一種用于寒冷地區中小城鎮污水處理的雙層潛流人工濕地系統技術方案

一種用于寒冷地區中小城鎮污水處理的雙層潛流人工濕地系統，屬于污水處理工程領域，包括池體一側的配水調節池、池體另一側的出水集節池、池體內部的上層濕地和下層濕地、為上/下層濕地供水的布水管和處理后的出水收集管，上層濕地和下層濕地均為潛流式人工濕地，上層濕地和下層濕地間由不透水的隔層分開，上層濕地下部填充陶粒與煤渣的復合填料，上部填充陶粒、煤渣與土壤的復合填料，陶粒、煤渣與土壤的復合填料表面種植水生植物，下層濕地填滿礫石與火山巖的復合填料，通過夏季運行上層人工濕地，冬季運行下層人工濕地，確保在東北高寒地區冰封期全年穩定運行，投資運行成本低，整個系統出水能夠使出水滿足GB18918-2002的一級B標準，特別適合寒冷地區經濟基礎薄弱的小城鎮分散型污水處理項目。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種生活污水的處理系統和使用方法，屬于污水處理工程領域。
技術介紹
用人工濕地系統處理生活污水近年來得到了快速發展。人工濕地系統是一個完整的生態系統，主要由基質、植被、微生物、水體等四個基本要素組成，各組成部分協同作用。凈化原理是人工濕地在對廢水的處理過程中綜合了生物、物理、化學三方面的作用，通過基質過濾、吸附、沉淀、離子交換、絡合反應、硝化和反硝化作用、植物對營養元素的攝取和微生物分解等來實現對污水的高效凈化。濕地填料表面和植物根系中存在大量的微生物，形成生物膜，廢水流經濕地時，懸浮物被填料及根系阻擋截留，有機質通過生物膜的吸附及同化、異化作用得以去除。濕地系統中因植物根系對氧的傳遞釋放，使其周圍的微環境中依次呈現出好氧、缺氧和厭氧狀態，保證了廢水中的氮、磷不僅能被植物及微生物作為營養成分 直接吸收，還可以通過硝化、反硝化作用及微生物對磷的積累作用從廢水中去除，最后通過濕地基質的定期更換或植物收割使污染物質最終從系統中去除。中國專利ZL200910244242. 4公開了 “一種強化污水脫氮除磷的雙層人工濕地系統及其操作方法”，包括置于池體內部的上層濕地、下層濕地、為上層濕地和下層濕地提供進水的進水布水系統和出水收集系統，上層濕地中填充有沸石、石灰石等的礦物填料，下層濕地中填充有聚乙烯、聚丙烯、增強聚丙烯、聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚偏氟乙烯等材質的多面球生物填料。上層污水進水通過上層布水宇航局上的小孔均勻跌落到上層濕地的上層，經過跌水充氧的污水垂直滲入礦物填料區，通過填料的吸附、微生物降解以及植物吸收等作用，有效去除懸浮物、有機物、氨氮、磷等污染物，下層布水從中層鵝卵石填充區內的布水管溢出后，與上層出水混合一起，均勻流入下層生物填料區，主要去除硝態氮，最終處理后的水經下層濕地底部的出水收集管收集并匯入出水總管排出。本方法采用雙層垂直流濕地同時運行處理污水，污水先流經上層好氧區再進入下層厭氧區，強化了污水的脫氮除磷效果，適合于普通生活污水的氮磷污染物的深度處理，但是該工藝中沒有抗凍結構的設計，一般只能用于南方地區或北方地區非冰凍期的污水處理，而我國東北高寒地區的城鎮污水處理存在冰封期長的特點，傳統的人工濕地存在冬季凍結現象，目前現有技術均無法滿足這些地區的冬季運行要求。
技術實現思路
本技術目的是開發一種投資少、管理容易、適用于寒冷地區特別是東北高寒地區全年運行的污水處理用人工濕地系統。為實現上述技術目的，本技術的技術方案為一種用于寒冷地區中小城鎮污水處理的雙層潛流人工濕地系統，包括池體一側的配水調節池、池體另一側的出水集節池、池體內部的上層濕地和下層濕地、為上/下層濕地供水的布水管和處理后的出水收集管，其特征在于上層濕地和下層濕地均為潛流式人工濕地，上層濕地和下層濕地間由不透水的隔層分開；所述的布水管分別置于上層濕地和下層濕地前端的頂部連通配水調節池，所述的出水收集管分別置于上層濕地和下層濕地末端的底部連通出水集節池，上層濕地的布水管和出水收集管、下層濕地的布水管和出水收集管為二套獨立的運行裝置；所述上層濕地下部填充陶粒與煤渣的復合填料，上部填充陶粒、煤渣與土壤的復合填料，陶粒、煤渣與土壤的復合填料表面種植水生植物；所述下層濕地填滿礫石與火山巖的復合填料。這套系統運行時，夏季開啟上層人工濕地，冬季運行下層人工濕地。夏季運行上層人工濕地時，下層濕地的進水管和出水收集管關閉，污水流經上層濕地填料層，利用生長的水生植物的吸收凈化作用、填料層的吸附凈化作用和填料層表面生長的微生物的降解凈化作用，對污水中的污染物進行有效處理。冬季時，長期低溫條件下，上層人工濕地的進水管和出水收集管關閉，上層人工濕地凍結，形成冰凍保溫層，上層人工濕地表面覆蓋收割的植物加強了保溫效果，這樣，下層人工濕地即使在零下二十多度也可正常運行，污水通過復合填料層的截流和吸附凈化作用和填料層表面生長的微生物的降解凈化作用得到處理。上層濕地下部的復合填料，其陶粒和煤渣的體積比為I :1. 5-2，上部采用與土壤結合的陶粒、煤渣復合填料，增加了其對污染物的吸附凈化效果，同時又有利于水生植物的生長，陶粒、煤渣、土壤的體積比為I :1. 5-2 :1. 5-2。 下層濕地的礫石與火山巖復合填料，礫石與火山巖的體積比為I. 5-2 :1，在系統啟動時，還采用生物增強技術，即在污水中投加高效低溫生物菌劑，促進水體營養物質的良性循環，提高下層濕地的低溫運行凈化效果。所述的配水調節池內設有預曝氣系統，通過前期供氧增加了濕地的處理效果，避免厭氧情況的發生。所述的出水收集管由帶孔的出水收集支管、出水總管組成，出水總管底部設有放空閥門。所述的出水集節池內置有內循環泵，在啟動濕地系統里，可使污水在人工濕地填料層內循環流動。一種用于寒冷地區中小城鎮污水處理的雙層潛流人工濕地系統的運行方法，包括:I.夏季運行上層人工濕地，冬季運行下層人工濕地；2.人工濕地啟動a.向人工濕地填料層灌入生活污水，注滿后關閉該濕地的進水管和出水收集管的閥門；b.利用出水集節池內的內循環泵使污水在人工濕地填料層內循環流動；c.每天更換濕地系統1/3的水量，如此循環7天后，開始連續進出水。當啟動下層濕地系統時，為加強低溫期處理效果，向人工濕地填料層灌滿生活污水時，另加入高效低溫生物菌劑。3、系統運行操作a.經過預曝氣的生活污水通過調節池后經由布水管進入潛流式人工濕地，進水流量為 14-20m3/h ；b.污水在人工濕地內的水力停留時間在24-36小時；c.處理的污水由集節池收集后，供后續處理回用或直接排放。本技術具有以下有益效果a.通過實際工程驗證，工藝能在東北高寒地區冰封期穩定運行，通過夏冬二套濕地交替運行，使整個系統能全年穩定運行。b.通過估算噸水投資成本在1200元上下，運行費用為0.38元/噸污水，可見該工藝的投資運行成本低，特別適合寒冷地區經濟基礎薄弱的小城鎮分散型污水處理項目。c.在氣溫、水溫極低且高負荷運行條件下，整個系統出水能夠使出水滿足GB18918-2002 的一級 B 標準。d.所述工藝系統管理和維護簡單方便，一般專業工作人員維護即可。附圖說明圖I為本技術的結構示意圖。具體實施方式一種用于寒冷地區中小城鎮污水處理的雙層潛流人工濕地系統，包括池體一側的配水調節池I、池體另一側的出水集節池2、池體內部的上層濕地3和下層濕地4、為上/下層濕地供水的布水管5和處理后的出水收集管6，上層濕地3和下層濕地4均為潛流式人工濕地，上層濕地3和下層濕地4間由不透水的隔層7分開；所述的布水管5分別置于上層濕地3和下層濕地4前端的頂部連通配水調節池1，所述的出水收集管6分別置于上層濕地3和下層濕地4末端的底部連通出水集節池2，上層濕地3的布水管5和出水收集管6、下層濕地4的布水管5和出水收集管6為二套獨立的運行裝置；所述上層濕地3下部填充陶粒與煤渣的復合填料，上部填充陶粒、煤渣與土壤的復合填料，陶粒、煤渣與土壤的復合填料表面種植水生植物；所述下層濕地4填滿礫石與火山巖的復合填料。本系統的配水調節池內設有預曝氣系統，出水收集管由帶孔的出水收集支管、出水總管組成，出水總管底部設有放空閥門，出水集節池內置有內循環泵。上層濕地下部的復合填料，陶粒和煤渣的體本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于寒冷地區中小城鎮污水處理的雙層潛流人工濕地系統，包括池體一側的配水調節池、池體另一側的出水集節池、池體內部的上層濕地和下層濕地、為上/下層濕地供水的布水管和處理后的出水收集管，其特征在于上層濕地和下層濕地均為潛流式人工濕地，上層濕地和下層濕地間由不透水的隔層分開；所述的布水管分別置于上層濕地和下層濕地前端的頂部連通配水調節池，所述的出水收集管分別置于上層濕地和下層濕地末端的底部連通出水集節池，上層濕地的布水管和出水收集管、下層濕地的布水管和出水收集管為二套獨立的運行裝置。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：邱姍，龐長瀧，馬放，徐善文，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學宜興環保研究院，江蘇哈宜環保研究院有限公司，
類型：實用新型
國別省市：