀布水管路和湿地填料11结构形成了多级配水方式，这样就可以控制湿地水位，尤其在冬季寒冷季节能够灵活调整布水方式以及控制湿地水位，确保人工生态湿地在冬季能够正常运行。而且湿地填料11的搭配方式能够提高基质表面的接触面积，增大对于污水中氮磷的吸附能力，有效解决湿地基质堵塞问题，并适应湿地植被进行生长。
本实施例中，所述人工生态湿地池4中的湿地植物12可以选用净化降解能力较好的芦苇、美人蕉和风车草等景观美化作物，采用混合搭配的方式种植。这些湿地植物12既适应湿地环境，去除水中的各种污染物质。
本实施例中，所述清水消毒池5内还设置有消毒装置14，对出水进行杀菌消毒，满足排放标准。所述消毒装置14可以直接购买市面上的具有自动加药功能的消毒机，投加药剂为含氯粉末或片剂。
如图1所示，本实施例中，所述调节池1、厌氧预处理池2和储水池3内设置有清掏孔13，方便对池内的沉泥进行清掏，防止造成堵塞。
如图1所示，本实施例中，所述调节池1、厌氧预处理池2和储水池3为钢筋混凝土结构，采用全地下埋设，在各池旁边的地面种植草皮等绿化植物，只保留检查井。在实际制造中，所述调节池1、厌氧预处理池2和储水池3也可以由玻璃钢制成，采用半地下埋设。
本实施例中，所述布水泵8和出水泵15均可以采用不锈钢潜污泵。
本实用新型人工湿地污水处理系统的大小根据服务区初期雨水和生活污水量及其污染程度经计算确定。本实用新型可以与小区、广场的景观工程相适应，出水经过适当处理后可回用到小区冲厕等一般性用水，既能带来绿色效应也能带来经济效应。