[发明专利]多级垂直流复合人工湿地处理污水的方法及其处理系统

说明书

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种多级垂直流复合人工湿地处理污水的方法及其处理系统。

背景技术

垂直流人工湿地可以分为上行流、下行流和潮汐流三种，其水力状况综合了表面流湿地和水平潜流湿地的特点。下行流就是污水从湿地表面纵向流入填料床底，集中于收集管中并排出；上行流水流方向与下行流相反，因为床体处于不饱和状态，氧气通过大气扩散和植物传输进入湿地。这种湿地硝化能力强，适合处理氨氮含量高的污水，且对有机物和磷都具有较高的去除效果。

目前污水复合垂直流人工湿地处理方法主要为下行流与上行流的复合。由下行池和上行池组成，两池中间设有隔墙，底部连通，床体高50～60cm，污水从下行流经底部通道流向上行流。下行池表面中央为一根下半部钻有小孔的穿孔布水管，使进水均匀分布到湿地表面，两池底部为相连的连通管，下钻小孔，以收集下行池出水并均匀分布上行池的进水，上行池利用“H”型管道收集系统出水。下行池和上行池均填有一定粒径的砂和砾石作为处理介质，上行流和下行流都种有植物，如芦苇、风车草、美人蕉和香根草等。

目前污水复合垂直流人工湿地处理方法存在的不足之处有：(1)下行流-上行流复合形式的人工湿地系统对污染物的去除效果并不十分理想，容易造成水流通不畅，填料渗透系数减少，水渗透速率下降会延长水力停留时间，造成在下行流池表面形成积水层阻碍了空气中的氧气进入基质层，使得复合垂直流中的好氧微生物活性下降。(2)系统整体缺氧，充氧能力较低。虽然间歇式进水改善了氧状况，但进水中的溶解氧在下行池即已消耗至很低的水平，不能提供良好的硝化作用环境条件，不能产生大量硝酸盐作为反硝化作用的底物，使硝化-反硝化途径不畅通，限制了总氮去除率。(3)反硝化过程中所需要的碳源得不到充分的保证进一步抑制了总氮的去除效果。(4)基质的除磷效果不很理想。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有污水复合垂直流人工湿地处理方法的不足，提供一种处理成本低、占地面积小、脱氮除磷效果较好的四级垂直流复合人工湿地处理污水的方法。

本发明的另一目的是提供实现上述方法的四级垂直流复合人工湿地处理系统。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：

提供一种四级垂直流复合人工湿地处理污水的方法，包括如下步骤：污水先经地下引水管收集到调节池，由污水泵提升进入高位水箱，然后依次经过四级垂直流复合人工湿地进行处理，最后通过出水管出水。应用于污水河道时，污水经河道收集，由污水泵提升进入埋地式PVC引水管，再由阀门控制进入人工湿地布水系统，污水经过多级垂直流复合人工湿地进行处理后通过出水管出水。第一级为垂直下行流人工湿地，第二级为垂直上行流人工湿地，第三级为垂直上行流人工湿地，第四级为垂直下行流人工湿地。第一、二级垂直下行流-上行流人工湿地的作用主要是去除大部分的好氧有机物、悬浮物和总磷，对污水进行硝化作用，进行部分的反硝化作用去除部分总氮；第三、四级垂直上行流-下行流人工湿地的作用主要是去除大部分的好氧有机物、悬浮物和总磷、对污水进行硝化和反硝化作用。

作为优选，本发明在第一级垂直下行流和第二级垂直上行流人工湿地中种植风车草，在第三级垂直上行流和第四级垂直下行流人工湿地中种植美人蕉。利用风车草和美人蕉的植物吸收作用去除部分的氮和磷。

本发明所述方法可应用于处理与城市污水和生活污水等类似水质的污水，以及河涌污水。

本发明同时提供了一种实现上述方法的四级垂直流复合人工湿地处理系统，包括初沉池、第一级垂直下行流人工湿地，第二级垂直上行流人工湿地，第三级垂直上行流人工湿地和第四级垂直下行流人工湿地，所述初沉池通过污水管与第一级垂直下行流人工湿地的布水管相连接，第一级垂直下行流人工湿地通过底部集水管与第二级垂直上行流人工湿地的布水管相连，二级湿地出水进入集水池，集水池与第三级垂直上行流人工湿地底部的布水管相连，第三级垂直上行流人工湿地顶部的集水管与第四级垂直下行流人工湿地顶部的布水管相连。