一種多流態(tài)強(qiáng)化復(fù)合潛流人工濕地系統(tǒng)及其使用方法
【專利摘要】一種多流態(tài)強(qiáng)化復(fù)合潛流人工濕地系統(tǒng)及其使用方法，它涉及一種濕地處理及處理方法。該裝置包括配水箱(1)，水解酸化池(2)，下行潛流濕地(3)，上行潛流濕地(4)，水平潛流濕地(5)，進(jìn)水管(6)，水解酸化池布水管(7)，下行潛流濕地布水管(8)，上行潛流濕地布水管(9)，水平潛流濕地布水管(10)，出水管(11)，流量計(jì)(12)。人工濕地反應(yīng)器填料采用三層不同厚度與粒徑的多孔介質(zhì)構(gòu)成，層內(nèi)分布均勻，至水流在各層流態(tài)穩(wěn)定。本發(fā)明可以提高傳統(tǒng)的人工濕地對污水的處理效果，并且有效的防止了人工濕地堵塞現(xiàn)象，且具有低能耗，高效率，占地小，效益高等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種多流態(tài)強(qiáng)化復(fù)合潛流人工濕地系統(tǒng)及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，涉及一種處理受污染河流、凈化市政污水人工濕地結(jié)構(gòu)和工藝組合。
【背景技術(shù)】
[0002]人工濕地系統(tǒng)是由基質(zhì)、水生植物和微生物組成的一類特殊的基質(zhì)-植物-微生物生態(tài)系統(tǒng)，是人工建造和控制運(yùn)行的強(qiáng)化凈化能力的污水處理技術(shù)。以細(xì)菌為主體的微生物群落在人工濕地生態(tài)系統(tǒng)中起著關(guān)鍵性的作用。像細(xì)菌、真菌和放線菌等微生物在廢水中、水生植物根系或者填料上都大量存在，人工濕地為它們的生存和繁殖提供了穩(wěn)定的環(huán)境。
[0003]利用人工濕地技術(shù)凈化污染河流，對構(gòu)建水生生態(tài)系統(tǒng)有很大的作用，我國近年來在這方面也有一些成功的應(yīng)用。人工濕地對污水的凈化具有①脫氮除磷效果比較好投資低，經(jīng)濟(jì)效益好，運(yùn)行控制相對簡單對水質(zhì)、水量有一定的抗沖擊負(fù)荷能力；④生態(tài)環(huán)境效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，同時由于種植有植物，其景觀效果也較好。人工濕地在河道治理中遵循景觀生態(tài)學(xué)的原理，使河道治理植物化和生命化，其突出優(yōu)點(diǎn)是河流生態(tài)系統(tǒng)得到恢復(fù)，水體的自凈能力增強(qiáng)，而且流域內(nèi)的生物多樣性也相應(yīng)的增多。這些都和建設(shè)生態(tài)城市的目標(biāo)相吻合，再加上近年來城市內(nèi)河水資源緊張，而人工濕地可以實(shí)現(xiàn)河水的資源化回用，因此對處理城市河道污水有廣闊的發(fā)展空間。
[0004]然而，國內(nèi)外通過 多年來對人工濕地處理污水的研究試驗(yàn)以及實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)其在運(yùn)行中也存在一系列的問題，如占地面積大、容易出現(xiàn)惡臭吸引蚊蠅、易受氣溫影響、易堵塞等問題，這些問題還有待于進(jìn)一步解決，尤其是人工濕地的堵塞問題，堵塞往往是由于進(jìn)水TSS過高以及植物腐爛造成不可降解的懸浮物在基質(zhì)中積累，從而降低了濕地的水力傳導(dǎo)性，最終導(dǎo)致堵塞。因此把水解酸化池系統(tǒng)加入人工濕地的前部，作為強(qiáng)化預(yù)處理對懸浮性顆粒物具有較好的去除效果，可以有效的解決濕地長時間運(yùn)行的堵塞問題。
[0005]水解酸化的應(yīng)用較早，但大多是以簡單的水解酸化池的形式，人們對這一簡單經(jīng)濟(jì)的預(yù)處理技術(shù)并未給予足夠的重視。隨著污水處理難度的加大、處理要求的提高及國家對節(jié)能減排的號召，水解酸化技術(shù)的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)出來。但是水解酸化池作為單獨(dú)工藝處理污水，除了對懸浮性顆粒物質(zhì)和BOD有較好的去除效果，其對C0D、氮、磷等降解效果有限，而且水利停留時間較長。為優(yōu)化其處理效果，水解酸化池一般作為其他工藝的強(qiáng)化預(yù)處理來應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了解決目前潛流濕地對污水處理效率的不足，而提供一種簡單實(shí)用、占地面積小、低消耗、高效率的水處理設(shè)備以及工藝，以提高復(fù)合潛流型人工濕地對污水的處理效果；亦可以改變水生植物單一種植的方式，在凈化污水的同時達(dá)到景觀性作用；并且達(dá)到雙重功效，即不僅能處理市政廢水，對污染物進(jìn)行外緣阻斷，還能夠凈化受污染河水，對其內(nèi)緣污染物凈化，達(dá)到對城市河流污染內(nèi)外兼顧的目的。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
[0008]本發(fā)明的一種多流態(tài)強(qiáng)化復(fù)合潛流人工濕地系統(tǒng)，它包括配水箱、水解酸化池、下行潛流濕地、上行潛流濕地、水平潛流濕地、進(jìn)水管、水解酸化池布水管、下行潛流濕地濕地布水管、上行潛流濕地布水管、水平潛流濕地布水管、出水管、流量計(jì)、垂直流濕地填料層、水平流濕地系統(tǒng)填料層、一號閥門和二號閥門；
[0009]其中，配水箱底部與一號閥門一端連通，一號閥門的另一端與流量計(jì)連通，流量計(jì)的另一端與二號閥門連通，二號閥門的另一端與水解酸化池的左側(cè)上端連通，所述的水箱上端設(shè)置有進(jìn)水管，水解酸化池內(nèi)的水通過上行潛流濕地布水管流入下行潛流濕地內(nèi)，所述的上行潛流濕地布水管設(shè)置于垂直流濕地填料層上端左側(cè)的入水口處，所述的垂直流濕地填料層設(shè)置于下行潛流濕地內(nèi)，下行潛流濕地內(nèi)的水通過下行潛流濕地底部右側(cè)的下行潛流濕地布水管流入上行潛流濕地內(nèi)，上行潛流濕地內(nèi)設(shè)置有垂直流濕地填料層，上行潛流濕地內(nèi)的水通過垂直流濕地填料層經(jīng)設(shè)置在水平流濕地系統(tǒng)填料層上的水平潛流濕地布水管流入水平潛流濕地內(nèi)，所述的水平流濕地系統(tǒng)填料層設(shè)置在水平潛流濕地內(nèi)，所述的水平潛流濕地布水管設(shè)置在水平流濕地系統(tǒng)填料層上端左側(cè)的入水口處，水平潛流濕地底部右側(cè)設(shè)置有出水管。
[0010]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)相比較，其優(yōu)點(diǎn)在于:
[0011](1)本發(fā)明采取了多種 形式的潛流人工濕地工藝組合，結(jié)合了不同濕地類型的優(yōu)點(diǎn)?？稍谟邢蘅臻g內(nèi)，高效的延長污水在反應(yīng)器的延程距長度，更加充分利用多孔介質(zhì)-微生物-植物的相互作用來凈化污水。結(jié)合水解酸化池、下行流濕地、上行流濕地、水平潛流濕地的工藝設(shè)計(jì)，使污染物連續(xù)處于厭氧-好氧交替存在的環(huán)境，有利于硝化、反硝化作用的進(jìn)行，促進(jìn)了總氮的去除。
[0012](2)本發(fā)明利用水解酸化池的作用有效減少了懸浮有機(jī)物的濃度，長效的減少了潛流人工濕地系統(tǒng)的堵塞問題，從而有效延長潛流人工濕地系統(tǒng)的使用年限。
[0013](3)本發(fā)明采用多種粒徑的多孔介質(zhì)作為填料，有利于水利傳導(dǎo)。
[0014]本發(fā)明利用的水解酸化原本是厭氧消化過程中的第一階段，作為一種常用的預(yù)處理工藝已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生活污水、工業(yè)廢水及污泥的預(yù)處理中，該技術(shù)具有以下特點(diǎn):(I)水解酸化工藝的產(chǎn)物大部分為小分子有機(jī)物，易于后續(xù)工藝處理。(2)水解酸化工藝具有較好的抗沖擊負(fù)荷能力，可為后續(xù)處理工藝提供穩(wěn)定的進(jìn)水水質(zhì)。(3)水解酸化工藝對懸浮性顆粒物具有較好的去除效果，從而減少了污泥量。(4)水解酸化池的構(gòu)造簡單，不需要復(fù)雜的設(shè)備機(jī)構(gòu)，節(jié)省基建運(yùn)行投資。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式的一種多流態(tài)強(qiáng)化復(fù)合潛流人工濕地系統(tǒng)，其特征在于它包括配水箱1、水解酸化池2、下行潛流濕地3、上行潛流濕地4、水平潛流濕地5、進(jìn)水管6、水解酸化池布水管7、下行潛流濕地布水管8、上行潛流濕地布水管9、水平潛流濕地布水管10、出水管11、流量計(jì)12、垂直流濕地填料層16、水平流濕地系統(tǒng)填料層17、一號閥門18和二號閥門19 ；
[0017]其中，配水箱I底部與一號閥門18 —端連通,一號閥門18的另一端與流量計(jì)12連通，流量計(jì)12的另一端與二號閥門19連通，二號閥門19的另一端與水解酸化池2的左側(cè)上端連通，所述的水箱I上端設(shè)置有進(jìn)水管6，水解酸化池2內(nèi)的水通過下行潛流濕地布水管8流入下行潛流濕地3內(nèi)，所述的下行潛流濕地布水管8設(shè)置于垂直流濕地填料層16上端左側(cè)的入水口處，所述的垂直流濕地填料層16設(shè)置于下行潛流濕地3內(nèi)，下行潛流濕地3內(nèi)的水通過下行潛流濕地3底部右側(cè)的上行潛流濕地布水管9流入上行潛流濕地4內(nèi)，上行潛流濕地4內(nèi)設(shè)置有垂直流濕地填料層16，上行潛流濕地4內(nèi)的水通過垂直流濕地填料層16經(jīng)設(shè)置在水平流濕地系統(tǒng)填料層17上的水平潛流濕地布水管10流入水平潛流濕地5內(nèi)，所述的水平流濕地系統(tǒng)填料層17設(shè)置在水平潛流濕地5內(nèi)，所述的水平潛流濕地布水管10設(shè)置在水平流濕地系統(tǒng)填料層17上端左側(cè)的入水口處，水平潛流濕地5底部右側(cè)設(shè)置有出水管11。
[0018]本實(shí)施方式相對于目現(xiàn)有技術(shù)相比較，其優(yōu)點(diǎn)在于:
[0019](I)本實(shí)施方式采取了多種形式的潛流人工濕地工藝組合，結(jié)合了不同濕地類型的優(yōu)點(diǎn)。可在有限空間內(nèi)，高效的延長污水在反應(yīng)器的延程距長度，更加充分利用多孔介質(zhì)-微生物-植物的相互作用來凈化污水。結(jié)合水解酸化池、下行流濕地、上行流濕地、水平潛流濕地的工藝設(shè)計(jì)，使污染物連續(xù)處于厭氧-好氧交替存在的環(huán)境，有利于硝化、反硝化作用的進(jìn)行，促進(jìn)了總氮的去除。
[0020](2)本實(shí)施方式利用水解酸化池的作用有效減少了懸浮有機(jī)物的濃度，長效的減少了潛流人工濕地系 統(tǒng)的堵塞問題，從而有效延長潛流人工濕地系統(tǒng)的使用年限。
[0021](3)本實(shí)施方式采用多種粒徑的多孔介質(zhì)作為填料，有利于水利傳導(dǎo)。
[0022]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所述的垂直流濕地填料層16與水平流濕地系統(tǒng)填料層17的填料基質(zhì)條件如下:
[0023]垂直流濕地填料層16自上而下為:上層高度300cm，基質(zhì)粒徑2-5cm ;中層高度400cm,基質(zhì)粒徑5-10cm ;下層高度400cm,基質(zhì)粒徑15_20cm ；
[0024]水平流濕地系統(tǒng)填料層17自上而下為:上層高度250cm，基質(zhì)粒徑2-5cm ;中層高度250cm,基質(zhì)粒徑5-10cm ;下層高度300cm,基質(zhì)粒徑15_20cm ；
[0025]所述的垂直流濕地填料層16與水平流濕地系統(tǒng)填料層17基質(zhì)材質(zhì)是由礫石或火山石組成。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0026]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是:所述的水解酸化復(fù)合型潛流人工濕地系統(tǒng)主體總尺寸為:長X寬X高為500cmX160cmX130cm，其中水解酸化池2、下行潛流濕地3、上行潛流濕地4和水平潛流濕地5在寬度和高度相同的條件下，水解酸化池2長度為100cm,下行潛流濕地3長度為100cm,上行潛流濕地4長度為100cm,水平潛流濕地5長度為200cm。其它與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0027]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是:所述下行流反應(yīng)器3的垂直流濕地填料層16上種植植物狐尾藻13，上行流反應(yīng)器4的垂直流濕地填料層16上種植植物美人蕉14，平潛流濕地5的水平流濕地系統(tǒng)填料層17上種植植物風(fēng)車草15。其它與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。[0028]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式的使用一種多流態(tài)強(qiáng)化復(fù)合潛流人工濕地系統(tǒng)的方法，具體步驟為:經(jīng)格柵過濾的市政生活污水由水泵經(jīng)由進(jìn)水管6抽提至配水箱I中，通過一號閥門18、流量計(jì)12和二號閥門19控制進(jìn)水量，流入水解酸化池2中，由上行潛流濕地布水管9流入栽有狐尾藻13的下行潛流濕地3中，然后經(jīng)由下行潛流濕地3底部的開口流入栽有美人蕉14的上行潛流濕地4，上行潛流濕地4的水通過水平潛流濕地布水管10流入栽有風(fēng)車草15的水平潛流濕地5，最后從出水管11排出。
[0029]本實(shí)施方式相對于現(xiàn)有技術(shù)相比較，其優(yōu)點(diǎn)在于:
[0030](1)本實(shí)施方式采取了多種形式的潛流人工濕地工藝組合，結(jié)合了不同濕地類型的優(yōu)點(diǎn)?？稍谟邢蘅臻g內(nèi)，高效的延長污水在反應(yīng)器的延程距長度，更加充分利用多孔介質(zhì)-微生物-植物的相互作用來凈化污水。結(jié)合水解酸化池、下行流濕地、上行流濕地、水平潛流濕地的工藝設(shè)計(jì)，使污染物連續(xù)處于厭氧-好氧交替存在的環(huán)境，有利于硝化、反硝化作用的進(jìn)行，促進(jìn)了總氮的去除。
[0031](2)本實(shí)施方式利用水解酸化池的作用有效減少了懸浮有機(jī)物的濃度，長效的減少了潛流人工濕地系統(tǒng)的堵塞問題，從而有效延長潛流人工濕地系統(tǒng)的使用年限。
[0032](3)本實(shí)施方式采用多種粒徑的多孔介質(zhì)作為填料，有利于水利傳導(dǎo)。
[0033]以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0034]實(shí)施例1
[0035]本實(shí)施例的一種多流態(tài)強(qiáng)化復(fù)合潛流人工濕地系統(tǒng)如圖1所示，本發(fā)明裝置主要包括:配水箱1、水解酸化池2、下行潛流濕地3、上行潛流濕地4、水平潛流濕地5、進(jìn)水管6、水解酸化池布水管7、下行潛流濕地布水管8、上行潛流濕地布水管9、水平潛流濕地布水管10、出水管11、流量計(jì)12、狐尾藻13、美人蕉14、風(fēng)車草15、垂直流濕地填料層16、水平流濕地系統(tǒng)填料層17、一號閥門18和二號閥門19。
[0036]本實(shí)施例的人工濕地系統(tǒng)主體總尺寸為:長X寬X高為:500cmX 160cmX 130cm,。其中在水解酸化池2、下行潛流濕地3、上行潛流濕地4和水平潛流濕地5相同的情況下，水解酸化池2長度為100cm，下行潛流濕地3長度為100cm，上行潛流濕地4長度為100cm，水平潛流濕地5長度為200cm。其中垂直流濕地填料層16，水平流濕地系統(tǒng)填料層17的配置如圖1所示，此處不加累述。
[0037]本實(shí)施例的一種多流態(tài)強(qiáng)化復(fù)合潛流人工濕地系統(tǒng)統(tǒng)操作方法為:
[0038](1)水解酸化池2、下行潛流濕地3、上行潛流濕地4和水平潛流濕地5按圖1組合成復(fù)合型潛流人工濕地系統(tǒng)；
[0039](2)將礫石或火山石作為填料鋪設(shè)到人工濕地系統(tǒng)中，其中，水解酸化池2、下行潛流濕地3、上行潛流濕地4和水平潛流濕地5鋪設(shè)的基質(zhì)厚度以及基質(zhì)粒徑大小配置為:下行潛流濕地3和上行潛流濕地4由上向下配置為:上層厚度300cm，基質(zhì)粒徑2~5cm ;中層厚度400cm,基質(zhì)粒徑5~1cm ;下層厚度400cm,基質(zhì)粒徑15~20cm ;水平潛流濕地5自上而下配置為:上層厚度250cm,基質(zhì)粒徑2_5cm ;中層厚度250cm,基質(zhì)粒徑5~1cm ;下層厚度300cm,基質(zhì)粒徑15~20cm ；
[0040](3)將濕地植物種植在鋪設(shè)好的人工濕地系統(tǒng)中，植物的選擇及配置為:下行潛流濕地3種植狐尾藻13 ;上行潛流濕地4種植美人蕉14 ;水平潛流濕地5種植風(fēng)車草15。并且植物種植密度均為每平方米25穴，每穴一株，穴間距200mm的密度種植。[0041]在上述復(fù)合型潛流人工濕地系統(tǒng)中，人工濕地單元采用礫石作為填料，其鋪設(shè)方式如圖1所示。
[0042]人工濕地系統(tǒng)進(jìn)水為南寧市市政污水，水質(zhì)參數(shù)pH為7.3-8.1，DO為0.03-0.13，TSS 為 36.2-93.7mgL_1, CODcr 為 71.4-118.2mgL_1, BOD5 為 50.8-93.4mgL_1, TN 為20.7-52.emglA NH4-N 為 10.6-30.SmglA TP 為 1.3-3.6mgL' 在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，采用連續(xù)進(jìn)水方式，經(jīng)試驗(yàn)篩水利停留時間選設(shè)為4d。
[0043]在該運(yùn)行參數(shù)下，上述復(fù)合型潛流人工濕地系統(tǒng)運(yùn)行超過40d，出水pH和DO的效果分別為:7.3.-7.5,0.90-1.0SmgL' TSS 去除率為 89.1-95.2 %, CODcr 去除率為 80.2-89.3 %，BOD5 去除率 86.7-94.6 %，TN 去除率 74.5-82.1 %，NH4-N 去除率78.6-86.2%, TP 去除率 88.2-94.3%0
[0044]實(shí)施例2
[0045]本實(shí)施例的一種多流態(tài)強(qiáng)化復(fù)合潛流人工濕地系統(tǒng)如圖1所示，本發(fā)明裝置主要包括:配水箱1、水解酸化池2、下行潛流濕地3、上行潛流濕地4、水平潛流濕地5、進(jìn)水管6、水解酸化池布水管7、下行潛流濕地布水管8、上行潛流濕地布水管9、水平潛流濕地布水管10、出水管11、流量計(jì)12、狐尾藻13、美人蕉14、風(fēng)車草15、垂直流濕地填料層16、水平流濕地系統(tǒng)填料層17、一號閥門18和二號閥門19。
[0046]本實(shí)施例的人工濕地系統(tǒng)主體總尺寸為:長X寬X高為:500cmX 160cmX 130cm,。其中各自反應(yīng)器的寬度和高度相同的情況下，水解酸化池2長度為100cm,下行潛流濕地 3長度為100cm,上行潛流濕地4長度為100cm,水平潛流濕地5長度為200cm。其中垂直流濕地填料層16，水平流濕地系統(tǒng)填料層17的配置如圖1所示，此處不加累述。
[0047]本實(shí)施例的一種多流態(tài)強(qiáng)化復(fù)合潛流人工濕地系統(tǒng)操作方法為:
[0048](I)水解酸化池2、下行潛流濕地3、上行潛流濕地4和水平潛流濕地5按圖1組合成復(fù)合型潛流人工濕地系統(tǒng)；
[0049](2)將礫石或火山石作為填料鋪設(shè)到人工濕地系統(tǒng)中，其水解酸化池2、下行潛流濕地3、上行潛流濕地4和水平潛流濕地5鋪設(shè)的基質(zhì)厚度以及基質(zhì)粒徑大小配置為:下行潛流濕地3和上行潛流濕地4由上向下配置為:上層厚度300cm，基質(zhì)粒徑2-5cm;中層厚度400cm,基質(zhì)粒徑5-10cm ;下層厚度400cm,基質(zhì)粒徑15_20cm。水平潛流濕地5自上而下配置為:上層厚度250cm,基質(zhì)粒徑2-5cm ;中層厚度250cm,基質(zhì)粒徑5-lOcm ;下層厚度300cm,基質(zhì)粒徑 15_20cm。
[0050](3)將濕地植物種植在鋪設(shè)好的人工濕地系統(tǒng)中，植物的選擇及配置為:下行潛流濕地3種植狐尾藻13 ;上行潛流濕地4種植美人蕉14 ;水平潛流濕地5種植風(fēng)車草15。并且植物種植密度均為每平方米25穴，每穴一株，穴間距200mm的密度種植。
[0051]在上述復(fù)合型潛流人工濕地系統(tǒng)中，人工濕地單元采用火山石作為填料，其鋪設(shè)方式如圖1所示。
[0052]反應(yīng)器進(jìn)水為南寧市市政污水，水質(zhì)參數(shù)pH為7.3-8.1，DO為0.03-0.13，TSS為36.2-93.7mgL-1，CODcr 為 71.4-118.2mgL-1，BOD5 為 50.8-93.4mgL-1，TN 為 20.7-52.6mgL-1，NH4-N為10.6-30.Smgr17TP為1.3-3.emgL'在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，采用連續(xù)進(jìn)水方式，經(jīng)試驗(yàn)篩水利停留時間選設(shè)為4d。[0053]在該運(yùn)行參數(shù)下，上述復(fù)合型潛流人工濕地系統(tǒng)運(yùn)行超過40d，出水pH和DO的效果分別為:7.2.-7.5,0.89-1.UmgL' TSS 去除率為 89.2-96.4 %, CODcr 去除率為 80.2-90.1 %，BOD5 去除率 88.6-92.6 %，TN 去除率 79.8-88.7 %，NH4-N 去除率83.2-87.2%, TP 去除率 95.6-98.6%0
[0054]實(shí)施例3
[0055]本實(shí)施例的一種多流態(tài)強(qiáng)化復(fù)合潛流人工濕地系統(tǒng)如圖1所示，本發(fā)明裝置主要包括:配水箱1、水解酸化池2、下行潛流濕地3、上行潛流濕地4、水平潛流濕地5、進(jìn)水管6、水解酸化池布水管7、下行潛流濕地布水管8、上行潛流濕地布水管9、水平潛流濕地布水管10、出水管11、流量計(jì)12、狐尾藻13、美人蕉14、風(fēng)車草15、垂直流濕地填料層16、水平流濕地系統(tǒng)填料層17、一號閥門18和二號閥門19。
[0056]本實(shí)施例的人工濕地系統(tǒng)主體總尺寸為:長X寬X高為:500cmX 160cmX 130cm,。其中在水解酸化池2、下行潛流濕地3、上行潛流濕地4和水平潛流濕地5相同的情況下，水解酸化池2長度為100cm，下行潛流濕地3長度為100cm，上行潛流濕地4長度為100cm，水平潛流濕地5長度為200cm。其中垂直流濕地填料層16，水平流濕地系統(tǒng)填料層17的配置如圖1所示，此處不加累述。
[0057]本實(shí)施例的一種多流態(tài)強(qiáng)化復(fù)合潛流人工濕地系統(tǒng)統(tǒng)操作方法為:
[0058](I)水解酸化池2、下行潛流濕地3、上行潛流濕地4和水平潛流濕地5按圖1組合成復(fù)合型潛流人工濕地系統(tǒng)；
[0059](2)將礫石或火 山石作為填料鋪設(shè)到人工濕地系統(tǒng)中，其水解酸化池2、下行潛流濕地3、上行潛流濕地4和水平潛流濕地5鋪設(shè)的基質(zhì)厚度以及基質(zhì)粒徑大小配置為:下行潛流濕地3和上行潛流濕地4由上向下配置為:上層厚度300cm，基質(zhì)粒徑2-5cm;中層厚度400cm,基質(zhì)粒徑5-10cm ;下層厚度400cm,基質(zhì)粒徑15_20cm。水平潛流濕地5自上而下配置為:上層厚度250cm,基質(zhì)粒徑2-5cm ;中層厚度250cm,基質(zhì)粒徑5-lOcm ;下層厚度300cm,基質(zhì)粒徑 15_20cm。
[0060](3)將濕地植物種植在鋪設(shè)好的人工濕地系統(tǒng)中，植物的選擇及配置為:下行潛流濕地3種植狐尾藻13 ;上行潛流濕地4種植美人蕉14 ;水平潛流濕地5種植風(fēng)車草15。并且植物種植密度均為每平方米25穴，每穴一株，穴間距200mm的密度種植。
[0061]在上述復(fù)合型潛流人工濕地系統(tǒng)中，人工濕地單元采用火山石作為填料，其鋪設(shè)方式如圖1所示。
[0062]多流態(tài)強(qiáng)化復(fù)合潛流人工濕地系統(tǒng)的進(jìn)水為南寧市區(qū)內(nèi)某受污染河道水，進(jìn)水參數(shù) pH6-8，高錳酸鹽指數(shù) S-nmgr1，TN5-12.SmgL' ΝΗ4-Ν5_14π^?Λ ΤΡΟ.7-1.6mgL' 在一般情況下，河水中TSS很小，經(jīng)水解酸化池消解其大絕部分。即便到達(dá)雨季，底泥上浮造成TSS增大的情況，水解酸化池可以消減80%以上。在不同的水力負(fù)荷下運(yùn)行，經(jīng)過分析確立最佳負(fù)荷為0.25m3.πm2.0-1。受污染河水中污染物濃度負(fù)荷較市政污水較低,在最佳水利負(fù)荷下，系統(tǒng)對高錳酸鹽指數(shù)平均去除60.2-71.3%，對總磷平均去除率75.2-84.3%，對氨氮平均去除68.2-79.9%，對TN平均去除49.2-61.5%。
[0063]在上述實(shí)施的過程中選用了美人蕉、菖蒲、狐尾藻、風(fēng)車草、蘆葦五種植物，經(jīng)過試驗(yàn)證明，5種植物的長勢都很好，其中狐尾藻生長速度最快，適應(yīng)力最強(qiáng)。綜合考慮，本發(fā)明中潛流濕地中對COD，BOD5, TN, NH4-N, TP的去除效果，狐尾藻、風(fēng)車草、美人蕉的凈化能力要優(yōu)于蘆葦和菖蒲，因此選用前三種植物。由于氣候和地理差異，在其他地區(qū)也可以因地制宜的選擇其他植物 作為種植對象。
【權(quán)利要求】
1.一種多流態(tài)強(qiáng)化復(fù)合潛流人工濕地系統(tǒng)，其特征在于它包括配水箱(1)、水解酸化池(2)、下行潛流濕地(3)、上行潛流濕地(4)、水平潛流濕地(5)、進(jìn)水管(6)、水解酸化池布水管(7)、下行潛流濕地布水管(8)、上行潛流濕地布水管(9)、水平潛流濕地布水管(10)、出水管(11)、流量計(jì)(12)、垂直流濕地填料層(16)、水平流濕地系統(tǒng)填料層(17)、一號閥門(18)和二號閥門(19)； 其中，配水箱(1)底部與一號閥門(18) —端連通，一號閥門(18)的另一端與流量計(jì)(12)連通，流量計(jì)(12)的另一端與二號閥門(19)連通，二號閥門(19)的另一端與水解酸化池(2)的左側(cè)上端連通，所述的水箱(1)上端設(shè)置有進(jìn)水管(6)，水解酸化池(2)內(nèi)的水通過下行潛流濕地布水管(8)流入下行潛流濕地(3)內(nèi)，所述的下行潛流濕地布水管(8)設(shè)置于垂直流濕地填料層(16)上端左側(cè)的入水口處，所述的垂直流濕地填料層(16)設(shè)置于下行潛流濕地(3)和(4)內(nèi)，下行潛流濕地(3)內(nèi)的水通過下行潛流濕地(3)底部右側(cè)的上行潛流濕地布水管(9)流入上行潛流濕地(4)內(nèi)，上行潛流濕地(4)內(nèi)設(shè)置有垂直流濕地填料層(16)，上行潛流濕地(4)內(nèi)的水通過垂直流濕地填料層(16)經(jīng)設(shè)置在水平流濕地系統(tǒng)填料層(17)上的水平潛流濕地布水管(10)流入水平潛流濕地(5)內(nèi)，所述的水平流濕地系統(tǒng)填料層(17)設(shè)置在水平潛流濕地(5)內(nèi)，所述的水平潛流濕地布水管(10)設(shè)置在水平流濕地系統(tǒng)填料層(17)上端左側(cè)的入水口處，水平潛流濕地(5)底部右側(cè)設(shè)置有出水管(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多流態(tài)強(qiáng)化復(fù)合潛流人工濕地系統(tǒng)，其特征在于所述的垂直流濕地填料層(16)與水平流濕地系統(tǒng)填料層(17)的填料基質(zhì)條件如下: 垂直流濕地填料層(16)自上而下為:上層高度300cm，基質(zhì)粒徑2-5cm;中層高度400cm,基質(zhì)粒徑5-10cm ;下層高度400cm,基質(zhì)粒徑15_20cm ； 水平流濕地系統(tǒng)填料層(17)自上而下為:上層高度250cm，基質(zhì)粒徑2_5cm ;中層高度250cm,基質(zhì)粒徑5-lOcm ;下層高度300cm,基質(zhì)粒徑15_20cm ； 所述的垂直流濕地填料層(16)與水平流濕地系統(tǒng)填料層(17)基質(zhì)材質(zhì)是由礫石或火山石組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多流態(tài)強(qiáng)化復(fù)合潛流人工濕地系統(tǒng)，其特征在于所述的水解酸化復(fù)合型潛流人工濕地系統(tǒng)主體總尺寸為:長X寬X高為500cmX160cmX 130cm，在水解酸化池(2)、下行潛流濕地(3)、上行潛流濕地(4)和水平潛流濕地(5)在寬度和高度相同的條件下，水解酸化池(2)長度為100cm，下行潛流濕地(3)長度為100cm，上行潛流濕地(4)長度為100cm，水平潛流濕地(5)長度為200cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多流態(tài)強(qiáng)化復(fù)合潛流人工濕地系統(tǒng)，其特征在于所述下行流反應(yīng)器(3)的垂直流濕地填料層(16)上種植植物狐尾藻(13)，上行流反應(yīng)器(4)的垂直流濕地填料層(16)上種植植物美人蕉(14)，平潛流濕地(5)的水平流濕地系統(tǒng)填料層(17)上種植植物風(fēng)車草(15)。
5.使用如權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種多流態(tài)強(qiáng)化復(fù)合潛流人工濕地系統(tǒng)的方法，其特征在于其具體步驟為:經(jīng)格柵過濾的市政生活污水由水泵經(jīng)由進(jìn)水管(6)抽提至配水箱(1)中，通過一號閥門(18)、流量計(jì)(12)和二號閥門(19)控制進(jìn)水量，流入水解酸化池(2)中，由下行潛流濕地布水管(8)流入栽有狐尾藻(13)的下行潛流濕地(3)中，然后經(jīng)由下行潛流濕地(3)底部的上行潛流濕地布水管(9)流入栽有美人蕉(14)的上行潛流濕地(4)，上行潛流濕地(4)的水通過水平潛流濕地布水管(10)流入栽有風(fēng)車草(15)的水平潛流濕地 (5)，最后從出水管(11)排出。
【文檔編號】C02F3/30GK104030440SQ201410270235
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】祁佩時, 王博, 劉云芝, 祝磊 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)