專利名稱：人工濕地污水處理系統(tǒng)及其處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水處理系統(tǒng)，尤其是一種人工濕地污水處理系統(tǒng)及其處理方法。
背景技術(shù)：
住宅的、商業(yè)的、農(nóng)業(yè)的以及工業(yè)的用水產(chǎn)生了大量未經(jīng)處理的廢水，這些廢水會 導(dǎo)致健康危害以及環(huán)境問題。因此，大部分城市在其污水收集系統(tǒng)的下游使用廢水處理設(shè) 備，將未凈化的廢水處理成比較無害的形式。 進入處理設(shè)備(流入)的廢水大概是99%的水以及1 %的大型物體、固體、溶解固 體、油類、蠟狀物以及有機物的混合物。通過使用一系列的處理步驟，可以將后者與前者分 離，這些處理步驟通常稱為預(yù)處理、初級處理、二級處理以及高級處理。預(yù)處理和初級處理 清除固體。二級處理使用微生物清除溶解的有機物。高級(三級)處理清除營養(yǎng)物如氮和 磷。其他的處理包括消毒、過濾和反滲透。 常規(guī)廢水處理系統(tǒng)的最終產(chǎn)物是經(jīng)處理后的廢水和淤泥。處理后的廢水通常排放 到廢水處理廠附近的水體(如溪流、河流或海洋)中。淤泥通常傾倒到廠區(qū)外的特定區(qū)域， 有時候經(jīng)處理后作為肥料使用。 近年來，各種水處理技術(shù)在實際應(yīng)用中取得了不斷的發(fā)展，特別是活性污泥法以 其工藝相對成熟、運行穩(wěn)定、處理效果好而成為城市污水處理的主流工藝。但單純依靠傳統(tǒng) 的人工處理方法在我國當前的情況下尚難以從根本上解決水污染問題，只能延緩其發(fā)展趨 勢。70年代以來，人工濕地處理技術(shù)的提出和發(fā)展，為綜合解決上述問題提供了一種新的選 擇。人工濕地是一個復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，其對污染物的去除是人工濕地各組成部分共同作用 的結(jié)果，應(yīng)充分考慮到各種因素的影響，因此應(yīng)對人工濕地污染物去除的機理及其影響因 素應(yīng)做深入全面的研究。 人工濕地是一種人工建造和監(jiān)督的與沼澤類似的地面，是一種廢水處理新技術(shù)， 可對二級污水處理廠處理后的污水進行深度處理。其設(shè)計和建造是充分利用地下人工介質(zhì) 中棲息的植物、微生物、植物根系及自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學和生物作用的優(yōu)化組合來 進行的， 一般利用這三者的協(xié)同作用來處理污水。 目前我國開展?jié)竦厣锾幚砉こ陶谄鸩诫A段，關(guān)于有機物濕地生物降解規(guī)律性 研究，尤其是定量研究還很欠缺，對廢水污染物的去除率很不穩(wěn)定。 人工濕地處理污水的機理非常復(fù)雜，設(shè)計的范圍也很廣，目前，雖然有些機理研究
已經(jīng)得到初步的認可，但仍然存在很多問題需要進一步研究，如污水中的有機污染物、無機
污染物、金屬污染物的去除過程與機理；根際微生態(tài)系統(tǒng)的綜合作用；有機物、無機化合物
和金屬離子在濕地系統(tǒng)內(nèi)的相互作用及其對植物、微生物和土壤的影響等。 人工濕地系統(tǒng)是一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，它形成了內(nèi)部良好的循環(huán)，不僅對污水有
較好的凈化效果，而且具有較好的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。發(fā)達國家已被用來處理各種類型
的廢水，發(fā)展中國家發(fā)展人工濕地技術(shù)的潛力更是巨大的，在我國該項技術(shù)將會得到越來越廣的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供如下一種人工濕地污水處理系統(tǒng)，依照處理
順序包括預(yù)處理系統(tǒng)、生化處理系統(tǒng)、污泥貯池，其特征在于，還包括布置于生化處理系統(tǒng)
后的尾水深度處理系統(tǒng)；所述預(yù)處理系統(tǒng)包括自動格柵井，生化處理系統(tǒng)包括厭養(yǎng)池、好氧 池及二沉池；尾水深度處理系統(tǒng)包括人工濕地； 人工濕地包括四面防水墻體、填料床體以及填料床體上方的水生植物層； 作為一種改進，所述植物層為按照植物高度從低到高種植的凈化污水的植物，形
成梯度結(jié)構(gòu)。 作為進一步改進，所述凈化污水的植物為水蔥、蘆葦、寬葉香蒲、紫葉美人蕉、小香 蒲中的一種或幾種。 作為進一步改進，所述填料床體為土壤、細砂、粗砂、礫石、灰渣及石灰石、沸石、煤 渣_草炭中一種或幾種組成的填料床體。 作為進一步改進，所述厭氧池和好氧池內(nèi)懸掛有毛竹球填料。 本發(fā)明還提供了利用上述人工濕地污水處理系統(tǒng)的污水處理方法，包括如下步 驟 —、生活污水經(jīng)過管網(wǎng)集中收集后自流進入自動格柵井，通過自動格柵將污水中 的雜物及大顆粒的固形物分離出來； 二、經(jīng)自動格柵井處理的污水進入?yún)掟B(yǎng)池，通過厭氧水酸化降解有機物，同時反硝 化脫氮； 三、從厭氧池流出的污水進入好氧池，利用好氧微生物降解有機物，并將氨氮氧化 為硝態(tài)氮，好氧池內(nèi)設(shè)置潛水曝氣器供氧； 四、好氧池出水自流入二沉池，污水沉淀分離后，上清液外排，二沉池活性污泥回 流至厭氧池和好氧池，保證生化微生物的濃度。 五、二沉池出水自流進入人工濕地，水流在填料床體的縫隙中流動，或在填料床體 的表面流動，床體表面的植物用以凈化污水。 六、污泥處理二沉池活性污泥回流至厭氧池處理后進入好氧池，剩余污泥進入污 泥貯池，通過厭氧消化自然消解，由環(huán)衛(wèi)部門每年一次抽運處置。 不同的基質(zhì)對人工濕地的處理效果影響較大。人工濕地的基質(zhì)又稱填料，一般由 土壤、細砂、粗砂、礫石、灰渣及石灰石、沸石等組成，不同的基質(zhì)對人工濕地的處理效果影 響較大，并且某些基質(zhì)的組合要優(yōu)于單一基質(zhì)的處理能力。因此，根據(jù)污水中的污染物種 類、特征可以選取不同的基質(zhì)或采用幾種基質(zhì)的組合。 一般來說，含有機質(zhì)豐富的基質(zhì)有助 于吸附各種污染物；土壤基質(zhì)的去污能力不如礫石基質(zhì)；含CaC03較多的石灰石基質(zhì)可以 有效地去除磷，沸石_石灰石組合的基質(zhì)可以有效地去除TN、TP ;煤渣-草炭基質(zhì)對磷具有 較強的吸附能力，在不種植濕地植物的情況下對TP的去除率可達到77. 6% 85. 0%，可以 作為垂直流人工濕地系統(tǒng)的特殊基質(zhì)；花崗巖_粘性土壤基質(zhì)能高效地去除污水中的磷， 對TP的去除能力可達90%。 人工濕地的水流類型不同，其對不同污染物的去除效率也有差異。水平潛流濕地
4對BOD、 COD等有機物和重金屬的去除效果較好，垂直流濕地對氮、磷的去除效果較好，表面 流型濕地的處理效果一般。但如果將表面流型與潛流型、表面流型與垂直流型結(jié)合起來，去 污效率會進一步提高。
有益效果 1、基建和運行費用便宜，低于傳統(tǒng)的處理工藝。
2、維護和管理技術(shù)要求低。 3、對于水力負荷和污染負荷的沖擊，具有較強的抵抗能力。 4、可提供或間接提供經(jīng)濟效益，如水產(chǎn)、造紙原料、建材、綠化、野生動物棲息地等。 5、作為一種廢水處理新技術(shù)，可對二級污水處理廠處理后的污水進行深度處理。
采用傳統(tǒng)活性污泥法和人工濕地相結(jié)合的新工藝類，在進水濃度較低的情況下， 對B0D5的去除率可達85% 95X，對C0D的去除率可達80%，處理出水B0D5的濃度在 10mg/L左右，SS小于20mg/L，大大提高了污水處理率。


圖1是本發(fā)明實施例的污水處理流程圖；
具體實施例方式
結(jié)合附圖，下面對本發(fā)明作進一步具體說明。
具體實施例 —、設(shè)計原則以污水處理量為1000m3/d為例，設(shè)計生活污水水質(zhì)pH = 6_9 ; C0Dcr《300mg/L ;B0D5《150mg/L ;SS《200mg/L ;NH3-N《20mg/L。 處理要求污水經(jīng)治理設(shè)施處理后，其排放的污水達到《污水綜合排放標準》 GB8978-1996 —級標準，其控制指標為pH = 6-9 ;CODcr《100mg/L ;B0D5《20mg/L ; SS《70mg/L ;NH3-N《15mg/L。 污水處理工藝流程根據(jù)生活污水的特點，結(jié)合以往處理生活污水的工程經(jīng)驗并 保證污水處理效果，采用"厭氧一好氧一梯型濕地"工藝進行處理。"厭氧一好氧一梯型濕 地"工藝流程如圖所示。
二、工藝流程說明 1.生活污水經(jīng)過管網(wǎng)集中收集后自流進入自動格柵井，通過自動格柵將污水中的 雜物及大顆粒的固形物分離出來，清除稍大的垃圾雜物，防止進入污水處理工藝池，堵塞管 路。 2.去除大顆粒的固體雜質(zhì)后的污水進入?yún)掟B(yǎng)池，通過厭氧水解酸化降解有機物， 同時部分實現(xiàn)反硝化脫氮；厭氧出水直流進入好氧池，利用好氧微生物降解有機物，并將氨 氮氧化為硝態(tài)氮。好氧池內(nèi)設(shè)置潛水曝氣器供氧。 為了保證工藝穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，在厭氧池和好氧池內(nèi)懸掛部分毛竹球填料，可以快速吸 附活性污泥，掛膜時間快，實測微生物污泥濃度高達5-6g/L。實現(xiàn)懸浮型和附著型微生物混 合的生物相，特別耐沖擊負荷，處理效果穩(wěn)定。 3.好氧池出水自流入二沉池，污水沉淀分離后，上清液外排。二沉池活性污泥回流至厭氧池和好氧池，保證生化微生物的濃度。 4. 二沉池出水自流進入梯型人工濕地，人工濕地由土壤和礫石等混合結(jié)構(gòu)的填料 組成，水流可以在床體的填料縫隙中流動，或在床體的地表流動，床體表面種植植物，形成 一個獨特的動植物生態(tài)環(huán)境，用以凈化污水。
污泥處理二沉池活性污泥回流至厭氧池處理后進入好氧池，剩余污泥進入污泥 貯池，通過厭氧消化自然消解，由環(huán)衛(wèi)部門每年一次抽運處置。
三、主要設(shè)施、設(shè)備及工藝要求
1.格柵井 功能說明分離污水中的垃圾雜物。
設(shè)計參數(shù)0. 8mL*2. 5mW*l. 0+1. 5mH， 1座。
建筑結(jié)構(gòu)鋼砼。型式半地上式。 設(shè)備配置自動格柵機GSHZ-500，柵隙5mm， 1臺，O. 55kW，不銹鋼。
2.厭氧池 功能說明厭氧降解有機物，部分反硝化脫氮。格柵井出口位置設(shè)置抽泥口。
設(shè)計參數(shù):HRT = 14h。有效容積600m3， 16. 0mL*15. 0mW*2. 5+0. 5mH， 1座。池內(nèi)
懸掛毛竹球填料，層高2m。
建筑結(jié)構(gòu)鋼砼。型式半地上式。池頂標高+1. OOm。
設(shè)備配置毛竹球填料480m3。
3.好氧池 功能說明降解廢水有機物，硝化氧化氨氮，保證達標排放。 設(shè)計參數(shù):HRT = 8h。有效容積:400m3， 16. 0mL*10. 0mW*2. 5+0. 5mH， 1座。池內(nèi)懸
掛毛竹球填料，層高2m。設(shè)置潛水曝氣機供氧，氣水比8 : 1。
建筑結(jié)構(gòu)鋼砼。型式半地上式。池頂標高+1. OOm。 設(shè)備配置潛水曝氣機風量85m3/h， 5. 5KW， 4臺。毛竹球填料320m3。 4. 二沉池 功能說明沉淀活性污泥，污泥回流至好氧池和厭氧池。 設(shè)計參數(shù)HRT3.4h。表面負荷0. 58m3/m2 h，有效容積144m3， 12. 0mL*6. 0mW*2. 0+0. 5mH， 1座。設(shè)60°泥斗2個，泥斗頂標高-1. 50m。
建筑結(jié)構(gòu)鋼砼。型式半地上式。池頂標高+1. OOm。
設(shè)備配置污泥回流泵QW50-20-7， 20m3/h， 7m， 0. 75kW， 2臺。
5.污泥貯池 功能說明貯存生化剩余污泥，定期清運。
設(shè)計參數(shù)有效容積60m3， 6. 0mL*4. 0mW*2. 5+0. 5mH， 1座。
建筑結(jié)構(gòu)鋼砼。型式半地上式。池頂標高+1. OOm。
6.人工濕地 功能說明人工形成一個植物生態(tài)環(huán)境，用以凈化污水，實現(xiàn)達標排放。
設(shè)計模式為梯型濕地。 設(shè)計參數(shù)地下潛流式，梯級布置。表面積500m、深1. 0-1. 2m。
濕地內(nèi)種植戸蘋和香蒲等水生植物。濕地級差O. lm。
建筑結(jié)構(gòu)床體由土壤和礫石組成，池底采用素砼，池壁采用磚混，要求防滲漏。
四、綠化 為保證人工濕地污水處理系統(tǒng)和周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)，美化環(huán)境，選擇抗污染品種水 生植物，在人工濕地污水處理系統(tǒng)及其周圍采用如下綠化措施 1.污水處理池頂覆土，種植大花萱草(黃花，花期5-10月份)、紅花美女櫻(紅花， 花期4-10月份)、美國薄荷(深紅色，花期5-10月份)。 2.人工濕地內(nèi)種植水蔥、寬葉香蒲、紫葉美人蕉、小香蒲。按不同高度形成梯度，配 置不同色彩，造成四季翠綠外貌。 3.岸邊種植河芒、馬藺(蘭紫色，花期5-10月份)、矮蒲葦。
五、處理效果 經(jīng)處理后的水質(zhì)達到《污水綜合排放標準》GB8978-1996 —級標準，主要技術(shù)指 標 (1)水質(zhì)中的懸浮物(SS)的去除率低于20mg/1。 (2)有機物的去除，人工濕地對B0D5(五日生化需氧量)的去除率高于75%，而 城市廢水通過多級濕地處理后，COD(化學需氧量)和B0D5去除率可分別達到93. 6%和 97. 8%。 (3)氨氮去除率90%以上，總氮去除率40%以上。 (4)病原微生物的去除，人工濕地對細菌處理的去除率從30%到99%不等。
最后，還需要注意的是，以上列舉的僅僅是本發(fā)明的具體實施例子，顯然，本發(fā)明 不限于以上實施例子，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容 直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認為是本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種人工濕地污水處理系統(tǒng)，依照處理順序包括預(yù)處理系統(tǒng)、生化處理系統(tǒng)、污泥貯池，其特征在于，還包括布置于生化處理系統(tǒng)后的尾水深度處理系統(tǒng)；所述預(yù)處理系統(tǒng)包括自動格柵井，生化處理系統(tǒng)包括厭養(yǎng)池、好氧池及二沉池；尾水深度處理系統(tǒng)包括人工濕地；人工濕地包括四面防水墻體、填料床體以及填料床體上方的水生植物層；
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工濕地污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述水聲植物層為按 照植物高度從低到高種植的凈化污水的植物，形成梯度結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的人工濕地污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述凈化污水的植物 為水蔥、蘆葦、寬葉香蒲、紫葉美人蕉、小香蒲中的一種或幾種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工濕地污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述填料床體為粘土、 細砂、粗砂、礫石、灰渣及石灰石、沸石中 一種或幾種組成的填料床體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工濕地污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述厭氧池和好氧池 內(nèi)懸掛有毛竹球填料。
6. —種根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工濕地污水處理系統(tǒng)的污水處理方法，其特征在于， 包括如下步驟一、 生活污水經(jīng)過管網(wǎng)集中收集后自流進入自動格柵井，通過自動格柵將污水中的雜 物及大顆粒的固形物分離出來；二、 經(jīng)自動格柵井處理的污水進入?yún)掟B(yǎng)池，通過厭氧水酸化降解有機物，同時反硝化脫氮；三、 從厭氧池流出的污水進入好氧池，利用好氧微生物降解有機物，并將氨氮氧化為硝 態(tài)氮，好氧池內(nèi)設(shè)置潛水曝氣器供氧；四、 好氧池出水自流入二沉池，污水沉淀分離后，上清液外排，二沉池活性污泥回流至 厭氧池和好氧池，保證生化微生物的濃度；五、 二沉池出水自流進入人工濕地，水流在填料床體的縫隙中流動，或在填料床體的表 面流動，床體表面的植物用以凈化污水；六、 污泥處理二沉池活性污泥回流至厭氧池處理后進入好氧池，剩余污泥進入污泥貯 池，通過厭氧消化自然消解，由環(huán)衛(wèi)部門每年一次抽運處置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種人工濕地污水處理系統(tǒng)，依照處理順序包括預(yù)處理系統(tǒng)、生化處理系統(tǒng)、污泥貯池，其特征在于，還包括布置于生化處理系統(tǒng)后的尾水深度處理系統(tǒng)；所述預(yù)處理系統(tǒng)包括自動格柵井，生化處理系統(tǒng)包括厭養(yǎng)池、好氧池及二沉池；尾水深度處理系統(tǒng)包括人工濕地；人工濕地包括四面防水墻體、填料床體以及填料床體上方的水生植物層。利用上述人工濕地污水處理系統(tǒng)的污水處理方法，包括如下主要步驟自動格柵將污水中的雜物分離；厭氧水酸化降解有機物；污水沉淀分離后，上清液外排，二沉池活性污泥回流至厭氧池和好氧池；二沉池出水進入人工濕地，床體表面的植物用以凈化污水；剩余污泥進入污泥貯池，由環(huán)衛(wèi)部門抽運處置。
文檔編號C02F3/32GK101792234SQ20101012992
公開日2010年8月4日 申請日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者何潔, 吳富根, 王琦峰, 王錦, 邵佳 申請人:浙江鎏源環(huán)?？萍加邢薰?br>