[发明专利]一种北方地区入湖口河流分流净化人工湿地处理系统

说明书

技术领域    

本发明属于人工湿地处理技术领域，具体涉及一种适用于北方地区入湖口河流分流净化人工湿地处理系统。

背景技术   

近年来，随着我国国民经济的高速发展，环境污染及由此而伴生的问题日益显现。调查表明，全国范围内各类河道污染日趋严重，至20世纪末超过一半的河段为IV、V类乃至劣V类水质，严重加剧了我国水资源的短缺，制约了经济的持续发展，同时对人民的生命健康构成了极大危害。

对于受污染河道的治理，底泥疏浚是直接去除内源污染的有效方法，但其成本较高，大面积实施困难。利用生态修复方法降低内源污染，尤其是活性较强的铵氮，已成为近年来的研究热点。但实践表明高浓度的污染物很容易导致土壤吸附饱和，并因缺氧而削弱其对各类污染物包括铵氮等的脱除，导致人工湿地对河水的净化能力降低，尤其在冬季，挺水植物、浮叶植物以及大多数沉水植物生长受阻。 

常见的水体生态修复技术包括河岸带水生植物构建、生态浮床、人工曝气复氧、底泥污染控制、建立人工湿地、生物操纵等技术。河岸带水生植物构建是通过在河岸带浅水处种植水生植物，重建河岸带水生植物群丛，改善河流湿地生态系统的本底状况，健全河流湿地生态系统结构完整性，提升湿地生境风貌，提高河流污染物的自净能力，削减带入下游水体的污染量。生态浮床技术是利用物种的共生关系，以水生植物为主体，建立高效的人工生态系统，降低河流污染负荷。河道曝气是通过加速河流的复氧过程，使溶解氧浓度提高，增强好氧生物的活性，从而提高水体自净能力。底泥疏浚可以彻底清除底泥的有毒、有害物质。建立人工湿地则是利用湿地的沉淀、吸附、降解等作用，对污水进行处理。 

河流岸坡生态修复。河流岸坡防护大量使用混凝土或钢筋混凝土等人工建筑材料，破坏了河岸连接水生态系统和陆地生态系统的纽带作用，使河流的生态功能丧失。所以，河流岸坡生态修复应采用透水、透气材料代替硬质材料，如生态袋、生态混凝土砌块、石笼、松木桩、三维土工网等。对于坡度较小、岸坡较稳定的河道，可以采用纯植物措施进行防护，河流断面类型应尽量采用复式断面。 

生物多样性恢复。恢复生物多样性，首先要恢复生物的栖息地。采用生态学与工程学相结合的方法，恢复河流水陆交错区的功能，建造能够适合水生动植物、两栖动物生存繁殖的河岸工程生态结构，还要根据所要修复目标生物的生活习性，设置鱼巢、鱼道、浅滩、深塘、丁坝等，尽可能地保留河流中的滩地。 

河流形态修复。在保证防洪安全的前提下，将人造化的矩形、梯形断面修整为自然形态，根据河流生态学理念，宜宽则宽、需弯则弯；在保持河道的自然平面形态的同时，提高河道排涝泄洪以及抗旱引水的能力，处理好生态保护与土地规划利用之间的关系。 

人工湿地是人工设计与建造的由饱和基质、挺水与沉水植被、动物和水体组成的复合体。在20世纪70年代，人工湿地处理系统大多利用原有的天然湿地，将天然湿地系统与人工建造的氧化塘处理系统结合起来，既保持了天然湿地的原有结构，又提高了氧化塘系统的处理效果；80年代以后，人工湿地发展为由人工建造的、以不同粒径的砾石等为填料基质，并种植有一定去污能力植物的处理系统，这样的构建模式使得人工湿地进入了规模性的应用阶段。 

人工湿地的一般工艺流程包括预处理、水生植物池和集水排水3大部分，如：原污水→格栅→污水集水池→植物池A→植物池B→集水池→回用或排放水体，其中起主要净化作用的是水生植物池，因此几乎所有的研究都是在水生植物池中进行。 

根据污水在湿地床中流动的方式，可将人工湿地分为 3 种类型：垂直流人工湿地、潜流式人工湿地和表面流人工湿地。 

垂直流人工湿地主要用于处理氨氮含量高的污水，污水从湿地表面纵向流向填料床的底部；其对磷的去除效率差异很大，且体积负荷较小，对介质要求较高，水流容易堵塞，不利于推广使用，但与表面流、潜流式人工湿地相比，垂直流人工湿地具有较强的去除有机物和氮的能力，且有很高的稳定性及抗冲击负荷能力。 

潜流式人工湿地由一个或多个填料床组成，污水从一端水平流过填料床到另一端。与表面流湿地相比，其对BOD₅、COD_Cr、SS和重金属的去除效果较好，同时，处理过程中减少了臭气的散发和臭味的产生，而且床体可以对污水保温，这种工艺在国际上有较多的研究和应用，用于处理生活污水、工业废水、医疗废水、暴雨径流、矿山废水、石油开采废水、垃圾场渗滤液等污水，但潜流式人工湿地容易发生堵塞现象。