[发明专利]一种高效脱氮除磷的防堵塞人工湿地系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种人工湿地系统，具体涉及一种高效脱氮除磷的防堵塞人工湿地系统。

背景技术

人工湿地利用基质、水生植物与微生物，通过一系列物理、化学和生物的途径来完成深度净化污水的目的。近几十年来，人工湿地由于其建设投资低、运行费用少、维护与管理相对简单、处理效果好、适应深度净化等优点，正被广泛地应用于广大中小城镇和乡村地区，在处理净化分散式污水中发挥着越来越重要的作用。

但是人工湿地在长期的运行过程中，如果设计或管理不善，容易造成堵塞，缺少长期稳定运行的保障。据美国环保局对100多个运行中人工湿地的调查，有将近一半的湿地系统在投入使用后的5年内会形成堵塞。国内的白泥坑、雁田、沙田等人工湿地也出现了不同程度的堵塞现象。人工湿地的堵塞是由沉降和被过滤的固体颗粒在微生物作用下累积而成，填料表面的堵塞层和空隙中的截留物质由厌氧分解产物（如多糖类物质、胞外聚合物）以及未能降解的有机化合物组成。过长时间的堵塞会导致厌氧环境的产生，进而加速了系统的堵塞。过度的堵塞会导致湿地水力传导系数降低，处理效果下降、运行寿命缩短以及其他的一系列问题，人工湿地的堵塞问题越来越成为其应用的障碍。

为了缓解人工湿地的堵塞问题，目前有部分研究是在现有人工湿地基础上附加自然导气、轮休等措施，然而效果均不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高效脱氮除磷的防堵塞人工湿地系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高效脱氮除磷的防堵塞人工湿地系统，包括湿地系统、水路系统和气路系统，所述湿地系统包括集水槽、出水井、填料层和湿地植物；所述水路系统包括进水管、出水管、布水管、电磁阀和压力表；所述气路系统包括风机、进出气管、布气管和三向阀；所述进水管与湿地系统的进水口相连通，所述出水管与湿地系统的出水井相连通；所述布水管设置于湿地系统的顶部填料层中；所述集水槽与出水井通过底部的孔洞相连通；所述湿地植物种植于填料层之上；所述进出气管与湿地系统的进出气口相连通；所述布气管设置于湿地系统的底部填料层中。

本发明所述的一种高效脱氮除磷的防堵塞人工湿地系统，所述集水槽的水力坡度为0.5%~1%，采用双向间隔式。

本发明所述的一种高效脱氮除磷的防堵塞人工湿地系统，所述填料层由上至下依次包括壤土层、建筑废料层和砾石层。

本发明所述的一种高效脱氮除磷的防堵塞人工湿地系统，所述湿地植物包括黄菖蒲、芦苇、风车草中的一种或两种以上的常见植物。

本发明所述的一种高效脱氮除磷的防堵塞人工湿地系统，所述风机采用回转式风机。

本发明所述的一种高效脱氮除磷的防堵塞人工湿地系统，所述布水管设置于壤土层和建筑废料层之间，布水管下部与垂直方向呈30~60°位置双侧开设布水孔；所述布气管设置于砾石层中，采用双向对称且竖向错开的布置方式。

本发明所述的一种高效脱氮除磷的防堵塞人工湿地系统，所述布气管包括布气主管和布气支管，布气支管与布气主管在水平方向上垂直连通，所述布气主管还包括布气主管粗段和布气主管细段。

本发明所述的一种高效脱氮除磷的防堵塞人工湿地系统，所述布气主管粗段采用Φ90~110mm的UPVC管，长度为湿地系统纵向长度的3/5；所述布气主管细段采用Φ32~63mm的UPVC管，长度为湿地系统纵向长度的1/5。

本发明所述的一种高效脱氮除磷的防堵塞人工湿地系统，所述布气支管采用Φ32~50mm的UPVC管，布气支管下部与垂直方向呈30~60°位置双侧开设布气孔，布气主管粗段的布气支管布气孔的开孔间隔为5cm，布气主管细段的布气支管布气孔的开孔间隔为10cm。

本发明所述的一种高效脱氮除磷的防堵塞人工湿地系统，所述电磁阀分别设置在进水管和出水管上，所述压力表设置在进水管上，所述三向阀设置在进出气管上。

本发明的有益效果在于：

（1）湿地系统采用建筑废料作为填料层的一部分，实现了废物利用的目的；（2）集水槽采用双向间隔式，确保了湿地系统能实现双向出水的目的；（3）水路系统采用双向进出水方式，通过压力表的信号反馈，实现了进出水方向的自由切换；（4）气路系统采用双向进出气方式，随水路系统进出水方向的切换而自由切换，实现了气水逆向接触的目的，有效缓解了湿地的堵塞问题；（5）布气主管采用不同长度和直径的UPVC管，实现了模拟好氧段、缺氧段和厌氧段，提高了系统脱氮除磷的效果。

附图说明