一种人工湿地污水处理系统的制作方法

本实用新型涉及园林领域，特别涉及一种人工湿地污水处理系统。

背景技术：

城市生态问题已经为城市的可持续发展带来了严峻的挑战，人们希望通过园林的生态效应来改变严峻的城市环境，因此城市生态园林由此而生。生态园林是以人为本的、以自然环境为依托的、生态良性循环的人类居住形式。湿地是自然界中具有多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一，设计者常常将其设计为城市生态园林的组成部分，形成了生态园林中别具一格的景观。但是相较于自然环境，城市生态园林中的湿地系统受到人类的影响较大，抗干扰能力较差，容易受到污水的干扰而被破坏。

为了解决以上问题，人们通常为城市生态园林中的湿地系统添加人工湿地污水处理系统，这种污水处理系统通常包括多层设置，从上到下依次是植物层、炉渣层和沙土层，沙土层中含有厌氧氨氧化菌和氨氧化菌。厌氧氨氧化菌能够在厌氧条件下以氨为电子供体将亚硝酸盐还原为氮气，实现两种氮素污染物的同时脱除。氨氧化菌是多功能的，能够去除bod、硝化和吸收磷。

这种污水处理系统虽然可以对污水中的磷氮进行处理，但是由于氨氧化菌和厌氧氨氧化菌同时混杂在沙土层中，其所处环境的氧气含量相同，无法达到各自对污水处理所需的较佳氧气浓度，使得处理效果较差。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种人工湿地污水处理系统，其为氨氧化菌和厌氧氨氧化菌各自提供所需的较佳氧气浓度，使得氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的分解效率得到加强，从而提高污水处理效果。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种包括处理池，所述处理池包括自下而上依次设置的沙质土壤层、炉渣层和挺水植物层，所述沙质土壤层分为好氧层和厌氧层，所述厌氧层位于好氧层下方且通过分离筛网与厌氧层隔开，所述好氧层内均匀设置有好氧型填料，所述好氧型填料里填充有氨氧化菌；所述厌氧层内均匀设置有厌氧型填料，所述厌氧型填料里填充有厌氧氨氧化菌；所述处理池上还设有进气口以及与进气口相连通的布气管，所述布气管设置于好氧层中。

通过采用上述技术方案，在处理池中，厌氧型填料和好氧型填料被分离筛网隔开，避免了两者之间的混合。厌氧层设置于池体的底部，池体底部远离池体顶部，其氧气含量较低，适合厌氧氨氧化菌的生长和繁殖，使得厌氧氨氧化菌对污水的处理效果提高。好氧层相较于厌氧层更加靠近池体顶部，氧气含量相对较高，且布气管对好氧层补充氧气，从而使好氧层的氧气保持在适合氨氧化菌所需的浓度，保证了氨氧化菌进行硝化反应时对大量溶解氧的需求，从而提高了氨氧化菌对污水的处理效果。

进一步设置：所述厌氧型填料为微重填料，密度为污水密度的1～1.45倍；所述好氧型填料为微轻填料，密度为污水密度的0.72～1倍。

通过采用上述技术方案，微重填料所受的重力大于浮力，能够稳定地沉积在厌氧层中，微轻填料所受的重力小于浮力，能够较好地停留在好氧层中或悬浮在水体中，使得能够更好地与水体和氧气接触，提高处理效果。

进一步设置：所述好氧型填料的填充容积不高于好氧层的50%，所述厌氧型填料的填充容积不低于厌氧层的50%。

通过采用上述技术方案，好氧层中好氧型填料的填充容积不高于50%，避免填料上的微生物过饱和而造成浪费，同时也避免氨氧化菌过多而导致氧气供应不足。厌氧层中厌氧型填料的填充体积高于50%，以保证厌氧层中有足够的厌氧氨氧化菌对污水进行处理。

进一步设置：所述处理池上还设有进水口以及与进水口相连通的布水管，所述布水管设置于厌氧层中。

通过采用上述技术方案，设置布水管能够是进入厌氧层中的污水均匀分布，与厌氧层中的厌氧型填料充分混合。此外，污水从厌氧层中进入处理池，分别经过厌氧层、分离筛网和好氧层，在厌氧型填料和好氧型填料处依次进行厌氧和好氧处理，使得污水中的氮源先被厌氧氨氧化菌转化为亚硝酸盐，再被氨氧化菌转化为硝酸盐，从而得被挺水植物吸收。

进一步设置：所述进水口在处理池外侧与进水管相连，进水管上设置有进水泵，进水管远离进水口的一端与进水池相连，进水池内的水体由进水泵按一定时间间隔经布水管泵进处理池中。

通过采用上述技术方案，由于处理池中污水的污染物是靠厌氧氨氧化菌和氨氧化菌在生长繁殖的过程中进行生化反应以分解，分解的产物再被挺水植物层中的植物吸收，在这过程中需要一定长度的反应时间，因此进水池中的废水需要间隔行地向处理池输入，以达到较好的处理效果。

进一步设置：所述进水池分别与集水池和清水池相连，集水池内的污水和清水池内的清水按照一定比例混合后输入进水池并储存。

通过采用上述技术方案，城市生态园林产生的污水，在各个时间段的水量和水质一般来说是不均衡的，这种变化对废水处理设施设备的正常操作及处理效果是很不利的。因此需要使用集水池对污水进行收集起来并使其均质均量，再通过清水按照一定比例混合，使其与处理池所需要的成分和浓度相适合，从而提高处理效果。

进一步设置：所述挺水植物层种植有耐盐植物，包括芦苇、盐角草或盐地碱蓬。

通过采用上述技术方案，挺水植物生长吸收氮盐、磷盐和氯盐，能够有效降低废水中的硝酸根、磷酸根和氯离子。

进一步设置：所述挺水植物层设置有出水口。

通过采用上述技术方案，污水通过布水管进入厌氧层，依次经过厌氧层、好氧层和挺水植物层的处理，最后从出水口排出，在这个路径上污染物依次被处理并被吸收，提高了污水的处理效率。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：处理池通过厌氧氨氧化菌和氨氧化菌对污水进行处理，使该湿地生态修复系统能够较好地对生态园林所产生的污水进行脱氮脱磷处理，从而使湿地对污水的承受能力更强；挺水植物生长吸收氮和磷污染物，去除氮素污染物的同时还能除磷，具有良好的美学和生态价值；进水池、清水池和集水池相配合对污水进行预处理，使得排入处理池的污水更适合污水池进行处理，提高处理效率。

附图说明

图1是本实施例中清水池、集水池、进水池和处理池的连接结构示意图；

图2是本实施例中处理池的结构示意图。

图中，

1、清水池；2、集水池；3、进水池；31、进水管；32、进水泵；

4、处理池；40、沙质土壤层；41、好氧层；411、好氧型填料；412、进气口；413、布气管；42、分离筛网；43、厌氧层；431、厌氧型填料；432、进水口；433、布水管；44、炉渣层；45、挺水植物层；451、出水口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种人工湿地污水处理系统，参考图1，包括用于储存清水的清水池1、用于储存污水的集水池2、与清水池1和集水池2相连通的进水池3、以及通过进水管31与进水池3相连的处理池4。

由于城市生态园林产生的污水，在各个时间段的水量和水质一般是不均衡的，比如下雨天时污水中污染物的浓度较低，生态园林人流量大时污水中的污染物较高，这种变化对废水处理设施设备的正常操作及处理效果是很不利的，因此集水池2可以将一段时间的污水收集起来，并使其均质均量。清水池1内存蓄有清水，参考图1，清水池1和集水池2均通过水管与进水池3相连通。测量集水池2内污水内成分的浓度，再将其排入进水池3中与一定量的清水混合，使其与处理池4所需要的污水成分和浓度相适合，从而提高处理效果。

继续参考图1，处理池4的池壁上穿设有进水口432，进水口432通过进水管31与进水池3连通，进水管31上设置有进水泵32，进水池3内的水体由进水泵32按一定时间间隔经布水管433泵进处理池4中。

参考图2，处理池4包括自下而上依次设置的沙质土壤层40、炉渣层44和挺水植物层45，沙质土壤层40分为好氧层41和厌氧层43，厌氧层43位于好氧层41下方且通过分离筛网42与厌氧层43隔开。厌氧层43所处的处理池4的池壁上设有进水口432以及和进水口432相连通的布水管433，布水管433在厌氧层43中延伸分布，从而将污水均匀分布在厌氧层43中。厌氧层43内均匀设置有厌氧型填料431，所述厌氧型填料431里填充有厌氧氨氧化菌；好氧层41内均匀设置有好氧型填料411，所述好氧型填料411里填充有氨氧化菌；处理池4的池壁上还设有进气口412以及与进气口412相连通的布气管413，布气管413在好氧层41中延伸分布。挺水植物层45设置有出水口451。

由于厌氧层43设置于池体的底部，其距离池体顶部较远，氧气含量相对较低，适合厌氧氨氧化菌的繁殖和生长。污水从池体底部进入厌氧层43，与厌氧层43中的厌氧型填料431充分混合。厌氧型填料431中填充的厌氧氨氧化菌在氧气含量低时生理活性高，繁殖和生长的速度快，能够更快地将铵根和亚硝酸根氧化还原成氮气。污水在被厌氧层43处理后向上流动，经过分离筛网42后到达好氧层41。好氧层41相对靠近池体的顶部，其氧气浓度相对较高，好氧型填料411中填充的氨氧化菌在氧气浓度高时生理活性高，繁殖和生长的速度快，能够更快地将亚硝酸根氧化为硝酸根，从而供挺水植物吸收。布气管413对好氧层41补充氧气，从而使好氧层41的氧气保持在适合氨氧化菌所需的浓度，保证了氨氧化菌进行硝化反应时对大量溶解氧的需求，从而提高了氨氧化菌对污水的处理效果。

厌氧型填料431为微重填料，密度为污水密度的1～1.45倍，厌氧型填料431的填充容积不低于厌氧层43的50%；好氧型填料411为微轻填料，密度为污水密度的0.72～1倍，且其填充容积不高于好氧层41的50%。

挺水植物层45种植有耐盐植物，包括芦苇、盐角草或盐地碱蓬，其根部扎植于沙质土壤层40中。挺水植物在生长时吸收氮盐、磷盐和氯盐，能够有效降低废水中的硝酸根、磷酸根和氯离子。

具体实施过程：

测量集水池2内污水内成分的浓度，再将其排入进水池3中。同时，清水池1也向进水池3通入一定量的清水，清水与废水按照一定比例混合，使其与处理池4所需要的污水成分和浓度相适合。进水池3中的污水通过进水管31通入处理池4，再通过布水管433扩散到厌氧层43中。污水依次经过厌氧层43、好氧层41和挺水植物层45的处理，最后从出水口451排出，在这个路径上污染物依次被处理并被吸收，水质不断提高。

上述的实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。