專(zhuān)利名稱(chēng)：：利用人工浮島濕地深度處理水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于環(huán)保工程和水處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種利用人工浮島濕地深度處理水的方法。
背景技術(shù)：
：城市區(qū)域的工業(yè)、生活和商業(yè)點(diǎn)源污水雖然經(jīng)過(guò)管網(wǎng)攔截，再經(jīng)過(guò)污水集中處理廠(chǎng)一級(jí)或二級(jí)處理，達(dá)到環(huán)保要求排放，但其各項(xiàng)濃度仍然高于地表景觀(guān)水標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)，常導(dǎo)致排放河道和湖泊水體的惡化。目前，污水處理廠(chǎng)尾水深度處理問(wèn)題成為各個(gè)地區(qū)迫切需要解決的問(wèn)題。常規(guī)解決方法可在河道內(nèi)設(shè)置人工浮島，通過(guò)植物根系吸收，輔助起到凈化水質(zhì)的作用，但缺點(diǎn)是處理效果一般，無(wú)法解決水體污染負(fù)荷很大的水質(zhì)凈化問(wèn)題?；蚴窃谖鬯?jí)處理后在增設(shè)深度處理設(shè)施，進(jìn)一步將污水排放濃度降低后排放。但目前常規(guī)采用活性碳或膜處理的深度處理費(fèi)用昂貴，污水處理廠(chǎng)都無(wú)法長(zhǎng)期承受。采用陸地上的人工濕地生態(tài)化深度處理方法，效果很好，且能夠大大降低處理費(fèi)用，但缺點(diǎn)是占地較大，在用地緊張的城市地區(qū)，推廣應(yīng)用受到限制。如果將現(xiàn)有河道和湖泊，填高建設(shè)人工濕地，則可能影響防洪排澇，也無(wú)法推廣實(shí)施。因此，發(fā)明一種不占土地且效果大大優(yōu)于常規(guī)人工浮島的生態(tài)化深度水處理方法是非常有意義的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)和解決方案的不足，提供一種以人工浮島為載體的人工濕地處理方法，旨在不占用建設(shè)用地和不影響防洪排澇的前提下，利用生態(tài)工程深度處理污水處理廠(chǎng)或其他形式的城市點(diǎn)源污染。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下措施達(dá)到—種利用人工浮島濕地深度處理水的方法，污水廠(chǎng)尾水或其他污水出口(即點(diǎn)源污水)不直接排放到河道，而是排入到人工浮島濕地中，經(jīng)過(guò)人工濕地分級(jí)深度處理后再進(jìn)行排放，具體方法為采用人工浮島作為人工濕地的載體，將人工濕地隔水浮于河道或湖泊水面上，構(gòu)成人工浮島濕地，然后將河邊或湖泊岸上的點(diǎn)源污水通過(guò)布水裝置均勻分布在人工浮島濕地內(nèi)而不與外界河水或湖水接觸，通過(guò)人工浮島濕地內(nèi)的人工濕地處理污水，污水經(jīng)過(guò)處理后直接排入受納水體。點(diǎn)源污水排水口高于人工浮島濕地入水口高度。再通過(guò)布水裝置，尾水均勻分布到人工浮島濕地的各處理單元上。各級(jí)串聯(lián)單元入水口有5cm-10cm左右落差，以便水沿程重力自流。污水中的有機(jī)物和氮磷等營(yíng)養(yǎng)成分在人工濕地中，經(jīng)過(guò)生物降解、硝化和反硝化、沉淀、吸附、吸收等多重作用下去除，出水達(dá)到景觀(guān)水標(biāo)準(zhǔn)后排放。作為人工浮島濕地載體的人工浮島可以單純由輕質(zhì)復(fù)合材料材質(zhì)的中空船箱體構(gòu)成，也可以由船箱體上增設(shè)中空浮管而共同構(gòu)成，以提供人工濕地的浮力并將污水與外界河水或湖水相隔離。單個(gè)人工浮島濕地(即人工浮島濕地獨(dú)立單元)的最大排水截面積與人工濕地填料層截面積比為2:i3:i。人工濕地可以為表面流人工濕地、水平潛流人工濕地或混合型人工濕地。其中表面流人工濕地指污水在濕地基質(zhì)層表面定速定向流動(dòng)，水平潛流人工濕地指污水在濕地基質(zhì)層內(nèi)部流動(dòng)，混合型人工濕地指前述兩種濕地的串聯(lián)混合類(lèi)型。由人工浮島和人工濕地構(gòu)成的單個(gè)人工浮島濕地(即人工浮島濕地獨(dú)立單元)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)保證良好的水力傳導(dǎo)性和處理效果，其污水輸入的處理面積負(fù)荷為10cm/m2100cm/m、獨(dú)立單元的平面積為100m2500m2。人工浮島濕地固定在點(diǎn)源污水排放水旁邊的岸上或河床上，具體可以采用錨繩或其他裝置將人工浮島濕地的兩端或四周固定在岸上或河床，以防止漂移。為增強(qiáng)污水處理效果或根據(jù)處理達(dá)標(biāo)要求，可以將不同的人工浮島濕地之間以單元形式(即將不同的人工浮島濕地獨(dú)立單元)相互并聯(lián)、串聯(lián)或串并混聯(lián)在一起，通過(guò)分布污水的布水裝置連接，共同處理污水；即浮島可以分塊安裝，第一個(gè)人工浮島濕地可以視為一個(gè)單元塊，經(jīng)過(guò)計(jì)算單元塊的處理能力及效率，將不同的單元塊相互組合，分級(jí)進(jìn)行處理。與點(diǎn)源污水相通的布水裝置或連接兩個(gè)人工浮島濕地的布水裝置，將污水均勻分布到濕地表面或內(nèi)部，以增加處理效率。一種具體的布水方式為橫向布水聯(lián)合縱向流水，即布水裝置將污水橫向均勻分布在人工濕地的首端，通過(guò)人工濕地內(nèi)的排水體積及水位落差，污水在人工濕地內(nèi)或表面縱向從首端流向末端，在縱向流動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行污水處理。經(jīng)過(guò)人工濕地處理后的污水達(dá)到景觀(guān)水標(biāo)準(zhǔn)后排放入受納水體。本方法專(zhuān)業(yè)用于攔截直接排放到河道、湖泊等水體的污水，并對(duì)其進(jìn)行深度處理后達(dá)到景觀(guān)水排放。該方法充分利用河道和湖體面積，不影響防洪排澇，不占用陸地面積，比常規(guī)人工浮島技術(shù)處理水效果好，達(dá)到陸地人工濕地相同效果。對(duì)于城市地區(qū)集中污水廠(chǎng)尾水、工業(yè)、生活、商業(yè)污染點(diǎn)源的排放達(dá)標(biāo)治理具有非常大的應(yīng)用潛力。本發(fā)明技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步主要體現(xiàn)在①處理比常規(guī)人工浮島高效。常規(guī)的人工浮島主要是通過(guò)浮島植物對(duì)水體污染和營(yíng)養(yǎng)物吸收來(lái)凈化水質(zhì)，而人工浮島濕地是通過(guò)濕地基質(zhì)層內(nèi)微生物降解污染有機(jī)物來(lái)凈化水質(zhì)。②使得河道等納污水體面積在不影響防洪排澇的前提下得到了有效利用，一舉解決了人工濕地占用土地多的推廣瓶頸問(wèn)題；③人工濕地是生態(tài)工程和節(jié)能減排工程代表性項(xiàng)目，具有低耗能、處理效果強(qiáng)、生態(tài)景觀(guān)好的特點(diǎn)，維護(hù)費(fèi)用比其他技術(shù)方案低一半以上，可有效緩解包括污水廠(chǎng)尾水排放在內(nèi)的城市點(diǎn)源污染排放問(wèn)題；④人工浮島濕地的實(shí)施采用單元模塊化形式。人工浮島通過(guò)大批量工業(yè)化生產(chǎn)，拖至污水處理區(qū)域，快速安裝，大大縮短現(xiàn)場(chǎng)施工周期。圖1是本發(fā)明的一種工藝流程圖。圖2是本發(fā)明的一種工藝平面示意圖。4圖3是本發(fā)明的一種工藝立面示意圖。具體實(shí)施例方式如圖2、3所示，以中空人工浮島作為載體，分別將人工濕地植入載體中，構(gòu)成人工浮島濕地，每個(gè)人工浮島濕地可以作為人工浮島濕地獨(dú)立單元。人工浮島濕地將人工濕地與外界相隔離，使人工濕地內(nèi)有污水時(shí)，該污水僅在人工濕地內(nèi)處理而不與外界的水相接觸。其中每個(gè)人工浮島濕地單元的首端均設(shè)有布水裝置，將污水均勻地分布于人工濕地內(nèi)；將前后兩個(gè)人工浮島濕地通過(guò)布水裝置相串聯(lián)，除第一組(即并聯(lián)的第一排)人工浮島濕地外，其他的人工浮島濕地的布水裝置的進(jìn)水口與前一個(gè)人工浮島濕地的末端出水口相通，以將前段工序處理后的水引入下段工序中。布水裝置的布水端將污水橫向分布在人工濕地的首端，前后兩級(jí)入水口落差5cm-10cm。單個(gè)人工浮島濕地單元的最大排水截面積與人工濕地填料層截面積比為2:13:1。污水輸入的處理面積負(fù)荷在20cm/m250011/1112之間，單個(gè)處理單元面積為100平方米，長(zhǎng)20米，寬5米。每個(gè)人工浮島濕地單元的首尾均通過(guò)錨繩固定在點(diǎn)源污水排放口旁邊的岸邊(其中錨繩可以根據(jù)水平面的高低進(jìn)行調(diào)節(jié))。第一個(gè)人工浮島濕地的布水裝置的進(jìn)水口與岸上的污水處理廠(chǎng)的排污水相通，污水處理廠(chǎng)的污水依次進(jìn)入串聯(lián)的人工浮島濕地，在浮島內(nèi)不與外界的水接觸。處理單元呈分級(jí)處理排列。每一級(jí)由若干個(gè)并聯(lián)的處理單元構(gòu)成。具體單元數(shù)量和類(lèi)型根據(jù)進(jìn)出水質(zhì)要求設(shè)計(jì)。處理系統(tǒng)可采用混合型濕地結(jié)構(gòu)，即水平潛流濕地為第一步處理，表面流濕地為第二步處理?；蛘呤菃我粷竦仡?lèi)型，完全為水平流人工濕地或表面流人工濕地。通過(guò)人工濕地進(jìn)行處理，最后的人工濕地處理后的污水達(dá)到景觀(guān)水標(biāo)準(zhǔn)后直接排放入外界水中。中試設(shè)計(jì)參數(shù)污水流量每天100m人工浮島濕地1000m2。采用水平潛流人工濕地工藝，共分5級(jí)10個(gè)單元，其中每個(gè)人工浮島濕地獨(dú)立單元面積100m2。5個(gè)人工浮島濕地獨(dú)立單元前后串聯(lián)，2個(gè)這樣的串聯(lián)單元相互并聯(lián)組成整體的處理系統(tǒng)，污水從最前端的兩個(gè)并聯(lián)的單元的布水器進(jìn)入處理系統(tǒng)中，然后逐級(jí)處理直至排放。污水處理前后的水質(zhì)狀況如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本實(shí)施例處理效果遠(yuǎn)高于同等面積的水中人工浮島。設(shè)施造價(jià)雖然比陸地同等面積和標(biāo)準(zhǔn)的人工濕地高10%_15%，但由于不占用土地，整體工程造價(jià)仍低于陸地人工濕地。權(quán)利要求一種利用人工浮島濕地深度處理水的方法，其特征在于采用人工浮島作為人工濕地的載體，將人工濕地隔水浮于河道或湖泊水面上，構(gòu)成人工浮島濕地，然后將河邊或湖泊岸上的點(diǎn)源污水通過(guò)布水裝置均勻分布在人工浮島濕地內(nèi)而不與外界河水或湖水接觸，通過(guò)人工浮島濕地內(nèi)的人工濕地處理污水，污水經(jīng)過(guò)處理后直接排入水體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的人工浮島濕地固定在點(diǎn)源污水排放口旁邊的岸上或河床。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于人工浮島濕地之間以單元形式，相互并聯(lián)、串聯(lián)或串并混聯(lián)在一起，通過(guò)分布污水的布水裝置連接，共同處理污水。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于人工浮島的結(jié)構(gòu)為輕質(zhì)復(fù)合材料材質(zhì)的中空船箱體，或者在中空船箱體上增設(shè)中空浮管。5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于人工浮島濕地獨(dú)立單元的平面積為100m2500m2。6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于人工浮島濕地獨(dú)立單元的日處理污水負(fù)荷為10cm/m2100cm/m2。7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于人工浮島濕地獨(dú)立單元的最大排水截面積與人工濕地填料層截面積比為2:13:i。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的人工濕地為表面流人工濕地、水平潛流人工濕地或混合型人工濕地；其中表面流人工濕地指污水在濕地基質(zhì)層表面定速定向流動(dòng)，水平潛流人工濕地指污水在濕地基質(zhì)層內(nèi)部流動(dòng)，混合型人工濕地指前述兩種濕地的串聯(lián)混合類(lèi)型。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于經(jīng)過(guò)人工浮島濕地處理后的污水達(dá)到景觀(guān)水標(biāo)準(zhǔn)后排放。全文摘要本發(fā)明提供了一種利用人工浮島濕地深度處理水的方法，采用人工浮島作為人工濕地的載體，將人工濕地隔水浮于河道或湖泊水面上，構(gòu)成人工浮島濕地，然后將河邊或湖泊岸上的點(diǎn)源污水通過(guò)布水裝置均勻分布在人工浮島濕地內(nèi)而不與外界河水或湖水接觸，通過(guò)人工浮島濕地內(nèi)的人工濕地處理污水，污水經(jīng)過(guò)處理后直接排出。本方法專(zhuān)業(yè)用于攔截直接排放到河道、湖泊等水體的污水，并對(duì)其進(jìn)行深度處理后達(dá)到景觀(guān)水排放。該方法充分利用河道和湖體面積，不影響防洪排澇，不占用陸地面積，比常規(guī)人工浮島技術(shù)處理水效果好，達(dá)到陸地人工濕地相同效果。對(duì)于城市地區(qū)集中污水廠(chǎng)尾水、工業(yè)、生活、商業(yè)污染點(diǎn)源的排放達(dá)標(biāo)治理具有非常大的應(yīng)用潛力。文檔編號(hào)C02F3/34GK101700933SQ20091021279公開(kāi)日2010年5月5日申請(qǐng)日期2009年11月9日優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日發(fā)明者朱曉東,潘濤申請(qǐng)人:南京大學(xué)