一种复合水平潜流组合式人工湿地系统及方法
【专利摘要】一种复合水平潜流组合式人工湿地系统及方法，系统包括预曝气池、与预曝气池相连接的多个水平潜流人工湿地池，预曝气池连接的首个水平潜流人工湿地池一之间设有布水板，首个水平潜流人工湿地池一连接的后续水平潜流人工湿地池二之间和最后一个水平潜流人工湿地池尾部均设有生物沟；将农村生活污水引入预曝气池内，对预曝气池中农村生活污水进行间歇式预曝气，间歇式预曝气后的污水经布水板多点进水进入首个水平潜流人工湿地池内，然后经生物沟过滤，使农村生活污水中的部分氨氮转为硝态氮，经过滤的水再进入后续的多个水平潜流人工湿地池二和生物沟处理和过滤排出，使硝态氮进一步在交替的水平潜流湿地池和生物沟渠通过反硝化得到去除。
【专利说明】
一种复合水平潜流组合式人工湿地系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及组合式人工湿地系统及方法，尤其是一种适用于去除农村生活污水中氮的复合水平潜流组合式人工湿地系统及方法。
【背景技术】
[0002]目前，我国共有60多万个行政村、250多万个自然村，居民近8亿人。近年来，随着新农村建设的实施和农村经济的蓬勃发展，人类活动强度不断加大，对自然生态造成了较大压力。农村生活污水排入附近水体，加剧了当地和相关水域的水体富营养化。农村生活污水处理迫在眉睫。人工湿地虽然被证明是处理农村污(废)水有效工艺之一，但依旧存在占地面积大、氮处理效率低、容易堵塞，往往需要间歇运行等问题。因此，研究高效且占地面积小的组合式人工湿地氮处理系统是解决其实用性的关键，具有一定的科学和应用价值。
[0003]无机填料潜流人工湿地在我国作为兴起不久的一种的新型技术，出现了一定的问题，抑制了其推广应用，最突出的三个问题是:第一，处理负荷太低，一般为0.2-0.4m3/m2.d，使得占地面积太大，不利于在用地日益紧张的今天推广;第二，长效性难以保持，人工湿地在建成后的一段时间内，处理效果非常不错，但是从目前在运行的湿地来看，都存在不同程度的淤塞问题，导致处理效果不能得到保证，最终导致整个系统的处理失败;第三，内部供氧不足，微生物厌氧降解污染物需要充足的合适的碳源，污水中的成分往往不能满足，影响硝态氮的去除效果，因此，研究高效并且占地面积小的人工湿地氮处理组合系统是解决其实用性的关键。
【发明内容】
[0004]技术问题:本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种一种复合水平潜流组合式人工湿地系统及方法，解决无机填料潜流人工湿地常见的占地面积大、易堵塞的问题。
[0005]技术方案:本发明的复合水平潜流组合式人工湿地系统，包括预曝气池、与预曝气池相连接的多个水平潜流人工湿地池，预曝气池连接的首个水平潜流人工湿地池一之间设有布水板，首个水平潜流人工湿地池一连接的后续水平潜流人工湿地池二之间和最后一个水平潜流人工湿地池尾部均设有生物沟;所述的生物沟内充填有易挂膜的松树球和带刺板栗壳的填料；由预曝气池、多个水平潜流人工湿地池构成的复合水平潜流组合式人工湿地池的深度为0.6?0.8m，宽为3?5m，水力坡度为I %，即每10m水位下降Im，沿着复合水平潜流组合式人工湿地长度为水流方向，预曝气池的长度为3?5m，首个水平潜流湿地池一的长度为3?5m，后续的水平潜流湿地池二的长度为6?I Om。
[0006]所述预曝气池的最佳长度为4m。
[0007]所述的水平潜流人工湿地池一的最佳长度为4m。
[0008]所述的水平潜流人工湿地池二的最佳长度为8m。
[0009]所述的生物沟的最佳长度为2.0m。
[0010]所述生物沟中填料的松树球和带刺板栗的质量比为1:3，装填的高度为0.6m。
[0011]—种如上述复合水平潜流组合式人工湿地系统的使用方法:首先将农村生活污水引入预曝气池内，对预曝气池中农村生活污水进行间歇式预曝气，间歇式预曝气后的污水经布水板多点进水进入首个水平潜流人工湿地池内，然后经生物沟过滤，使农村生活污水中的部分氨氮转为硝态氮，经过滤的水再进入后续的多个水平潜流人工湿地池二和生物沟处理和过滤排出，使硝态氮进一步在交替的水平潜流湿地池和生物沟渠通过反硝化得到去除。
[0012]所述的间歇式预曝气的时间为0.5h，间隙为0.5h。
[0013]有益效果:由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下优点:
[0014](I)解决潜流人工湿地易堵塞问题。通过在水平潜流湿地水流方向上每隔一段距离设置一道沟渠，既可达到均匀布水又可尽量避免水平潜流湿地的堵塞现象的发生。
[0015](2)解决人工湿地对污染物处理效率低、占地面积大的问题。通过在水平潜流湿地设置的沟渠中添加易挂膜的生物填料，提高系统污水处理效率，减少人工湿地对污染物处理效率低、占地面积大的问题。
[0016](3)解决水平潜流湿地内部供氧不足及反硝化碳源不足的问题。对进水进行间歇式预曝气及在沟渠中添加带刺的板栗壳和松树球生物填料，解决系统内部供氧不足及反硝化所需的碳源不足问题;解决人工湿地对氮处理效率低，占地面积大的问题。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的结构示意图。
[0018]图中:1-预曝气池;2-布水板;3-潜流人工湿地池一;4-生物沟;5-潜流人工湿地池二; 6-填料。
【具体实施方式】
[0019]下面结构附图中的实施例对本发明作进一步的描述:
[0020]本发明的复合水平潜流组合式人工湿地系统，主要由预曝气池1、与预曝气池I相连接的多个水平潜流人工湿地池构成，预曝气池I连接的首个水平潜流人工湿地池一 3之间设有布水板2，首个水平潜流人工湿地池一 3连接的后续水平潜流人工湿地池二 5之间和最后一个水平潜流人工湿地池尾部均设有生物沟4;生物沟4的最佳长度为2.0m。所述的生物沟4内充填有易挂膜的松树球和带刺板栗壳的填料;生物沟4中填料的松树球和带刺板栗的质量比为1:3，装填的高度为0.6m。由预曝气池、多个水平潜流人工湿地池构成的复合水平潜流组合式人工湿地池的深度为0.6?0.8m，宽为3?5m，水力坡度为I %，即每10m水位下降lm，沿着复合水平潜流组合式人工湿地长度为水流方向，预曝气池I的长度为3?5m，预曝气池I的最佳长度为4m。首个水平潜流湿地池一 3的长度为3?5m，水平潜流人工湿地池一 3的最佳长度为4m。后续的水平潜流湿地池二 5的长度为6?I Om，水平潜流人工湿地池二5的最佳长度为8m。
[0021]本发明的复合水平潜流组合式人工湿地系统的使用方法:首先将农村生活污水引入预曝气池I内，对预曝气池I中农村生活污水进行间歇式预曝气，所述的间歇式预曝气的时间为0.5h，间隙为0.5h。间歇式预曝气后的污水经布水板2多点进水进入首个水平潜流人工湿地池内，然后经生物沟4过滤，使农村生活污水中的部分氨氮转为硝态氮，经过滤的水再进入后续的多个水平潜流人工湿地池二5和生物沟4处理和过滤排出，使硝态氮进一步在交替的水平潜流湿地池和生物沟渠通过反硝化得到去除。
[0022]实例1:由预曝气池、潜流人工湿地池构成的复合水平潜流组合式人工湿地的深度为0.8m，宽为4m，水力坡度为I %，水平潜流湿地池一3的长度为4m，后续的水平潜流湿地池二5的长度为Sm。水平潜流湿地之间2m设置生物沟渠长x宽x深分别为4m x 2.0m x 0.8m，以使水平潜流湿地和生物沟渠交替布置，在沟渠里加入易挂膜的松树球和带刺的板栗壳填料，松树球和带刺的板栗质量比为I: 3，装填高度为0.6m，以达到减少短流的同时，提高生物沟渠污水中硝态氮的脱氮效果，并为后续的水平潜流人工湿地提供碳源目的。水平潜流湿地形状长宽比2:1，防止潜流湿地中发生短流，在水平潜流湿地宽的方向上4m建立一个布水板并以多点进水方式布水。
[0023]首先对预曝气池中农村生活污水进行间歇式预曝气，曝气时间为0.5h，间隙为
0.5h;预曝气池池体长X宽X深分别为4m X 2.0m X 0.8m，使农村生活污水中的氨氮转为硝态氮。水平潜流湿地深度为0.8m，有效深度设为0.6m，水力坡度为I %，即每10m水位下降lm，沿着水平潜流湿地水流方向每隔4m、8m以后定为每隔Sm设置一道长x宽x深分别为4mX 2.0m X 0.8m沟渠，以达到减少短流和阻塞的几率，沟渠的进出水口交替设置以便均匀布水，在沟渠里加入易挂膜的松树球和带刺的板栗壳填料，松树球和带刺的板栗质量比为1:3，装填高度为0.6m，以提高污水中硝态氮的脱氮效果，并为后续的水平潜流人工湿地提供碳源。
【主权项】
1.一种复合水平潜流组合式人工湿地系统，其特征在于:它包括预曝气池(I)、与预曝气池(I)相连接的多个水平潜流人工湿地池，预曝气池(I)连接的首个水平潜流人工湿地池一 (3)之间设有布水板(2)，首个水平潜流人工湿地池一 (3)连接的后续水平潜流人工湿地池二(5)之间和最后一个水平潜流人工湿地池尾部均设有生物沟(4);所述的生物沟(4)内充填有易挂膜的松树球和带刺板栗壳的填料；由预曝气池、多个水平潜流人工湿地池构成的复合水平潜流组合式人工湿地池的深度为0.6?0.8m，宽为3?5m，水力坡度为I %，即每10m水位下降lm，沿着复合水平潜流组合式人工湿地长度为水流方向，预曝气池(I)的长度为3?5m，首个水平潜流湿地池一(3)的长度为3?5m，后续的水平潜流湿地池二 (5)的长度为6?10m。2.根据权利要求1所述的一种复合水平潜流组合式人工湿地系统，其特征在于:所述预曝气池(I)的最佳长度为4m。3.根据权利要求1所述的一种复合水平潜流组合式人工湿地系统，其特征在于:所述的水平潜流人工湿地池一(3)的最佳长度为4m。4.根据权利要求1所述的一种复合水平潜流组合式人工湿地系统，其特征在于:所述的水平潜流人工湿地池二(5)的最佳长度为8m。5.根据权利要求1所述的一种复合水平潜流组合式人工湿地系统，其特征在于:所述的生物沟(4)的最佳长度为2.0m。6.根据权利要求1或5所述的一种复合水平潜流组合式人工湿地系统，其特征在于:所述生物沟(4)中填料的松树球和带刺板栗的质量比为1:3，装填的高度为0.6m。7.—种如权利要求1所述复合水平潜流组合式人工湿地系统的使用方法，其特征在于:首先将农村生活污水引入预曝气池(I)内，对预曝气池(I)中农村生活污水进行间歇式预曝气，间歇式预曝气后的污水经布水板(2)多点进水进入首个水平潜流人工湿地池内，然后经生物沟(4)过滤，使农村生活污水中的部分氨氮转为硝态氮，经过滤的水再进入后续的多个水平潜流人工湿地池二(5)和生物沟(4)处理和过滤排出，使硝态氮进一步在交替的水平潜流湿地池和生物沟渠通过反硝化得到去除。8.根据权利要求7所述复合水平潜流组合式人工湿地系统的使用方法，其特征在于:所述的间歇式预曝气的时间为0.5h，间隙为0.5h。
【文档编号】C02F101/16GK105923790SQ201610430804
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】熊集兵, 卞正富, 杨德军, 雷少刚, 李效顺, 王涛, 徐红超
【申请人】中国矿业大学