一种人工湿地系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种人工湿地系统，该系统包括由上至下依次设置的：布水区，用于将氮磷废水引入所述人工湿地系统；功能区，用于去除氮磷废水中的氮磷元素；以及排水区，用于将去除氮磷元素之后的废水排出所述人工湿地系统。该人工湿地系统可以调配氮磷废水中的离子含量配比，有利于氮磷废水在功能区形成鸟粪石晶种，使氮磷元素能有效形成鸟粪石肥沉积于填料表面，从而促进该人工湿地系统对废水中氮磷元素的截留、吸附和富集，湿地植物根系不断分解并吸收氮磷物质与鸟粪石不断生成达到动态平衡。该人工湿地系统可长期稳定运转，脱氮除磷效率高，可以显著降低水中富营养物质含量，并且能够给植物持续供给肥料，同时实现了环保要求与资源的合理利用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及废水处理领域，具体地，涉及一种人工湿地系统。
技术介绍
随着经济发展，我国水体富营养化现象急剧增多，河流湖泊水华时有发生。氮、磷元素是造成水体富营养化的主要因素，人工湿地作为一种生态型废水深度处理手段得到了广泛的应用。人工湿地去除氮磷和有机污染的原理是利用系统内部填料基质、植物、微生物的物理沉淀、化学吸附、生物吸收分解和转化等三重协同作用实现。氮、磷元素是一种植物生长所需的主要肥料，但是污水中的氮磷分散在水中，不利于植物吸收。目前应用人工湿地处理废水主要为依靠填料基质进行化学吸附去除氮磷，这种方法存在容易饱和、再生困难，吸附后的氮磷也很难被植物利用的缺点。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种人工湿地系统，该系统可以解决现有的人工湿地系统处理废水易饱和、难再生，且吸附后的氮磷难以被植物利用的问题。为了实现上述目的，本技术提供一种人工湿地系统，该系统包括由上至下依次设置的：布水区，用于将氮磷废水引入所述人工湿地系统；功能区，用于去除氮磷废水中的氮磷元素；以及排水区，用于将去除氮磷元素之后的废水排出所述人工湿地系统；所述布水区包括布水器以及与所述布水器的进水口连通的进水调配池，用于调配氮磷废水的pH值和离子含量配比；所述功能区包括由上至下依次设置的覆盖层、滤料层和过渡层，所述覆盖层上种植有湿地植物；所述排水区包括排水层和出水口，所述排水层内水平设置有与所述出水口连通的排水管。可选地，所述布水器为选自穿孔布水管、布水喷头和旋转布水器中的一种或几种。可选地，所述布水器为穿孔布水管。可选地，所述覆盖层的厚度为40-80mm，填料粒径为10-18mm；所述滤料层的厚度为400-700mm，填料粒径为1-10mm；所述过渡层的厚度为80-150mm，填料粒径为4-8mm。可选地，所述滤料层中，填料粒径由上至下递减。可选地，所述排水管在水平方向设有均匀分布的开孔，且所述排水管外侧包裹有过滤网。可选地，所述排水层厚度为200-400mm，填料粒径为10-18mm。可选地，所述氮磷废水在所述进水调配池中调配后，得到的调配废水的pH值为8-9，所述调配废水中的NH4+、PO43-和Mg2+的摩尔比为1：(0.9-1.1)：(2-5)。通过在人工湿地系统中设置包括进水调配池和布水器的布水区以及包括多层填料结构的功能区，可以调配氮磷废水中的离子含量配比，有利于氮磷废水在功能区形成鸟粪石晶种，使氮磷元素能有效形成鸟粪石肥沉积于填料表面，从而促进该人工湿地系统对废水中氮磷元素的截留、吸附和富集，湿地植物根系不断分解并吸收氮磷物质与鸟粪石不断生成达到动态平衡。该人工湿地系统可长期稳定运转，脱氮除磷效率高，可以显著降低水中富营养物质含量，并且能够给植物持续供给肥料，同时实现了环保要求与资源的合理利用。本技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本技术，但并不构成对本技术的限制。在附图中：图1是根据本技术的一种实施方式的人工湿地系统的剖面示意图；附图标记说明1 进水调配池 2 布水器3 进水口 4 覆盖层5 滤料层 6 过渡层7 排水层 8 出水口9 湿地植物具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术，并不用于限制本技术。在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指该人工湿地系统在正常使用状态下的“上、下”，具体可以参照图1的图面方向。本技术提供一种人工湿地系统，该系统包括由上至下依次设置的：布水区，用于将氮磷废水引入所述人工湿地系统；功能区，用于去除氮磷废水中的氮磷元素；以及排水区，用于将去除氮磷元素之后的废水排出所述人工湿地系统；所述布水区包括布水器2以及与所述布水器2的进水口3连通的进水调配池1，用于调配氮磷废水的pH值和离子含量配比；所述功能区包括由上至下依次设置的覆盖层4、滤料层5和过渡层6，所述覆盖层4上种植有湿地植物9；所述排水区包括排水层7和出水口8，所述排水层7内水平设置有与所述出水口8连通的排水管。通过在人工湿地系统中设置包括进水调配池1和布水器2的布水区以及包括多层填料结构的功能区，可以调配氮磷废水中的离子含量配比，有利于氮磷废水在功能区形成鸟粪石晶种，使氮磷元素能有效形成鸟粪石肥沉积于填料表面，从而促进该人工湿地系统对废水中氮磷元素的截留、吸附和富集，湿地植物根系不断分解并吸收氮磷物质与鸟粪石不断生成达到动态平衡。该人工湿地系统可长期稳定运转，脱氮除磷效率高，可以显著降低水中富营养物质含量，并且能够给植物持续供给肥料，同时实现了环保要求与资源的合理利用。根据本技术，布水器可以具有多种结构，例如，布水器2可以为选自穿孔布水管、布水喷头和旋转布水器中的一种或几种。其中，为了提高布水的均匀性以及运行的稳定性，在本技术优选的一种实施方式中，布水器2可以为穿孔布水管。根据本技术，为了防止湿地植物9的根系被布水管冲散，功能区可以包括覆盖层4，覆盖层4的厚度可以为40-80mm，填料粒径可以为10-18mm，填料可以为砾石，优选经人工清洗后不带泥沙的砾石；根据本技术，功能区的滤料层5为人工湿地系统去除废水中氮磷元素的主要场所，废水中的大部分污染物质可以在滤料层5进行物理化学生物作用去除，滤料层5的厚度可以为400-700mm；为了防止鸟粪石沉积后堵塞填料，滤料层5的粒径可以为1-10mm。滤料层5的填料种类可以为具有填充净化作用的常见填料种类，例如滤料层5的填料可以为无泥粗砂，其中为了强化填料的净化过滤作用，优选情况下，无泥粗砂的粒径可以设置为由上至下递减。根据本技术，为了防止上层滤料堵塞排水层7，功能区可以包括过渡层6，过渡层6的厚度可以为80-150mm，填料粒径可以为4-8mm。过渡层6的填料可以为砾石，优选经清洗后的砾石。为了便于将人工湿地系统内经过滤净化后的废水及时排出，在本技术优选的一个实施方式中，排水管可以在水平方向设有均匀分布的开孔，更优选地，为了防止上层滤料堵塞排水管的开孔，排水管外侧可以包裹有过滤网。为了进一步提高该人工湿地系统的排水效率，排水层7厚度可以为200-400mm，填料粒径可以为10-18mm，排水层7的填料种类可以为具有填充净化作用的常见填料，如砾石等。采用本技术的人工湿地系统处理氮磷废水的方法，可以包括如下步骤：(1)启动阶段：使氮磷废水进入进水调配池1，调节氮磷废水的pH值和离子含量配比，得到调配废水，其中，所述离子含量配比为NH4+、PO43-和Mg2+的摩尔比；关闭出水口8，使所述调配废水进入人工湿地系统并浸泡功能区填料；(2)正常运行阶段：开启人工湿地系统的出水口8，使氮磷废水进入所述人工湿地系统，经由布水器2进入所述功能区去除氮磷元素后排出系统。鸟粪石是一种难溶于水的白色晶体，其分子式为MgNH4PO4·6H2O，常温下，鸟粪石在水中的溶度积为2.5×10-13，其中P2O5的含量约为58％，是一种极好的缓释肥。当溶液中含有Mg2+、NH本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人工湿地系统，其特征在于，该系统包括由上至下依次设置的：布水区，用于将氮磷废水引入所述人工湿地系统；功能区，用于去除氮磷废水中的氮磷元素；以及排水区，用于将去除氮磷元素之后的废水排出所述人工湿地系统；所述布水区包括布水器(2)以及与所述布水器(2)的进水口(3)连通的进水调配池(1)，用于调配氮磷废水的pH值和离子含量配比；所述功能区包括由上至下依次设置的覆盖层(4)、滤料层(5)和过渡层(6)，所述覆盖层(4)上种植有湿地植物(9)；所述排水区包括排水层(7)和出水口(8)，所述排水层(7)内水平设置有与所述出水口(8)连通的排水管。

【技术特征摘要】
1.一种人工湿地系统，其特征在于，该系统包括由上至下依次设置的：布水区，用于将氮磷废水引入所述人工湿地系统；功能区，用于去除氮磷废水中的氮磷元素；以及排水区，用于将去除氮磷元素之后的废水排出所述人工湿地系统；所述布水区包括布水器(2)以及与所述布水器(2)的进水口(3)连通的进水调配池(1)，用于调配氮磷废水的pH值和离子含量配比；所述功能区包括由上至下依次设置的覆盖层(4)、滤料层(5)和过渡层(6)，所述覆盖层(4)上种植有湿地植物(9)；所述排水区包括排水层(7)和出水口(8)，所述排水层(7)内水平设置有与所述出水口(8)连通的排水管。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述布水器(2)为选自穿孔布水管、布水喷头和旋转布水器中的一种或几种。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述布水器(2)为穿孔布水管。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘平，冯嵩，赵晋灵，周广福，王宝驹，
申请(专利权)人：亿利首建生态科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11