[发明专利]人工湿地污水处理系统及其净化污水的方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种人工湿地污水处理系统及其净化污水的方法。

背景技术

微生物处理方法是生活污水的常用处理方法，在这个方法中动力消耗是不可避免的。因为在生活污水处理方法中，泵和鼓风机(或其它充氧设备)这些耗能的设备都是必需的。在人们的常识中，花费运行费用处理废水属于迫不得已但非常正常的事情，人们已经逐步接受这种现实。另外一方面，全球的能源危机促使人们开始有了节能减排、清洁生产和低碳经济等理念，对于废水处理领域，水处理工作需积极寻找新的代替方法，即能够少花费动力甚至不花费动力的污水处理系统。

人工湿地系统是一种动力消耗较少的水处理系统。它是用人工的方法，构建湿地系统，利用介质过滤、植物的根系吸附以及介质中微生物的作用来处理废水，尤其对生活污水的处理成效显著。

传统的人工湿地系统一般包括水解酸化单元和湿地单元。水解酸化单元对废水进行预处理，通过水解作用，将大分子有机物转化为小分子有机物，从而更容易被湿地单元中的介质中的微生物所降解。另外水解酸化单元，可以将废水中的有机氮转化为氨氮，更利于湿地单元所种植植物的吸收和微生物的降解。

传统的人工湿地技术具有如下缺陷：①前置的水解酸化池对处理效果的贡献不大，大部分有机物依靠湿地的介质截留作用、根系吸附作用和微生物的作用而去除，水解酸化池本身对污染物的去除率不高，使得整个人工湿地的污染物去除率较传统的A/O系统(即好氧/厌氧工艺或厌氧/好氧工艺)等方法要低。②水解酸化池经常会发出酸、臭或产生令人不快的气味。③因为水解酸化池的污染物去除效率不高，生活污水中的有机物尤其是有机的悬浮物(或称颗粒物)容易造成人工湿地的堵塞。④由于水解酸化池中没有充氧，因而水解酸化池出水溶解氧含量低，在湿地中会发出臭味。⑤湿地单元的微生物的净化作用微弱，因为废水中溶解氧的含量偏低。

针对传统人工湿地技术的上述缺陷，有人对水解酸化池进行改进，增加曝气系统和填料，形成接触氧化池，这种改变无疑消除或减弱了上述不足，但曝气系统的工作需要大量的能量供应，因此，该方法导致了传统人工湿地技术节能优点的丧失。

另外，现有人工湿地技术运行不稳定。无论是水解酸化池还是经过改进的接触氧化池，原理是采用微生物处理，而微生物处理需要合适的温度，当冬季到来气温降低时，水解酸化池或接触氧化池的微生物活性变差，处理污染物效率变低，进而影响整个系统对污染物的去除效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种人工湿地污水处理系统及其净化污水的方法，旨在解决现有人工湿地技术中所存在的污染物去除率较低，运行不稳定和高能耗的问题。

本发明是这样实现的，一种人工湿地污水处理系统，包括相互连通的预处理池以及人工湿地，所述人工湿地内种植有植物；所述人工湿地污水处理系统还包括格栅池、给所述预处理池内的污水增氧的增氧装置、给所述增氧装置提供能源的能源系统以及控制所述增氧装置于开启与关闭状态之间交替切换的控制系统；所述格栅池内设置有若干间隔分布的栅条，所述增氧装置与所述能源系统、控制系统电连接。

进一步地，所述人工湿地污水处理系统还包括给所述预处理池内的污水加热的污水加热设备，所述污水加热设备包括湿地植物发酵池以及沼气锅炉，从所述人工湿地内收割到的植物填充于所述湿地植物发酵池内，并在湿地植物发酵池内发酵，产生沼气，所述湿地植物发酵池内的沼气通过管道接入所述沼气锅炉内，用于加热沼气锅炉内的水。

进一步地，所述污水加热设备还包括热水出水管道、热水循环泵、换热装置以及锅炉回水管道，所述换热装置设置于所述预处理池内；所述沼气锅炉、热水出水管道、热水循环泵、换热装置以及锅炉回水管道依次连通，形成一闭环加热系统，所述换热装置将其自身的热量传递给预处理池中的污水，进而加热或保温预处理池中的污水。

进一步地，所述能源系统包括太阳能供电系统，所述太阳能供电系统包括多晶硅太阳能板、太阳能充放电控制器、蓄电池以及用于将直流电转为交流电的逆变器；所述太阳能充放电控制器的输入端与多晶硅太阳能板电连接，所述太阳能充放电控制器的输出端与所述蓄电池、逆变器电连接；所述逆变器与所述增氧装置、控制系统电连接。

进一步地，所述预处理池内部设置有若干挂料，所述若干挂料内承载有微生物。

进一步地，所述预处理池采用地下式钢筋混凝土结构，所述挂料由半软性聚丙烯材料制造而成，所述若干挂料间隔设置，相邻两个挂料之间的距离为100mm-200mm。