[发明专利]滤布防堵塞强化复合流人工湿地生活污水处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种滤布防堵塞强化复合流人工湿地生活污水处理系统。

背景技术

我国目前城镇的污水处理率很低，大部分生活及生产废水不经处理直接排入河道，造成水体严重污染，同时随着我国城镇用水量和排水量不断增加，以好氧活性污泥法为主的城市污水处理技术，表现为虽然污染物去除率高，但基础投资及运行费用高等缺点，致使许多污水处理厂难以筹资兴建或因成本高而难以维持运转。人工湿地技术由于处理水质好、污泥产量少人工湿地污水处理技术具有处理效果好、氨氮去除能力强、运转维护管理方便、工程基建和运转费用低以及对于负荷变化适应能力强等主要特点，同时可改善生态环境而成为国内外普遍关注的水处理技术。

在人工湿地处理工艺发展过程中，复合流人工湿地是发展最快的领域之一。目前人工湿地的研究和应用主要集中在富营养化水体的治理，应用于生活污水的处理则存在堵塞、供氧不足、水力负荷小、占地面积大等问题，限制了其广泛应用。如何强化人工湿地的相关技术：防堵塞、保证供氧，在满足处理效果的前提下提高水力负荷，是摆在我们面前的挑战性课题。

湿地中堵塞层的形成是有机固体物在填料内部颗粒间隙的沉积、填料间隙生物生长和分解以及填料内发生的化学沉淀反应等产生的，跟填料粒径、有机物负荷、进水悬浮物浓度、污水投配状况和微生物的活动等因素有关。根据美国100多个构建湿地的调查，有将近一半的湿地在投入运行后的5年内形成了堵塞。构建湿地堵塞后，湿地系统渗透系数明显减小，改变了其水力特征及传质过程，从而影响系统运行。对于复合垂直流构建湿地，堵塞还会形成基质表面严重集水，阻隔氧气向基质层内扩散，从而降低有机质及氮素物质的去除率。

人工湿地系统截留或降解有机物以及营养盐的效能与填料的特性及粒径分配、供氧能力及氧分布、水流流态、排污方式等有关。首先，高效人工湿地技术中不仅要使填充填料有足够的比表面积满足微生物附着和水处理的需要，还应使污水顺畅地流过系统不出现堵塞问题。但是单纯的选用小粒径填料增加比表面积改善处理效果状况时易出现堵塞问题。为了解决堵塞问题，国内外相继开发出了几种防堵塞湿地系统及预防堵塞措施：①间歇性运行模式。例如一种垂向流与斜向流相结合的双流态防堵塞人工湿地系统，这种系统主要特点是通过定期排空池体，池内的污泥随水流一起被带出，从而起到防堵塞的作用，但是定期排水工作量大，而且排出的混合泥水量也较大，这就给湿地增加了二次处理问题。对于已经严重堵塞的填料层可采取的恢复措施有停床休作或轮作、更换表层砂等手段；②土壤动物修复。利用土壤动物修复堵塞人工湿地也是比较新颖的一个解决堵塞问题的方案，即向湿地中投放土壤动物蚯蚓，通过蚯蚓的正常生活行为松动基质同时起到清扫和疏通基质的作用，此方法费用低廉，施工维护简单，但是蚯蚓的生长对环境有一定的要求，比如说温度，不同温度条件下蚯蚓的生长繁殖状况不同，另外含水率对其也有影响，土壤中含水量太高对蚯蚓的活动十分不利，系统运行维护困难；③污水水质预处理技术。例如通过在湿地前设置格栅、沉淀槽等预处理设施，减少进入湿地的颗粒物质，避免人工湿地局部堵塞或减缓湿地堵塞的进程，但这样截留下来的只是大颗粒物质，其余的溶解性及胶体性有机物仍可进入人工湿地中引起非物理性堵塞；④优化填料粒径分布或新型填料的使用。在满足湿地的处理要求前提下，采用较粗粒径的填料或采用多层滤料，以此提高填料的穿透深度，增加整个填料层的含污能力。同时，亦可改善布水情况，避免局部堵塞；⑤跌落复氧或人工曝气。由于进水中的有机物及氨氮含量大于系统的供氧量，加上微生物活动对氧的需求，导致了系统氧供需矛盾。通过增加系统溶解氧量，促进生物活性，氧化降解有机物及氨氮物质，即可提高处理效率，亦可缓解堵塞问题。

以上预防堵塞的技术虽然在实践中取得一定的效果，但构建湿地系统堵塞仍是一个普遍现象，目前国内外对堵塞问题还没有很好的对策。构建湿地堵塞的过程及其影响因素比较复杂，单靠某种技术难以解决堵塞问题，在湿地的设计与运行中应综合、系统地考虑各种因素及过程以预防堵塞。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滤布防堵塞强化复合流人工湿地生活污水处理系统。

本发明提出的滤布防堵塞强化复合流人工湿地生活污水处理系统，包括预处理区、主体反应区以及出水区，其中：

预处理区包括有框管17、进水管16、滤袋9、进气管10和微孔曝气器15，框管17位于预处理区内，框管17内分布有滤袋9，进水管16位于预处理区一侧，进气管10从预处理区顶部插入预处理区内，进气管10连接微孔曝气器15；