一種復(fù)合水平潛流組合式人工濕地系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種復(fù)合水平潛流組合式人工濕地系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括預(yù)曝氣池、與預(yù)曝氣池相連接的多個(gè)水平潛流人工濕地池，預(yù)曝氣池連接的首個(gè)水平潛流人工濕地池一之間設(shè)有布水板，首個(gè)水平潛流人工濕地池一連接的后續(xù)水平潛流人工濕地池二之間和最后一個(gè)水平潛流人工濕地池尾部均設(shè)有生物溝；將農(nóng)村生活污水引入預(yù)曝氣池內(nèi)，對(duì)預(yù)曝氣池中農(nóng)村生活污水進(jìn)行間歇式預(yù)曝氣，間歇式預(yù)曝氣后的污水經(jīng)布水板多點(diǎn)進(jìn)水進(jìn)入首個(gè)水平潛流人工濕地池內(nèi)，然后經(jīng)生物溝過(guò)濾，使農(nóng)村生活污水中的部分氨氮轉(zhuǎn)為硝態(tài)氮，經(jīng)過(guò)濾的水再進(jìn)入后續(xù)的多個(gè)水平潛流人工濕地池二和生物溝處理和過(guò)濾排出，使硝態(tài)氮進(jìn)一步在交替的水平潛流濕地池和生物溝渠通過(guò)反硝化得到去除。
【專利說(shuō)明】
一種復(fù)合水平潛流組合式人工濕地系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及組合式人工濕地系統(tǒng)及方法，尤其是一種適用于去除農(nóng)村生活污水中氮的復(fù)合水平潛流組合式人工濕地系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國(guó)共有60多萬(wàn)個(gè)行政村、250多萬(wàn)個(gè)自然村，居民近8億人。近年來(lái)，隨著新農(nóng)村建設(shè)的實(shí)施和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，人類活動(dòng)強(qiáng)度不斷加大，對(duì)自然生態(tài)造成了較大壓力。農(nóng)村生活污水排入附近水體，加劇了當(dāng)?shù)睾拖嚓P(guān)水域的水體富營(yíng)養(yǎng)化。農(nóng)村生活污水處理迫在眉睫。人工濕地雖然被證明是處理農(nóng)村污(廢)水有效工藝之一，但依舊存在占地面積大、氮處理效率低、容易堵塞，往往需要間歇運(yùn)行等問(wèn)題。因此，研究高效且占地面積小的組合式人工濕地氮處理系統(tǒng)是解決其實(shí)用性的關(guān)鍵，具有一定的科學(xué)和應(yīng)用價(jià)值。
[0003]無(wú)機(jī)填料潛流人工濕地在我國(guó)作為興起不久的一種的新型技術(shù)，出現(xiàn)了一定的問(wèn)題，抑制了其推廣應(yīng)用，最突出的三個(gè)問(wèn)題是:第一，處理負(fù)荷太低，一般為0.2-0.4m3/m2.d，使得占地面積太大，不利于在用地日益緊張的今天推廣;第二，長(zhǎng)效性難以保持，人工濕地在建成后的一段時(shí)間內(nèi)，處理效果非常不錯(cuò)，但是從目前在運(yùn)行的濕地來(lái)看，都存在不同程度的淤塞問(wèn)題，導(dǎo)致處理效果不能得到保證，最終導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的處理失敗;第三，內(nèi)部供氧不足，微生物厭氧降解污染物需要充足的合適的碳源，污水中的成分往往不能滿足，影響硝態(tài)氮的去除效果，因此，研究高效并且占地面積小的人工濕地氮處理組合系統(tǒng)是解決其實(shí)用性的關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種一種復(fù)合水平潛流組合式人工濕地系統(tǒng)及方法，解決無(wú)機(jī)填料潛流人工濕地常見(jiàn)的占地面積大、易堵塞的問(wèn)題。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的復(fù)合水平潛流組合式人工濕地系統(tǒng)，包括預(yù)曝氣池、與預(yù)曝氣池相連接的多個(gè)水平潛流人工濕地池，預(yù)曝氣池連接的首個(gè)水平潛流人工濕地池一之間設(shè)有布水板，首個(gè)水平潛流人工濕地池一連接的后續(xù)水平潛流人工濕地池二之間和最后一個(gè)水平潛流人工濕地池尾部均設(shè)有生物溝;所述的生物溝內(nèi)充填有易掛膜的松樹(shù)球和帶刺板栗殼的填料；由預(yù)曝氣池、多個(gè)水平潛流人工濕地池構(gòu)成的復(fù)合水平潛流組合式人工濕地池的深度為0.6?0.8m，寬為3?5m，水力坡度為I %，即每10m水位下降Im，沿著復(fù)合水平潛流組合式人工濕地長(zhǎng)度為水流方向，預(yù)曝氣池的長(zhǎng)度為3?5m，首個(gè)水平潛流濕地池一的長(zhǎng)度為3?5m，后續(xù)的水平潛流濕地池二的長(zhǎng)度為6?I Om。
[0006]所述預(yù)曝氣池的最佳長(zhǎng)度為4m。
[0007]所述的水平潛流人工濕地池一的最佳長(zhǎng)度為4m。
[0008]所述的水平潛流人工濕地池二的最佳長(zhǎng)度為8m。
[0009]所述的生物溝的最佳長(zhǎng)度為2.0m。
[0010]所述生物溝中填料的松樹(shù)球和帶刺板栗的質(zhì)量比為1:3，裝填的高度為0.6m。
[0011]—種如上述復(fù)合水平潛流組合式人工濕地系統(tǒng)的使用方法:首先將農(nóng)村生活污水引入預(yù)曝氣池內(nèi)，對(duì)預(yù)曝氣池中農(nóng)村生活污水進(jìn)行間歇式預(yù)曝氣，間歇式預(yù)曝氣后的污水經(jīng)布水板多點(diǎn)進(jìn)水進(jìn)入首個(gè)水平潛流人工濕地池內(nèi)，然后經(jīng)生物溝過(guò)濾，使農(nóng)村生活污水中的部分氨氮轉(zhuǎn)為硝態(tài)氮，經(jīng)過(guò)濾的水再進(jìn)入后續(xù)的多個(gè)水平潛流人工濕地池二和生物溝處理和過(guò)濾排出，使硝態(tài)氮進(jìn)一步在交替的水平潛流濕地池和生物溝渠通過(guò)反硝化得到去除。
[0012]所述的間歇式預(yù)曝氣的時(shí)間為0.5h，間隙為0.5h。
[0013]有益效果:由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0014](I)解決潛流人工濕地易堵塞問(wèn)題。通過(guò)在水平潛流濕地水流方向上每隔一段距離設(shè)置一道溝渠，既可達(dá)到均勻布水又可盡量避免水平潛流濕地的堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。
[0015](2)解決人工濕地對(duì)污染物處理效率低、占地面積大的問(wèn)題。通過(guò)在水平潛流濕地設(shè)置的溝渠中添加易掛膜的生物填料，提高系統(tǒng)污水處理效率，減少人工濕地對(duì)污染物處理效率低、占地面積大的問(wèn)題。
[0016](3)解決水平潛流濕地內(nèi)部供氧不足及反硝化碳源不足的問(wèn)題。對(duì)進(jìn)水進(jìn)行間歇式預(yù)曝氣及在溝渠中添加帶刺的板栗殼和松樹(shù)球生物填料，解決系統(tǒng)內(nèi)部供氧不足及反硝化所需的碳源不足問(wèn)題;解決人工濕地對(duì)氮處理效率低，占地面積大的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1-預(yù)曝氣池;2-布水板;3-潛流人工濕地池一;4-生物溝;5-潛流人工濕地池二; 6-填料。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)構(gòu)附圖中的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
[0020]本發(fā)明的復(fù)合水平潛流組合式人工濕地系統(tǒng)，主要由預(yù)曝氣池1、與預(yù)曝氣池I相連接的多個(gè)水平潛流人工濕地池構(gòu)成，預(yù)曝氣池I連接的首個(gè)水平潛流人工濕地池一 3之間設(shè)有布水板2，首個(gè)水平潛流人工濕地池一 3連接的后續(xù)水平潛流人工濕地池二 5之間和最后一個(gè)水平潛流人工濕地池尾部均設(shè)有生物溝4;生物溝4的最佳長(zhǎng)度為2.0m。所述的生物溝4內(nèi)充填有易掛膜的松樹(shù)球和帶刺板栗殼的填料;生物溝4中填料的松樹(shù)球和帶刺板栗的質(zhì)量比為1:3，裝填的高度為0.6m。由預(yù)曝氣池、多個(gè)水平潛流人工濕地池構(gòu)成的復(fù)合水平潛流組合式人工濕地池的深度為0.6?0.8m，寬為3?5m，水力坡度為I %，即每10m水位下降lm，沿著復(fù)合水平潛流組合式人工濕地長(zhǎng)度為水流方向，預(yù)曝氣池I的長(zhǎng)度為3?5m，預(yù)曝氣池I的最佳長(zhǎng)度為4m。首個(gè)水平潛流濕地池一 3的長(zhǎng)度為3?5m，水平潛流人工濕地池一 3的最佳長(zhǎng)度為4m。后續(xù)的水平潛流濕地池二 5的長(zhǎng)度為6?I Om，水平潛流人工濕地池二5的最佳長(zhǎng)度為8m。
[0021]本發(fā)明的復(fù)合水平潛流組合式人工濕地系統(tǒng)的使用方法:首先將農(nóng)村生活污水引入預(yù)曝氣池I內(nèi)，對(duì)預(yù)曝氣池I中農(nóng)村生活污水進(jìn)行間歇式預(yù)曝氣，所述的間歇式預(yù)曝氣的時(shí)間為0.5h，間隙為0.5h。間歇式預(yù)曝氣后的污水經(jīng)布水板2多點(diǎn)進(jìn)水進(jìn)入首個(gè)水平潛流人工濕地池內(nèi)，然后經(jīng)生物溝4過(guò)濾，使農(nóng)村生活污水中的部分氨氮轉(zhuǎn)為硝態(tài)氮，經(jīng)過(guò)濾的水再進(jìn)入后續(xù)的多個(gè)水平潛流人工濕地池二5和生物溝4處理和過(guò)濾排出，使硝態(tài)氮進(jìn)一步在交替的水平潛流濕地池和生物溝渠通過(guò)反硝化得到去除。
[0022]實(shí)例1:由預(yù)曝氣池、潛流人工濕地池構(gòu)成的復(fù)合水平潛流組合式人工濕地的深度為0.8m，寬為4m，水力坡度為I %，水平潛流濕地池一3的長(zhǎng)度為4m，后續(xù)的水平潛流濕地池二5的長(zhǎng)度為Sm。水平潛流濕地之間2m設(shè)置生物溝渠長(zhǎng)x寬x深分別為4m x 2.0m x 0.8m，以使水平潛流濕地和生物溝渠交替布置，在溝渠里加入易掛膜的松樹(shù)球和帶刺的板栗殼填料，松樹(shù)球和帶刺的板栗質(zhì)量比為I: 3，裝填高度為0.6m，以達(dá)到減少短流的同時(shí)，提高生物溝渠污水中硝態(tài)氮的脫氮效果，并為后續(xù)的水平潛流人工濕地提供碳源目的。水平潛流濕地形狀長(zhǎng)寬比2:1，防止?jié)摿鳚竦刂邪l(fā)生短流，在水平潛流濕地寬的方向上4m建立一個(gè)布水板并以多點(diǎn)進(jìn)水方式布水。
[0023]首先對(duì)預(yù)曝氣池中農(nóng)村生活污水進(jìn)行間歇式預(yù)曝氣，曝氣時(shí)間為0.5h，間隙為
0.5h;預(yù)曝氣池池體長(zhǎng)X寬X深分別為4m X 2.0m X 0.8m，使農(nóng)村生活污水中的氨氮轉(zhuǎn)為硝態(tài)氮。水平潛流濕地深度為0.8m，有效深度設(shè)為0.6m，水力坡度為I %，即每10m水位下降lm，沿著水平潛流濕地水流方向每隔4m、8m以后定為每隔Sm設(shè)置一道長(zhǎng)x寬x深分別為4mX 2.0m X 0.8m溝渠，以達(dá)到減少短流和阻塞的幾率，溝渠的進(jìn)出水口交替設(shè)置以便均勻布水，在溝渠里加入易掛膜的松樹(shù)球和帶刺的板栗殼填料，松樹(shù)球和帶刺的板栗質(zhì)量比為1:3，裝填高度為0.6m，以提高污水中硝態(tài)氮的脫氮效果，并為后續(xù)的水平潛流人工濕地提供碳源。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)合水平潛流組合式人工濕地系統(tǒng)，其特征在于:它包括預(yù)曝氣池(I)、與預(yù)曝氣池(I)相連接的多個(gè)水平潛流人工濕地池，預(yù)曝氣池(I)連接的首個(gè)水平潛流人工濕地池一 (3)之間設(shè)有布水板(2)，首個(gè)水平潛流人工濕地池一 (3)連接的后續(xù)水平潛流人工濕地池二(5)之間和最后一個(gè)水平潛流人工濕地池尾部均設(shè)有生物溝(4);所述的生物溝(4)內(nèi)充填有易掛膜的松樹(shù)球和帶刺板栗殼的填料；由預(yù)曝氣池、多個(gè)水平潛流人工濕地池構(gòu)成的復(fù)合水平潛流組合式人工濕地池的深度為0.6?0.8m，寬為3?5m，水力坡度為I %，即每10m水位下降lm，沿著復(fù)合水平潛流組合式人工濕地長(zhǎng)度為水流方向，預(yù)曝氣池(I)的長(zhǎng)度為3?5m，首個(gè)水平潛流濕地池一(3)的長(zhǎng)度為3?5m，后續(xù)的水平潛流濕地池二 (5)的長(zhǎng)度為6?10m。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合水平潛流組合式人工濕地系統(tǒng)，其特征在于:所述預(yù)曝氣池(I)的最佳長(zhǎng)度為4m。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合水平潛流組合式人工濕地系統(tǒng)，其特征在于:所述的水平潛流人工濕地池一(3)的最佳長(zhǎng)度為4m。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合水平潛流組合式人工濕地系統(tǒng)，其特征在于:所述的水平潛流人工濕地池二(5)的最佳長(zhǎng)度為8m。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合水平潛流組合式人工濕地系統(tǒng)，其特征在于:所述的生物溝(4)的最佳長(zhǎng)度為2.0m。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種復(fù)合水平潛流組合式人工濕地系統(tǒng)，其特征在于:所述生物溝(4)中填料的松樹(shù)球和帶刺板栗的質(zhì)量比為1:3，裝填的高度為0.6m。7.—種如權(quán)利要求1所述復(fù)合水平潛流組合式人工濕地系統(tǒng)的使用方法，其特征在于:首先將農(nóng)村生活污水引入預(yù)曝氣池(I)內(nèi)，對(duì)預(yù)曝氣池(I)中農(nóng)村生活污水進(jìn)行間歇式預(yù)曝氣，間歇式預(yù)曝氣后的污水經(jīng)布水板(2)多點(diǎn)進(jìn)水進(jìn)入首個(gè)水平潛流人工濕地池內(nèi)，然后經(jīng)生物溝(4)過(guò)濾，使農(nóng)村生活污水中的部分氨氮轉(zhuǎn)為硝態(tài)氮，經(jīng)過(guò)濾的水再進(jìn)入后續(xù)的多個(gè)水平潛流人工濕地池二(5)和生物溝(4)處理和過(guò)濾排出，使硝態(tài)氮進(jìn)一步在交替的水平潛流濕地池和生物溝渠通過(guò)反硝化得到去除。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述復(fù)合水平潛流組合式人工濕地系統(tǒng)的使用方法，其特征在于:所述的間歇式預(yù)曝氣的時(shí)間為0.5h，間隙為0.5h。
【文檔編號(hào)】C02F101/16GK105923790SQ201610430804
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月16日
【發(fā)明人】熊集兵, 卞正富, 楊德軍, 雷少剛, 李效順, 王濤, 徐紅超
【申請(qǐng)人】中國(guó)礦業(yè)大學(xué)