專利名稱：逆流式垂直流人工濕地系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于城鎮(zhèn)二級生化處理廠尾水深度處理的污水處理系統(tǒng)，尤其涉及一種逆流式垂直流人工濕地系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在城鎮(zhèn)污水處理中，傳統(tǒng)的污水廠處理后出水中氮、磷等污染物均不能達到地表IV類水體的水質(zhì)要求。以MBR工藝、BAF工藝及化學(xué)氧化工藝為主，對現(xiàn)有污水處理廠進行深度處理的工藝，均存在投資和運行費用巨大，出水效果不甚穩(wěn)定等缺陷。人工濕地技術(shù)是一項利用生態(tài)和自然的手段去除污染物的廢水處理技術(shù)，在凈化水質(zhì)和改善景觀方面極具潛力，具有良好應(yīng)用前景，得到廣泛應(yīng)用。針對城鎮(zhèn)污水處理廠水質(zhì)和北方地區(qū)地理氣候特點，開發(fā)北方都市人工生態(tài)濕地技術(shù)，與上述幾種深度處理方法相比，具有污水凈化高效低耗、景觀性、適應(yīng)季節(jié)性變化、生態(tài)性等特點。在城鎮(zhèn)污水處理廠出水處理方面，生態(tài)人工濕地可為水資源的再生與回用開辟兼具環(huán)境、生態(tài)、經(jīng)濟與景觀美學(xué)價值等多重優(yōu)點的新型水處理技術(shù)與體系，具有廣闊的應(yīng)用和推廣前景。與傳統(tǒng)的常規(guī)污水處理工藝相比，具有凈化效果好、工藝設(shè)備簡單、運轉(zhuǎn)維護管理方便、能耗低、系統(tǒng)配置可塑性強、對負荷變化適應(yīng)性強、工程基建和運行費用低、出水具有一定生物安全性、生態(tài)環(huán)境效益顯著、可實現(xiàn)污水資源化等特點，正越來越多地得到人們的關(guān)注。現(xiàn)有技術(shù)中的人工濕地技術(shù)的缺陷是占地面積大，并且易于出現(xiàn)堵塞等問題，不適宜污染濃度較高的污水處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、管理方便、不易堵塞、運行成本低、脫氮除磷效果好的逆流式垂直流人工濕地系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明的逆流式垂直流人工濕地系統(tǒng)，包括下向流人工濕地單元和上向流人工濕地單元，所述下向流人工濕地單元和上向流人工濕地單元分別設(shè)有復(fù)合填料床，所述下向流人工濕地單元的頂部設(shè)有進水管和配水區(qū)，所述上向流人工濕地單元的頂部設(shè)有集水區(qū)和出水管，所述下向流人工濕地單元和上向流人工濕地單元的底部通過連接管連接。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例提供的逆流式垂直流人工濕地系統(tǒng)，由于包括下向流人工濕地單元和上向流人工濕地單元，下向流人工濕地單元和上向流人工濕地單元分別設(shè)有復(fù)合填料床，下向流人工濕地單元的頂部設(shè)有進水管和配水區(qū)，上向流人工濕地單元的頂部設(shè)有集水區(qū)和出水管，下向流人工濕地單元和上向流人工濕地單元的底部通過連接管連接?？梢詫ΜF(xiàn)有二級污水廠進行深度處理，結(jié)構(gòu)簡單、管理方便、不易堵塞、運行成本低、脫氮除磷效果好，可以達到增強人工濕地污水處理效果、提高城市污水處理廠二級出水水質(zhì)的目的。


圖I為本發(fā)明實施例提供的逆流式垂直流人工濕地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。示意圖中各部分的編號說明I一進水管；2—配水區(qū)；3—水生植物；4一 樂石；5—沸石；6—卵石；7—卵石+稻殼；8—鋼渣；9、灰?guī)r；10—集水區(qū)；11 一出水管。
具體實施例方式下面將對本發(fā)明實施例作進一步地詳細描述。本發(fā)明的逆流式垂直流人工濕地系統(tǒng)，其較佳的具體實施方式
是
包括下向流人工濕地單元和上向流人工濕地單元，所述下向流人工濕地單元和上向流人工濕地單元分別設(shè)有復(fù)合填料床，所述下向流人工濕地單元的頂部設(shè)有進水管和配水區(qū)，所述上向流人工濕地單元的頂部設(shè)有集水區(qū)和出水管，所述下向流人工濕地單元和上向流人工濕地單元的底部通過連接管連接。所述下向流濕地單元復(fù)合填料床的填料從上至下依次為礫石、沸石、卵石；所述上向流濕地單元復(fù)合填料床的填料從下至上依次為卵石加稻殼、鋼渣、灰?guī)r。所述卵石和稻殼混合濾料的體積比為I : I。所述下向流人工濕地單元和上向流人工濕地單元的上部分別設(shè)有水生植物。本發(fā)明中，逆向垂直流的特殊設(shè)計，使污水在濕地中依次經(jīng)歷好氧、缺氧和厭氧過程，污水中的N、P 一部分作為營養(yǎng)物質(zhì)被微生物和植物吸收，一部分通過硝化、反硝化作用被去除；在下行床底部，污水已進入?yún)捬鯛顟B(tài)，開始進行反硝化并進入上行床，之后的上行床中，為防止反硝化過程中的碳源不足問題，采用卵石和稻殼混合濾料(體積比為I :1)，可解決反硝化過程中的碳源不足問題，從而大大提高反硝化脫氮的效率；鋼渣為鋼鐵廠煉鋼爐廢渣，主要作為建筑材料和道路路基，但是，鋼鐵廠每天產(chǎn)生的爐渣，特別是鋼渣量大、有效利用率不高，而且傳統(tǒng)利用方式附加值也較低，本發(fā)明利用鋼渣富含鈣、鋁、鐵等離子，灰?guī)r富含鈣離子，可對廢水中的磷進行有效的吸收去除。本發(fā)明可以對現(xiàn)有二級污水廠進行深度處理，結(jié)構(gòu)簡單、管理方便、不易堵塞、運行成本低、脫氮除磷效果好，可以達到增強人工濕地污水處理效果、提高城市污水處理廠二級出水水質(zhì)的目的。具體實施例如圖I所示，逆流式垂直流人工濕地進水處設(shè)有進水管I及配水區(qū)2，污水經(jīng)布水系統(tǒng)使水流均勻分布于填料層；下向流濕地單元復(fù)合填料床，其床體從上至下依次為礫石4，沸石5，卵石6 ；上向流濕地單元復(fù)合填料床，其床體從下至上依次為卵石+稻殼7，鋼渣8，灰?guī)r
9；濕地上層種植凈化污水能力強并適宜于本地環(huán)境條件的水生植物3，如蘆葦?shù)?。上向流人工濕地單元出水處設(shè)有集水區(qū)10和出水管11，污水通過溢流作用排出。本發(fā)明處理污水的工作過程是逆流式垂直流人工濕地系統(tǒng)開始運行后，污水由進水管I進入配水區(qū)2，經(jīng)布水系統(tǒng)均勻布水后進入下向垂直流人工濕地單元，流經(jīng)礫石一沸石復(fù)合填料床，填料從上至下依次為礫石4、沸石5、卵石6 ;之后污水進入上向垂直流人工濕地單元，流經(jīng)灰?guī)r一鋼渣復(fù)合填料床，填料從下至上依次為卵石+稻殼7，鋼渣8，灰?guī)r9 ;濕地上層種植凈化污水能力強并適宜于本地環(huán)境條件的水生植物3，如蘆葦?shù)取Ｏ到y(tǒng)穩(wěn)定后，在填料表面上生長了大量的微生物，并形成生物膜。在此過程中，填料和植物3的根系直接阻攔截留，大部分有機物被生物膜吸附降解。由于本濕地逆向垂直流的特殊設(shè)計，使污水在濕地中依次經(jīng)歷好氧、缺氧和厭氧過程，污水中的N 、P 一部分作為營養(yǎng)物質(zhì)被微生物和植物吸收，一部分通過硝化、反硝化作用被去除。在下行床底部，污水已進入?yún)捬鯛顟B(tài)，開始進行反硝化并進入上行床，之后的上行床中，為防止反硝化過程中的碳源不足問題，采用卵石和稻殼混合濾料(體積比為I :1)，可解決反硝化過程中的碳源不足問題，從而大大提高反硝化脫氮的效率。經(jīng)過處理后的污水通過溢流作用進入集水區(qū)10，最后通過出水管11排出。具體實施例中，下向流人工濕地單元，其床體從上至下依次為礫石(粒徑1 5mm)、沸石(粒徑5 20mm)和卵石(粒徑20 50mm)。下向流人工濕地單元進水處設(shè)有進水管及工字型穿孔管布水裝置；所述的上向流人工濕地單元，其床體從上至下依次為灰?guī)r(粒徑2 10mm)、鋼洛(粒徑10 20mm)、卵石(粒徑20 50mm)和稻殼。下向流人工濕地單元出水處設(shè)有出水管及工字型穿孔管集水裝置；所述的下向流和上向流濕地單元中種植有凈化污水能力強并適宜于本地環(huán)境條件的蘆葦。本發(fā)明具有以下優(yōu)點和積極意義本發(fā)明通過一種新型逆流式垂直流人工濕地，并采用鋼渣、灰?guī)r等復(fù)合填料作為潛流人工濕地的填料，與傳統(tǒng)的人工濕地相比，本發(fā)明對污水中的TN (總氮)和TP (總磷)的去除效果均優(yōu)于傳統(tǒng)的人工濕地，提高了常規(guī)水處理工藝的運行效果，提高出水水質(zhì)。填料床內(nèi)的鋼渣、灰?guī)r、沸石等復(fù)合填料，對污水起到吸附和過濾的作用，具有優(yōu)越的吸附效果和很好的還原特性，能夠有效去除廢水中的氮、磷、重金屬等污染物。在污水處理工藝中，使用鋼渣作為復(fù)合填料，以廢治廢，可以大大降低污水運行處理成本，有較高的社會、環(huán)境和經(jīng)濟效益。濕地形式采用創(chuàng)新的逆流式垂直流，可使污水在濕地中交替出現(xiàn)好氧、缺氧和厭氧狀態(tài)，有效地達到廢水的脫氮除磷之目的。在下行床底部，污水已進入?yún)捬鯛顟B(tài)，開始進行反硝化并進入上行床，之后的上行床中，為防止反硝化過程中的碳源不足問題，采用卵石和稻殼混合濾料(體積比為1:1)，可解決反硝化過程中的碳源不足問題，從而大大提高反硝化脫氮的效率。本發(fā)明適用于城市污水處理廠二級出水的提質(zhì)。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種逆流式垂直流人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，包括下向流人工濕地單元和上向流人工濕地單元，所述下向流人工濕地單元和上向流人工濕地單元分別設(shè)有復(fù)合填料床，所述下向流人工濕地單元的頂部設(shè)有進水管和配水區(qū)，所述上向流人工濕地單元的頂部設(shè)有集水區(qū)和出水管，所述下向流人工濕地單元和上向流人工濕地單元的底部通過連接管連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的逆流式垂直流人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，所述下向流濕地單元復(fù)合填料床的填料從上至下依次為礫石、沸石、卵石；所述上向流濕地單元復(fù)合填料床的填料從下至上依次為卵石加稻殼、鋼渣、灰?guī)r。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的逆流式垂直流人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，所述卵石和稻殼混合濾料的體積比為1:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求I、2或3所述的逆流式垂直流人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，所述下向流人工濕地單元和上向流人工濕地單元的上部分別設(shè)有水生植物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種逆流式垂直流人工濕地系統(tǒng)，包括下向流人工濕地單元和上向流人工濕地單元，下向流人工濕地單元和上向流人工濕地單元分別設(shè)有復(fù)合填料床，下向流人工濕地單元的頂部設(shè)有進水管和配水區(qū)，上向流人工濕地單元的頂部設(shè)有集水區(qū)和出水管，下向流人工濕地單元和上向流人工濕地單元的底部通過連接管連接。下向流濕地單元復(fù)合填料床的填料從上至下依次為礫石、沸石、卵石；上向流濕地單元復(fù)合填料床的填料從下至上依次為卵石加稻殼、鋼渣、灰?guī)r?？梢詫ΜF(xiàn)有二級污水廠進行深度處理，結(jié)構(gòu)簡單、管理方便、不易堵塞、運行成本低、脫氮除磷效果好，可以達到增強人工濕地污水處理效果、提高城市污水處理廠二級出水水質(zhì)的目的。
文檔編號C02F9/14GK102897968SQ20121032078
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者張春暉, 張雯雯, 陳俊, 寧可, 郭遠杰, 林輝 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)