[发明专利]利用人工湿地处理富营养化水体的方法及其设施

说明书

技术领域

本发明涉及富营养化水的处理方法，尤其涉及一种利用人工湿地处理富营养化水体的方法及设施，属于环保工程与水处理技术领域。

背景技术

水体的富营养化是自养型生物在富含氮、磷、有机物等营养物质的水体中异常繁殖的结果。氮磷污染造成水体富营养化是世界性的环境问题。

富营养水体通常流动性差、净能力差，且人为污染日益加剧。在我国，地表水富营养化已经威胁到亿万人民的饮用水安全。目前主要采用污染源控制和生态修复方法进行治理，而人工湿地是重要的科学手段之一。人工湿地是一种不断进化的污水土地处理技术，人工湿地生态系统水质净化技术的基本原理是：在一定的填料上种植特定的植物，将污水投加到人工建造的类似于沼泽的湿地上，当污水流过人工湿地时，经砂石、土壤过滤，通过基质填料砂层中一个个好氧、厌氧反应微单元和植物根际的多种微生物活动，生化降解沉淀，将污染物浓度降低，使水质得到净化，直至达标排放。处理过程包括生化反应，如分解和合成代谢、植物吸收；物理化学反应，如沉淀吸附等。悬浮颗粒物的去除主要是过滤和重力沉积。滤床表面种植的芦苇，其发达的根系不仅能够把氧气带入滤床，而且能够有效加大水力疏导性，防止滤床板结。

目前利用人工湿地对富营养化水体生态修复通常采用无动力表面流人工湿地，该人工湿地工艺简单，通过湿地表面水漫流同水生植物和土壤相互作用，水体逐步得到净化。由于表面流人工湿地处理效率不高，故需要大量水域和土地以保证净化效果。且一旦有面源污染输入，其净化效果很不明显。

垂直流生态滤床技术是人工湿地中的一种高效工艺，结合物理过滤和生化反应有效处理各类污水。根据试验研究和大量的工程实践证明，生态滤床能够很好地去除BOD、TSS、N、P，而且对病原细菌、难降解有机化合物以及金属离子的去除，其效果也十分有效。通常用于分散式处理生活污水，但是富营养化水体的净化回用受到限制，仅用于小规模的水体净化。主要原因是富营养化水体内富含水藻，悬浮物含量高，会引起滤床堵塞，一旦加大处理负荷水量，运行三个月以上就造成高效垂直流湿地退化成为表面流湿地。

小型物理沉淀预处理装置有多格污水沉淀池和沉淀塘，当水力停留时间超过两天时，污水中的固体物会由于重力的作用沉淀到池底成为污泥(初沉污泥)，对水藻类悬浮物的沉淀效果不佳。

普通粗滤床由不同粒径石分层构成，水重力过滤，固体悬浮物在滤床表面颗粒被截留下来。由于不具备反冲洗功能，必须采用多个滤床交替进水的方式，滤床表面污泥才能在闲置期被进一步干化。该装置缺点是占地较大，去除水藻的效率较低。

通常小型水处理的配套并不完善，对于初沉和二沉污泥不当处置，会造成环境二次污染。同时一般工程类污泥处置需要机械脱水和干化，属高能耗工艺，即使配套处置设施，也常常处于不运行状态。

因此，研究一种除藻效果好、处理水量大的人工湿地水处理工艺和设施，非常有必要，是一项值得期待的重大技术课题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种利用人工湿地处理富营养化水体的方法及设施，旨在有效提高除藻效果和水处理量，消除污泥的二次污染。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

利用人工湿地处理富营养化水体的方法，特点是：采用上流式粗滤床、垂直流生态滤床和污泥干化床组合的方法处理富营养化水体，即先由抽集管道将待处理的富营养化水体送入上流式粗滤床，由上流式粗滤床对富营养化水体中的悬浮物和藻类物质进行去除处理，上流式粗滤床处理后的水体再通过输配水系统均匀分布到垂直流生态滤床，由垂直流生态滤床进行二级生化处理，其出水循环回用；另外，上流式粗滤床中的沉积污泥排入到污泥干化滤床进行稳定化处置，湿污泥滤液回流至上流式粗滤床进行再处理。

进一步地，上述的利用人工湿地处理富营养化水体的方法，进入上流式粗滤床的待处理富营养化水体带有压力，在上流式粗滤床中从下往上流进行悬浮物和藻类物质的物理性逐层过滤去除。上流式粗滤床中的沉积污泥定期排入到污泥干化滤床中，自然脱水干化；所述的污泥干化滤床有两块，每隔一段时间轮换投加污泥，使其中一块滤床有充分时间更好的干化稳定，待滤床的污泥积厚后，进行一次清理。

更进一步地，利用人工湿地处理富营养化水体的设施，特点是：包括有上流式粗滤床、垂直流生态滤床及污泥干化滤床，抽集富营养化水体的管道连接至上流式粗滤床的进水口，上流式粗滤床的排水口通向配水池，配水池通过布水管连通垂直流生态滤床，由垂直流生态滤床的排水口向外供水；还有，上流式粗滤床的排污泥口连通至污泥干化滤床，污泥干化滤床的滤液出口接入到上流式粗滤床。