[发明专利]一种适于小城镇生活污水、废水处理的快速启动型无动力生物强化人工湿地系统

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体地，本发明涉及一种适于小城镇生活污水、废水处理的快速启动型无动力生物强化人工湿地系统。

背景技术

人工湿地污水处理工艺是近些年发展起来的一种污水处理技术，该技术以其低能耗、低投资、养护及管理简单等特点而广泛应用于污水处理、地表水体污染控制等很多领域，同时人工湿地兼具景观效果，可以改善局部生态环境，适合居住小区、小城镇及农村的生活污水处理。但该技术仍然存在建成后启动慢，占地面积大，填料容易堵塞等问题。

目前，现有技术对人工湿地污水处理工艺的改进主要集中在填料的选择、工艺流程的创新上，对于植物的作用、植物配置在景观效果及改善局部生态环境上的作用经常忽视；并且对于土壤动物在水处理过程中的作用研究较少。同时，现有人工湿地由于建设规模、进水污染物浓度等原因，启动时间较长，启动阶段处理效果不佳。此外，在我国广大农村目前已经做到污水集中收集的情况下，如何选择一种经济高效的生活污水处理工艺的问题一直没有得到解决。

球形填料一般采用塑料注塑而成，其结构有多种。球形填料的特点是球体为空心，可以允许气体、液体从其内部通过。由于球体结构的对称性，填料装填密度均匀，不易产生空穴和架桥，所以气液分散性能好。球形填料常用于接触氧化工艺，与人工湿地工艺相比，具有滤料间水流缓慢，水力冲刷力小；生物膜只能自行脱落，剩余污泥不易排走，滞留在滤料之间易引起水质恶化，影响处理效果；曝气过程需要耗能等缺点。

活性污泥是由细菌、真菌、原生动物和后生动物等各种生物和金属氢氧化物等无机物所形成的污泥状的絮凝物。有良好的吸附、絮凝、生物氧化和生物合成性能。污水处理厂常利用活性污泥中各种微生物进行水处理，称为活性污泥法。活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系统所组成。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提供一种适合农村生活污水处理的快速启动型无动力生物强化人工湿地污水处理系统。该系统能有效缩短现有人工湿地的启动时间，提高启动阶段处理效率；尽可能解决潜流湿地的运行一段时间之后的堵塞问题；降低水处理过程中的能耗；重视植物配置的景观效果以及土壤动物在水处理中的作用，改善局部生态环境；并且可以解决我国农村土地闲置和生活污水集中收集后不经处理随意排放的问题。

因此，本发明的目的是提供一种适于小城镇生活污水、废水处理的快速启动型无动力生物强化人工湿地系统。

根据本发明的适于小城镇生活污水、废水处理的快速启动型无动力生物强化人工湿地系统依地势由高至低依次包括：

1)沉沙池；

2)悬浮型生物填料床，所述悬浮型生物填料床，底部铺设有防渗膜，防渗膜上方铺设卵石层，卵石层上方放入悬浮型生物填料，填料直径5～8cm，填料层厚度30～35cm，在悬浮型生物填料层上方铺设火山岩填料、陶粒填料及土壤的混合物；

3)生物处理潜流湿地，所述生物处理潜流湿地的底层为防渗层，防渗层上铺设卵石层，深5～10cm，卵石层上方铺设火山岩填料层，深30～40cm，火山岩层上方为土壤层，深15～20cm，在该区域放置蚯蚓10～20万条，整个生物处理潜流湿地深50～70cm；

4)表流湿地，所述表流湿地包括浮水植物区、挺水植物区、沉水植物区。

使用本发明的快速启动型生物强化人工湿地污水处理系统，处理步骤为：污水先进入蓄水池(沉沙池)阶段，去除水中的杂质及悬浮物，再进入湿地处理单元。湿地处理单元分三部分，前部为悬浮型生物填料床，中部为生物处理潜流湿地，后部为三阶段表流湿地，三部分串联组成。整个湿地处理系统根据地势高差进行设计、施工，使进水端高于出水端，全程无动力运行。

前部悬浮型生物填料床长5～8m，宽1.5～2m，深40～50cm，底部铺设有防渗膜，防渗膜上方铺设卵石层，厚度5～10cm；卵石层上方放入球形悬浮型生物填料，填料直径5～8cm，填料层厚度30～35cm，球形悬浮生物填料可以为微生物繁殖提供附着点，形成生物膜，生物膜是由细菌、真菌、藻类、原生动物和后生动物组成的膜状生物群落，构成的食物链可有效地去除水中的有机污染物。同时由于其具有轻便性且粒径较大的特征，在该部分床体或整个湿地系统发生堵塞时便于挖出清洗，以最简便快捷的方式有效解决湿地堵塞问题；在填料层上方铺设火山岩填料、陶粒填料及土壤的混合物，厚5cm。火山岩和陶粒填料主要通过吸附作用去除污水中的磷；此外，火山岩和陶粒填料具有多孔性结构，巨大的比表面积为生物膜提供了附着位置，从而有效去除水体中有机物，并通过微生物的硝化-反硝化作用除氮。