本發(fā)明屬于污水凈化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種生物膜表面流人工濕地。

背景技術(shù)：

人工濕地是通過對自然濕地中生物的優(yōu)化組合實(shí)現(xiàn)污水處理的一種人工的、可控制的污水處理系統(tǒng)。表面流人工濕地主要由濕地植物和基質(zhì)構(gòu)成，污水從濕地基質(zhì)表面流過，通過物理吸附、植物吸收和微生物代謝等作用達(dá)到對污水的凈化效果。表面流人工濕地具有基建投資少、運(yùn)行成本低，管理和維護(hù)比較簡單等優(yōu)點(diǎn)。

然而，表面流人工濕地通常占地面積較大，衛(wèi)生條件差，易產(chǎn)生異味并滋生蚊蠅，出水渾濁。而且，表面流人工濕地中污水與基質(zhì)中微生物接觸面積小，微生物的處理能力受到限制，污水處理效率不甚理想，這些缺點(diǎn)阻礙了表面流人工濕地系統(tǒng)地推廣應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為克服傳統(tǒng)表面流人工濕地系統(tǒng)的不足，設(shè)計(jì)一種污水凈化效率高、出水水質(zhì)好、占地面積小、出水清澈、安全衛(wèi)生、操作簡單、強(qiáng)化傳統(tǒng)表面流人工濕地功能的生物膜表面流人工濕地。

本發(fā)明采用下述技術(shù)解決方案：生物膜表面流人工濕地包括濕地基質(zhì)、填料、進(jìn)水管、出水管、溢流堰，人工濕地兩端設(shè)置進(jìn)水溢流堰和出水溢流堰，進(jìn)水管設(shè)置在進(jìn)水溢流堰上方、出水管設(shè)置在出水溢流堰下方，進(jìn)出水口均采用溢流堰和穿孔管以均勻布水和集水，出水通過出水管收集并通過控制閥控制出水流量，濕地基質(zhì)之上橫向及縱向堆積多列填料。

濕地基質(zhì)采用水渣（或爐渣）和田園土，二者以7：3體積比混合均勻，高度為45~50cm，基質(zhì)表面鋪設(shè)一層3~4cm厚的河沙。

人工填料采用粒徑為5~7cm的礫石、石子或粉碎的建筑砼體。

填料沿水流方向平行及垂直堆放數(shù)列，高度為15~20cm，平行方向堆放疏松，而垂直方向堆放緊密。

填料空隙之間種植挺水植物（如蘆葦，菖蒲）和沉水植物（如金魚藻，菹草）。

系統(tǒng)運(yùn)行時，污水由進(jìn)水口經(jīng)溢流堰均勻進(jìn)入處理區(qū)，在填料之間流動。系統(tǒng)穩(wěn)定后，在填料表面會附著大量微生物形成生物膜。在此過程中，污水中固態(tài)污染物被填料截留過濾，有機(jī)物及營養(yǎng)物質(zhì)被微生物降解，部分營養(yǎng)物質(zhì)被植物吸收利用。運(yùn)行初期，通過控制出水管控制閥提高污水在人工濕地處理區(qū)的水力停留時間，并可取城鎮(zhèn)生活污水處理廠回流污泥經(jīng)稀釋后接種入系統(tǒng)，以促進(jìn)填料表面生物膜的形成。挺水植物與沉水植物的組合提高了植物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，生物膜的形成強(qiáng)化了傳統(tǒng)表面流人工濕地的凈化能力。同時，通過污水與填料之間的水力沖刷、碰撞等作用，提高了污水中溶解氧的含量，促進(jìn)了污染物的降解，并有利于減少異味的產(chǎn)生。水渣和田園土組成的基質(zhì)、基質(zhì)表層的河沙鋪設(shè)以及礫石等填料的堆積可以防止因水流沖刷基質(zhì)以及降雨等原因?qū)е碌某鏊疁啙帷艋蟮奈鬯?jīng)出水口溢流堰流出。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、填料來源廣泛，費(fèi)用低廉；

2、填料表面易形成生物膜，強(qiáng)化了污水的凈化能力，污水處理效率高；

3、出水清澈，水質(zhì)好；

4、占地面積小，結(jié)構(gòu)簡單，操作維護(hù)方便，投資及運(yùn)行成本低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的剖面示意圖。

圖2是本發(fā)明的俯視圖。

圖中：1、進(jìn)水管，2、穿孔布水管，3、進(jìn)水溢流堰，4、基質(zhì)，5、河沙，6、填料，7、挺水植物，8、沉水植物，9、出水溢流堰，10、集水管，11、出水管控制閥，12、出水管。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明的生物膜表面流人工濕地處理區(qū)主要由基質(zhì)層4，河沙層5，填料6，挺水植物7，沉水植物8組成。該人工濕地的進(jìn)水由進(jìn)水管1經(jīng)過穿孔布水管2布水，進(jìn)水處設(shè)置溢流堰3，出水處設(shè)置溢流堰9。濕地按照以下兩種方式施工：（1）首先按7：3的體積比將水渣和田園土混合均勻鋪設(shè)作為基質(zhì)4，高度為45~50cm，上面沿水流方向平行及垂直堆放數(shù)列粒徑為5~7cm的礫石、石子或粉碎的建筑砼體作為填料6，高度為15~20cm，平行方向堆放疏松，而垂直方向堆放緊密，水平堆放間距和垂直堆放間距比為2:1，如圖2所示。在礫石6空隙之間種植挺水植物7和沉水植物8。之后在基質(zhì)4表層鋪設(shè)3~4cm厚的河沙5；（2）鋪設(shè)以7：3體積比混合均勻的水渣和田園土作為基質(zhì)4，高度45~50cm，種植挺水植物7和沉水植物8，然后在基質(zhì)表層鋪設(shè)一層3~4cm厚的河沙5，之后沿水流方向平行及垂直堆放數(shù)列粒徑為5~7cm的填料6，高度為15~20cm，平行方向堆放疏松，而垂直方向堆放緊密，水平堆放間距和垂直堆放間距比為2:1。建造完畢后通水運(yùn)行。

人工濕地運(yùn)行過程中，污水由進(jìn)水管1經(jīng)穿孔布水管2及溢流堰3均勻進(jìn)入濕地處理區(qū)，在填料6的縫隙之間流動，污水在人工濕地處理區(qū)得到凈化。凈化后的污水通過埋設(shè)在溢流堰9底部的集水管10收集并通過出水管12排出。人工濕地運(yùn)行初期，通過控制出水管控制閥11提高污水在處理區(qū)的水力停留時間，以促進(jìn)填料6表面形成生物膜。必要時，可取城鎮(zhèn)生活污水處理廠回流污泥經(jīng)濕地系統(tǒng)進(jìn)水稀釋后接種入系統(tǒng)，以促進(jìn)生物膜的形成。生物膜形成之后，提高濕地進(jìn)水水力負(fù)荷，并適當(dāng)縮短水力停留時間，生物膜表面流人工濕地正常運(yùn)行。污水凈化主要包括以下幾個過程：污水中固態(tài)污染物被填料6截留、過濾、沉降；填料6為微生物提供了附著面積，易形成生物膜，有機(jī)污染物和營養(yǎng)物質(zhì)被生物膜吸附并被微生物降解利用；基質(zhì)4及河沙5中的微生物降解部分有機(jī)污染物；同時，挺水植物7和沉水植物8通過根系吸收污水中的營養(yǎng)物質(zhì)加以利用去除。污水與堆積的填料6之間通過水力碰撞等作用，提高了處理區(qū)水中溶解氧含量，促進(jìn)了好氧微生物的生存及代謝，減少了異味的產(chǎn)生；水渣和田園土組成的混合基質(zhì)4以及河沙5的鋪設(shè)和礫石等填料6的堆積能夠避免泥的泛起和固態(tài)污染物的再次浮起，使出水保持清澈。