[发明专利]用于潜流人工湿地复氧、防堵和/或防冻的调水池系统

说明书

本发明提供一种用于潜流人工湿地复氧、防堵和/或防冻的调水池系统，该系统建设成本低、无需额外能耗和动力、管理和维护简单，基于本发明提供的调水池系统，可以方便的实现复氧、防堵和/或防冻操作，利于提升潜流型人工湿地净化功能，延长湿地寿命，保障潜流湿地在寒冷地区也可全年运行。本发明提供的调水池系统设在潜流人工湿地系统的上级潜流湿地单元和下级潜流湿地单元之间；所述调水池系统包括调水池、带有阀门的调水池直管、带有阀门的连接管道以及设于所述调水池内的进水活动弯管和出水活动弯管；所述调水池直管包括第一调水池直管和第二调水池直管。

技术领域

本发明属于生态与环境工程技术领域，具体涉及一种用于潜流人工湿地复氧、防堵和/或防冻的调水池系统设计及其运行方法。

背景技术

人工湿地是由人工填料或基质(砾石、石灰石、沸石、陶粒、炉渣以及粗砂等)和生长在其上的湿地植物组成的人为构筑系统，污水或微污染水在湿地基质的表层或表面下流动，依靠基质的过滤和吸附、植物的吸收、微生物代谢转化等一系列物理化学和生物过程降解水中的污染物质(或营养物质)，是一种模拟自然湿地系统却又强化湿地净化功能的基质-植物-微生物复合系统。一般而言，人工湿地分为表面流和潜流两个类型，就潜流人工湿地而言，根据水流方向的差异，又可分为垂直流和水平流潜流人工湿地。

无论哪种潜流型湿地，由于水主要是在基质填料层内部流动，基质堵塞和内部厌氧问题是潜流湿地应用过程中的主要限制因素。在实际的运行过程中由于水体中存在的悬浮物极易导致湿地堵塞而出现水流短路，进而影响湿地净化效率。目前国内外研究或实践中，应对潜流湿地基质堵塞问题主要是通过预处理尽量减少水中悬浮物含量、间隙运行恢复内部渗透性、定期更换堵塞区域基质填料等，总体上对策较多，效果差别参差不齐，而且存在成本增加、湿地面积增加和湿地微生态环境成熟度破坏等不足。水中有机质在湿地内部发生降解过程会大量消耗湿地内部氧气，但潜流湿地因结构限制了基质内部的复氧效果，容易导致基质内部长期处于厌氧，从而影响水质净化效率尤其硝化效率导致脱氮效率降低。当前人工湿地的增氧方式主要是采用底部或中部曝气和间歇运行等方式，曝气需要额外配置动力系统造成额外成本增加，同时由于曝气管道开孔容易堵塞，曝气效率也会受到影响，间歇运行又会成倍增加湿地占地面积。

综合来说，有机污染物及其代谢产物是人工湿地堵塞和厌氧的主要原因，进水中的无机悬浮颗粒物和大颗粒有机固体可以通过简单的预处理(包括格栅、沉淀、絮凝等)措施得以解决，但是溶解性有机物及运行过程中基质中累积的微生物代谢产物导致的堵塞和厌氧问题仍然是影响湿地运行和净化效率的关键限制因素。

此外，虽然人工湿地是一种人为强化型的仿自然湿地系统，在寒冷地区的应用仍然受到低温和冰冻期的限制，净化能力和效率大大降低，甚至在冰冻期无法正常运行。虽然中国专利ZL2012201166788.9公开了“一种用于寒冷地区中小城镇污水处理的双层潜流人工湿地系统”，主要是通过增加基质深度、双层基质填料层和上下双层布水的设计，可以实现冬季和暖季的交替运行，但该系统对常规潜流湿地单元结构变动较大，尤其缺乏复氧、防堵以及清淤功能的设计，不能解决湿地连续运行导致的基质堵塞和基质内部的厌氧问题，这也导致该系统出水仅能满足GB18918-2002的一级B标准。通过调研目前公开的关于人工湿地中国专利技术均无法满足通过湿地系统结构简单优化，无需任何额外能耗和动力即可解决复氧、清淤、防堵、水位调节和防冻等多种瓶颈问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种建设成本低、无需额外能耗和动力、管理和维护简单的调水池系统及其运行方法，基于本发明提供的调水池系统，可以方便的实现复氧、防堵和/或防冻等操作，利于提升潜流型人工湿地净化功能，延长湿地寿命，保障潜流湿地在寒冷地区也可全年运行。

本发明为达到其目的，提供如下技术方案：

本发明提供一种用于潜流人工湿地复氧、防堵和/或防冻的调水池系统，所述调水池系统设在潜流人工湿地系统的上级潜流湿地单元和下级潜流湿地单元之间；