[发明专利]多级复合藕联人工湿地系统及其应用

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种多级复合藕联人工湿地系统及其应用。

背景技术

经专利及文献检索，目前人工湿地处理污水大都局限于单一的湿地类型。中国科学院水生生物研究所发明的复合垂直流人工湿地增氧系统（专利号200810197811），其特征是利用在底部设置排空管，以最优化增氧条件间歇曝气来提高脱氮效果，并利用垂直流湿地净化污水。北京师范大学发明的分段式自由表面流人工湿地处理方法及系统（专利号CN200410062269.9），将已有河道改造成分段式自由表面流人工湿地，使地表径流通过具有不同污染物去除倾向的自由表面流人工湿地模块，在微生物-植物-填料-水生动物的联合作用下使污染得到净化。但单纯的表流或潜流湿地系统存在一些问题，表流湿地具有投资少、操作简单、运行费用低等特点，但存在不能充分发挥基质和植物根系的作用，以及占地面积较大、水力负荷率较小、去污能力有限等缺点；潜流湿地具有对BOD、COD去除效果好、保温性能好、处理效果受气候影响小等优点，但是由于自身的构造，潜流湿地存在供氧不足的缺陷，限制了脱氮效果。就潜流湿地而言，水平潜流人工湿地控制相对复杂，脱氮除磷效果不如垂直流人工湿地；而垂直潜流人工湿地硝化能力虽高于水平潜流湿地，但对有机物的去除能力不如水平潜流人工湿地。如何实现人工湿地污水处理系统的优化配置，提高人工湿地对污水的处理效率，是工程中需要解决的问题之一。

组合型湿地是一种新的人工湿地工艺，与单一类型人工湿地相比，它对污染物具有较高的去除效果。目前检索到的专利大都是将垂直流和水平流或潜流和表流直接串联，并没有组合方式上的设计。如山东大学发明的潜流—表流复合型人工湿地（专利号CN 101113050A），污水先进入潜流层，由潜流层集水池到达表流层，净化后由集水池排出。比利时路森博格基础大学为了运用构造人工湿地提高城镇污水的净化率，将一系列不同的人工湿地床串联形成多种污水处理系统。试验结果发现最完善和高效率的系统是由3个连续的湿地床组成：第一级为水生植物湿地床，紧接着第二级为表流植物湿地床，最后第三级为垂直流湿地床。但表流型与潜流型湿地多级复合藕联的工艺技术旨在针对不同的处理对象，采用不同组合方式、组合顺序及相应的水力负荷应用于污水处理的可行性。因此，面向我国环境保护的需要，深入开展该类技术研发，以获得更高的污水处理效率是非常必要的。

发明内容

本发明需要解决的问题是通过优化组合和多级处理，提高净污效率，构建复合藕联人工湿地系统及其在工业废水、生活污水处理中的应用。

本发明的技术方案是：                                                        

本发明所述多级复合藕联人工湿地系统由单体湿地床子系统、水动力调配子系统和湿地藕联子系统三个部分构成。

单体湿地床子系统：单体湿地床子系统由床体、基质和水生植物组成，床体壁厚15 cm，均由普通砖与水泥构筑而成，采用加厚聚乙烯膜作壁面防渗处理；同时为保证出水顺畅，床底沿水流方向均设置0.5％的坡度；湿地床分为潜流型与表流型两类。

潜流型湿地床的长、宽、高分别为100 cm、60 cm、90 cm；在短边侧设置两隔板，隔板距短边均为15 cm，进水端隔板高85 cm，底部以60 cm宽×15 cm高的矩形开口与基质相通，出水端隔板高75 cm；布水管方向与床体宽度方向一致，采用5 cm口径的PVC管，长度60cm，布水管两端封闭，布水管自起始端向末端每隔5 cm开有直径为2 cm的布水圆孔，共8个布水圆孔，两端布水圆孔距离布水管两端各4.5 cm；布水管的进水孔直径5 cm，上边距离湿地床外壁顶端5 cm，位于湿地床宽壁的中上部，距离宽壁垂直边各27.5 cm；水流经进水孔、布水圆孔进入床体的布水区，由底部矩形开口进入湿地，经基质和植物共同作用后由表层漫出，并经出水隔板流入床体的集水区，再经出水孔流出；出水口直径5cm，距离湿地床底部和靠近一侧的床壁边均为5 cm；见图1。