[发明专利]一种交替运行潜表流复合人工湿地及其应用方法

说明书

本发明涉及一种人工湿地系统，通过两级湿地串联，上游曝气，下游不曝气的方式，形成A/O脱氮运行工艺，实现TN的去除，同时提高污染物去除能力。第二级湿地为上层表流，下层潜流的复合湿地，增加了湿地系统植物的多样性，提高污染物去除能力和景观美化效果。通过改变进水方向，实现湿地内部水流的流动方向的调整，缓解湿地填料堵塞问题，并且设置了高低不同的布水集水管路，当冬季气温低时，采用高度较低的管路布水，能够避免管路结冰，保证湿地的冬季运行。湿地底部设置集泥区、集泥管，集泥管上设置抽泥管，将软管通过抽泥管深入到集泥管中，可以无死角的清除湿地底部的集泥，大大提高湿地的使用寿命。

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种人工湿地系统。

背景技术

随着我国对水生态环境保护工作的不断深入，污水处理厂的尾水深度处理和农村污水的集中治理开展的也越来越多，在众多技术当中，人工湿地由于其独特的模拟自然生态原理、运行费用更低，环境更友好特点而广泛兴起。但其缺点也非常明显，比如处理负荷低，或者适合处理水量大但污染物浓度低的污水厂尾水，或者用于污染物浓度高但是水量小的农村污水；采用填料的潜流湿地容易堵塞；冬天气温降低导致处理效率进一步降低，尤其在北方地区，面临水体结冰，植物枯萎，微生物活性降低等问题；湿地植物如果不从湿地中移除，则枯萎的植物又会将吸收的污染物释放到水体中等等。其中处理负荷低、易堵塞和越冬难是湿地面临的主要难点，也是现在湿地工程中普遍存在的问题。

现有技术中已有将潜流单元和表流单元串联而组成的潜表流结合湿地，例如专利文献CN107383820A和CN201128703Y所报道的技术方案，但其中各个单元功能单一，而且水体流向恒定不变，无法实现利用进水对潜流湿地进行反冲洗，所以也容易堵塞。另有通过改变液位实现单元的潜流与表流相互切换的技术方案，例如专利文献CN104326563A，但这样也导致了在同一时刻只能有一种模式在运行，或潜流或表流，无法同时运行。

本发明旨在通过优化池体结构、管道配制和运行方式来缓解甚至解决以上问题，提高人工湿地的处理能力和生命周期。

发明内容

针对人工湿地普遍存在的处理负荷低、易堵塞、越冬难的问题，本发明提供了一种交替运行防堵塞浅表流复合曝气人工湿地及其应用方法。

本发明技术方案如下：

在功能单元组合方面，人工湿地由前后两级湿地串联组成，前端一级为潜流湿地，后端一级为上层表流，下层潜流的复合式湿地。

在布水集水布置方面，前段潜流湿地的上半部分均匀铺设两层高度不同的穿孔管管，底部均匀铺设穿孔管；后端潜流湿地底部铺设穿孔管，上层表流湿地末尾设置穿孔管；其中前后两级潜流湿地底部的管路是相连通的。

在曝气方面，两级湿地底部均设置有曝气管路，但运行时采用一组曝气，另一组不曝气的方式，目的是使两级湿地形成好氧区和缺氧区，类似于污水处理厂的A/O工艺，实现去除TN 的目的。同时能够清洗填料表面的生物膜，缓解湿地的堵塞问题。

在运行方面，正向流为污水从第一级潜流湿地较高的穿孔管均匀布水，污水向下流动，通过底部的穿孔管收集后流向第二级潜流湿地的底部穿孔管，再向上流入表流湿地，通过表流湿地末尾的穿孔管收集后流出；经过一段时间的运行，将水路切换逆向流运行，污水由表流湿地的末端进水，向下流入下部的潜流湿地，通过底部的穿孔管流入第一级潜流湿地的底部穿孔管，再向上流，通过上部较高的穿孔管收集后流出；通过这种双向交替运行，缓解湿地的堵塞情况；而在气候温度较低时，为避免潜流湿地上层结冰无法运行的情况，采用逆向流，污水通过第一级上部高度较低的穿孔管收集后流出，保障潜流湿地正常运行。