專利名稱：：表面流-水平潛流復合人工濕地系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及環(huán)境工程和生態(tài)工程領域，尤其涉及一種控制富營養(yǎng)化污染的沉水植物型表面流--水平潛流復合人工濕地凈化系統(tǒng)。
背景技術：
：近年來隨著工業(yè)污水和城市生活污水的排放量不斷增加，水體的富營養(yǎng)化程度不斷加深。人工濕地作為一種生態(tài)工程富營養(yǎng)化水處理技術，可以同時去除氮磷、懸浮物、BOD、大腸桿菌和重金屬等多種污染物，具有出水水質穩(wěn)定、基建和運行費用低、維護管理方便、耐沖擊負荷強和具有美學價值等優(yōu)點。根據(jù)水體流動的方式，通常將人工濕地分為三類表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直潛流人工濕地。表面流人工濕地的特點是充氧能力好，充氧方式包括水體表面擴散和植物根系輸氧，特別當采用沉水植物時存在葉面放氧作用，對水體的充氧效果遠高于挺水植物和浮水植物，具有一定的硝化效果，但表面流人工濕地占地面積較大，水力負荷較小，污染物去除能力有限；水平潛流人工濕地能夠承受較大的水力負荷和污染負荷，對BOD、SS、重金屬等污染指標的去除效果較好，冬季有很好的保溫效果，但水平潛流濕地充氧能力較差，濕地中基本處于厭氧狀態(tài)，具有較好的反硝化能力；垂直潛流人工濕地充氧主要通過大氣擴散和植物根部輸氧，其充氧效果在三種人工濕地形式中最高，具有最高的硝化能力。與表面流人工濕地不同，水平潛流和垂直潛流人工濕地都極易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。由于不同類型人工濕地存在各自的優(yōu)缺點，為提高污染物去除效果往往將上述三種人工濕地按不同方式組合起來使用。如申請?zhí)枮?00410027422.4，名稱為生活污水垂直流-水平流復合人工濕地脫氮除磷方法，公開號為CN1583604A的發(fā)明專利、申請?zhí)枮?00610036318.0，名稱為垂直流與水平流一體化復合人工濕地處理城巿污水的方法，公開號為CN1884139A的發(fā)明專利、申請?zhí)枮?00510047935.6，名稱為一種復合流人工濕地及其應用系統(tǒng)，公開號為CN1978342A的發(fā)明專利、申請?zhí)枮?00510047134.X，名稱為一種景觀型復合潛流人工濕地污水處理方法，公開號為CN1923722A的發(fā)明專利、申請?zhí)枮?00310111813.X，名稱為城市污水復合人工濕地脫氮除磷方法，公開號為CN1528680A的發(fā)明專利等5項發(fā)明專利都是將垂直潛流和水平潛流人工濕地以不同的方式組合在一起，利用兩種人工濕地中的有氧和缺氧環(huán)境去除BOD、氮磷等，另輔以不同吸附基質強化去除氮和磷。再如申請?zhí)枮?00510011497.8,名稱為垂直流--表面流復合人工濕地處理生活污水方法，公開號為CN1686868A的發(fā)明專利將不同填充介質的垂直潛流人工濕地與表面流人工濕地組合成復合系統(tǒng)處理生活污水，在垂直流人工濕地中種植觀賞性植物，在表面流人工濕地中種植水生植物、花卉植物、蔬菜或養(yǎng)殖魚類。再如申請?zhí)枮?3157161.1，名稱為污水的組合人工濕地處理的系統(tǒng)和方法，公開號為CN1597562A的發(fā)明專利采用垂直流-水平潛流--水平潛流復合人工濕地凈化廢水，適用于比較大的污染負荷，并且污染物去除效果較好。由上述發(fā)明專利可以看出，當前復合人工濕地系統(tǒng)主要是由水平潛流(或表面流)和垂直潛流組合而成。盡管沉水植物型表面流人工濕地具有的充氧效舉和硝化效果，并且不易產(chǎn)生生堵塞現(xiàn)象，將其與厭氧環(huán)境的水平潛流人工濕地相結合可以形成厭氧和好氧環(huán)境的組合(與城市污水A/0工藝類似)，能夠有效去除污染物，并且具有建設成本和運行成本低等優(yōu)勢，將其應用于廢水脫氮除磷具有很現(xiàn)實的意義，但這種復合人工濕地系統(tǒng)目前并未見到。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于根據(jù)表面流和水平潛流人工濕地中不同的溶氧環(huán)境以及挺水、沉水、浮水等水生植物不同的充氧效果，提供一種沉水植物型表面流與水平潛流組合而成的復合人工濕地系統(tǒng)，通過在表面流人工濕地處理床單元栽培沉水型植物，提高該單元的溶解氧濃度，增強該單元的硝化作用，同時水平潛流人工濕地易形成厭氧環(huán)境，將這種兩種人工濕地組合在一起即可形成厭氧和好氧交替的人工濕地環(huán)境，有利于氮磷的梯級去除。本發(fā)明的特征在于，所述表面流與水平潛流復合人工濕地系統(tǒng)基于表面流和水平潛流人工濕地中不同的溶氧環(huán)境以及沉水植物高于浮水、挺水植物的充氧效果，將表面流與水平潛流串聯(lián)組合在一起，并在表面流人工濕地形成沉水植物為優(yōu)勢的水生植物群落，從而實現(xiàn)好氧、厭氧交替的人工濕地微環(huán)境，有利于提高污染物的去除效率。表面流人工濕地中水流流速控制在一定水平以遏制表面流人工濕地中藻類的生長繁殖，同時表面流與水平潛流人工濕地床體基質中分別添加沸石和方解石，以分別強化氮磷去除效果。本發(fā)明提供的表面流—水平潛流復合人工濕地系統(tǒng)各部分情況依次為(1)污水流入沉水植物型表面流人工濕地單元，控制合適流速以遏制藻類的生長繁殖，該單元主要去除大部分氨氮以及部分磷、懸浮顆粒和有機污染物，出水中氮主要以硝態(tài)氮形態(tài)存在。(2)表面流人工濕地單元出水流入水平潛流人工濕地單元，主要去除大部分硝態(tài)氮、磷、懸浮顆粒和有機污染物、微生物等。所述表面流與水平潛流復合人工濕地系統(tǒng)即由上述沉水植物型表面流人工濕地單元和水平潛流人工濕地單元依次串聯(lián)而成，兩個單元的基質中分別添加沸石和方解石(厚度約為5-10cm)吸附水中氮磷，為生物去除創(chuàng)造條件。其中所述表面流人工濕地單元栽種沉水植物(包括魚樂草、金魚藻等中的一種或幾種)，并控制該單元的廢水流速，以控制藻類生長。所述水平潛流人工濕地單元內種植挺水植物(包括蘆葦、美人蕉、香蒲等中的一種或兒種)。附圖1為強化型表面流水平潛流組合人工濕地系統(tǒng)工藝流程圖其中1為進水2為沉水植物型表面流人工濕地單元3為水平潛流人工濕地單元4為出水5為沉水植物6為填料7為挺水植物具體實施例方式以下結合附圖詳細說明本發(fā)明的工作原理和實施方式本發(fā)明所述的表面流-水平潛流復合人工濕地系統(tǒng)充分利用表面流-水平潛流組合的優(yōu)勢及沉水植物特點，強化污染物的去除效果，如圖1所示，經(jīng)初步沉淀后污水1以推流方式依次流經(jīng)沉水植物型表面流人工濕地單元2和水平潛流人工濕地單元3后水質得到凈化而流出該組合人工濕地形成出水4。在表面流人工濕地單元2中種植有當?shù)貎?yōu)勢沉水植物5，床層中添加大容量脫氨氮填3N"沸石6，在填料-植物-微生物的共同作用下去除水中磷、SS以及部分有機污染物，同時大部分氨態(tài)氮被去除，出水余氮主要形式為硝態(tài)氮?？刂圃搯卧?的水流速度以遏制藻類的生長繁殖。在水平潛流人工濕地單元3中種植挺水植物7,床層中添加方解石等磷吸附基質6，以強化磷的去除效果。在水流經(jīng)該單元時，在植物-微生物共同作用下水中硝態(tài)氮得以去除，同時該段人工濕地能夠去除大部分有機污染物和懸浮物。實施例l某河道流量為5000m"d，水質指標如表l所示，采用本發(fā)明復合人工濕地系統(tǒng)處理，其中沉水植物型表面流人工濕地單元平均寬度為40m,水深約為l-1.2m,試驗區(qū)長度為65m。采用隔板的形式控制流速，利用隔板把河寬隔成8個廊道，以控制水流速約為0.5m/s,種植金魚藻，填料中添加沸石(5-10cm)，停留時間2d。水平潛流人工濕地單元種植蘆葦，水深約為1.5m，寬為40m，試驗區(qū)長110m,填料中添加方解石，停留時間為ld。出水水質指標如表所示。表1某河道污水經(jīng)本發(fā)明工藝處理前后的指標值(mg/L)<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>權利要求1、一種表面流--水平潛流復合人工濕地系統(tǒng)，其特征在于它基于表面流和水平潛流人工濕地中不同的溶氧環(huán)境，提供一種表面流與水平潛流組合而成的復合人工濕地系統(tǒng)，利用表面流人工濕地的好氧環(huán)境和水平潛流人工濕地的厭氧環(huán)境形成厭氧和好氧交替的人工濕地環(huán)境，促進氮磷的梯級去除。2、如權利要求1所述的表面流--水平潛流復合人工濕地系統(tǒng)，其特征在于它基于挺水、沉水、浮水植物不同的充氧效果，形成沉水型植物為優(yōu)勢物種的表面流人工濕地單元，形成好氧環(huán)境和硝化作用，同時通過水流流速控制來抑制藻類的生長繁殖。全文摘要本發(fā)明根據(jù)表面流和水平潛流人工濕地中不同的溶氧環(huán)境以及挺水、沉水、浮水等水生植物不同的充氧效果，提供一種沉水植物型表面流與水平潛流組合而成的復合人工濕地系統(tǒng)，通過在表面流人工濕地處理床單元栽培沉水型植物，提高該單元的溶解氧濃度，增強該單元的硝化作用，同時水平潛流人工濕地易形成厭氧環(huán)境，將這兩種人工濕地組合在一起即可形成厭氧和好氧交替的人工濕地環(huán)境，有利于氮磷的梯級去除。文檔編號C02F3/32GK101481177SQ200910000269公開日2009年7月15日申請日期2009年1月15日優(yōu)先權日2009年1月15日發(fā)明者楊志峰,王長偉,鄭少奎申請人:北京師范大學