[实用新型]一种复合流人工湿地污水处理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种复合流人工湿地污水处理系统，属于水处理技术领域。

背景技术

人工湿地(Constructed wetland)是近三十年来发展起来的一种废水处理新技术。1974年，自前西德首先建造人工湿地以来，该技术在美国、加拿大及欧洲一些发达国家得到迅速发展。我国人工湿地的研究起步较晚，于1990年7月在深圳建起我国第一个人工湿地污水处理工程-白泥坑人工湿地污水处理系统。20世纪70年代以来，人工湿地水处理技术开始受到人们的关注，具有低投资、低能耗等优点，成为水环境技术的研究热点。

人工湿地是为处理污水而人为地在有一定长宽比和底面坡度的洼地上用土壤和填料(如砾石等)混合组成填料床，使污水在床体的填料缝隙中流动或在床体表面流动，经沙石、土壤过滤、及植物根际的多种微生物活动，使污水得到处理，水质得到净化。人工湿地的净化原理是通过湿地生态系统中的物理、化学和生物三者的协同作用来处理污水，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、微生物同化分解和植物吸收等途径去除废水中的悬浮物、有机物、氮、磷和重金属等，其具有运行费用低、维护管理简单、对周边环境影响小、可以分散化和小型化建设的特点。

利用人工湿地系统中的基质、水生植物和微生物的共同作用去除磷元素，通常被认为是一种廉价有效的废水处理技术。人工湿地按水位在基质表面以上或以下，可以分为表面流人工湿地和潜流人工湿地两种类型。潜流人工湿地根据水流方向又可分为水平潜流、垂直潜流和复合潜流三种类型。目前，人工湿地在废水处理和富营养化水体治理中显现出极大的优势，具有相当广阔的发展前景。但由于人们对人工湿地的研究时间较短，在实际应用过程中仍存在很多不足，如污染物负荷低、供氧不足、污水停留时间短、湿地易堵塞、脱氮除磷效果不理想、易形成死水区及占地面积大等。

垂直流人工湿地可以分为上行流、下行流和潮汐流三种，其水力状况综合了表面流湿地和水平潜流湿地的特点。目前污水垂直复合流人工湿地处理方法主要为下行流与上行流的复合，主要存在以下不足之处：(1)下行流-上行流复合形式的人工湿地系统对污染物的去除效果并不十分理想，容易造成水流通不畅，填料渗透系数减少，水渗透速率下降会延长水力停留时间，造成在下行流池表面形成积水层阻碍了空气中的氧气进入基质层，使得复合垂直流中的好氧微生物活性下降。(2)系统整体缺氧，充氧能力较低。虽然间歇式进水改善了氧状况，但进水中的溶解氧在下行池即已消耗至很低的水平，不能提供良好的硝化作用环境条件，不能产生大量硝酸盐作为反硝化作用的底物，使硝化-反硝化途径不畅通，限制了总氮去除率。(3)反硝化过程中所需要的碳源得不到充分的保证进一步抑制了总氮的去除效果。(4)基质的除磷效果不很理想。

水平潜流湿地床底有隔水层，纵向有坡度。污水从进水端沿床宽构筑的布水沟投入床内，沿填料下部潜流呈水平渗滤前进，从另一端出水沟流出。主要依靠物理、化学、生物的协同作用完成废水的净化过程，充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料截留等的作用，提高对重金属和悬浮固体SS的截流作用，强化自然湿地生态系统的去污能力。水平潜流湿地系统水力负荷与污染负荷较大，对化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、悬浮固体(SS)及重金属等处理效果好，但由于大气复氧效果不佳，植物根区释氧量又有限，所以硝化能力差，对氨氮和总氮(TN)的去除率比较低。

多年来的研究表明，选择芦苇、香蒲等生物量大的挺水植物并突出生物多样性特色对污染物去除有良好的效果；不同的基质对污染物的净化效率有所不同，沸石和陶瓷对总氮和氨氮的去除效果良好，高炉钢渣、无烟煤、矿渣、粉煤灰具有较好去除磷的能力，于是多级湿地应运而生，通过搭配不同植物和基质或者建立复合湿地来有效去除各种污染物质，但如今很多污水中污染物成分复杂，浓度波动大，传统的人工湿地系统无法有效的解决这些问题；另外由于湿地长期运行，一些难以降解的大分子有机物和悬浮物大量积累在湿地系统中造成堵塞，这也是阻碍人工湿地发展和推广的重要原因之一。

目前，国内人工湿地技术的推广应用还主要是单一流型的湿地系统，导致不能保证各种污染指标都有较高的去除率，出水效果不理想，且人工湿地系统容易造成堵塞。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有人工湿地污水处理系统的不足，提供一种出水水质好，不易堵塞的复合流人工湿地污水处理系统。