多过程耦合多级人工湿地系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种多过程耦合多级人工湿地系统；该系统由生态砾石湿地、多过程耦合脱氮湿地和复合除磷湿地组成；每个湿地均采用下向型垂直流人工湿地，且内部结构从下到上均为集排水层、持水层、功能基质层和植物根系配水层，多过程耦合脱氮湿地的功能基质层从上至下依次由砂砾填料层、沸石填料层和火山岩砾石混合填料层组成，其植物根系配水层上方种植芦苇和茭白。本系统综合运用滴滤多段布水、多孔渗流，分阶段进水、强化复氧、多过程耦合、不同填料吸附固定等，使得湿地内部有利于具有不同生态位微生物菌群的生长和保持长效活性，也使高密度微生物生物膜的形成更加迅速，弥补植物根系放氧的不足，提高有机物、氨氮、总氮和磷的高效去除。

【技术实现步骤摘要】
多过程耦合多级人工湿地系统
本技术涉及废水处理
，具体涉及一种多过程耦合多级人工湿地系统。
技术介绍
人工湿地是人为建造一个独特的土壤、植物、微生物生态系统，常用于净化污水，具有投资和运行费用低、处理效果稳定等优点，是农村污水处理常用的处理工艺。目前，国内外虽然在人工湿地的构造、基质组配、布水方式、复氧方式、植物配置、保温措施等方面开展了大量的研究，但是仍有许多待解决问题。随着人工湿地的长期运行，往往会发生堵塞、水流部分不均匀导致死区和短流、同步硝化和反硝化除磷能力不足、占地面积大、长效活性难以维持和低温下难以终年稳定运行等问题。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有人工湿地的不足，提供一种处理成本低、占地面积小、水力条件好、延缓湿地堵塞、处理效果好的用于污水处理系统的多过程耦合多级人工湿地系统；可实现高效去碳、脱N除P效果。本技术的目的是通过下述技术方案得以解决的：本技术涉及一种多过程耦合多级人工湿地系统，所述系统由生态砾石湿地、多过程耦合脱氮湿地和复合除磷湿地组成；每个湿地均采用下向型垂直流人工湿地，每个湿地顶部设有进水管，底部设有出水管，所述生态砾石湿地的进水管、出水管分别与所述多过程耦合脱氮湿地的进水管连接，所述多过程耦合脱氮湿地的出水管与复合除磷湿地的进水管相连；每个湿地内部结构从下到上均为集排水层、持水层、功能基质层和植物根系配水层，所述多过程耦合脱氮湿地的功能基质层从上至下依次由砂砾填料层、沸石填料层和火山岩砾石混合填料层组成，所述多过程耦合脱氮湿地上种植芦苇和茭白。作为优选方案，所述系统采取周期连续流进水--串级运行构成的周期进水方式。作为优选方案，所述系统中生态砾石湿地和多过程耦合脱氮湿地还可采用分阶段进水。其目的在于合理分配碳源。作为优选方案，每个湿地均采用滴滤顶部布水形式进水；每个湿地顶部设置的进水管均包括主干管以及通过衔接管与所述主干管连接的穿孔布水管，所述主干管沿湿地表面布设，所述穿孔布水管垂直于所述主干管。作为优选方案，所述穿孔布水管上开孔孔径为φ3～5mm孔，间距195～205mm，向下错开打孔。作为优选方案，所述集排水层包括20～30mm粒径的卵石组成的卵石层；所述集排水层中心设穿孔集水管，所述穿孔集水管中心接出水管。作为优选方案，所述卵石层的高度为湿地整体高度的20％～25％。作为优选方案，所述持水层是厚度为湿地整体高度的10％～12％的高密度无纺布层。作为优选方案，所述植物根系配水层为植物根系、卵石和珍珠岩的混合物层，所述卵石和珍珠岩的体积比为2∶1～1.2；所述混合物层的高度为湿地整体高度的18％～22％。作为优选方案，所述卵石的粒径为10～20mm。作为优选方案，所述生态砾石湿地上种植黄花鸢尾、石菖蒲和美人蕉；所述复合除磷湿地上种植菖蒲和千屈菜。作为优选方案，所述功能基质层的高度为湿地整体高度的40％～50％。作为优选方案，所述生态砾石湿地的功能基质层从上至下依次设置由5～8mm粒径的烁石组成的上层填料层、由12～14mm粒径的烁石组成的中间填料层和由24～26mm粒径的烁石组成的底层填料层。作为优选方案，所述上层填料层、中间填料层和底层填料层的厚度比为2∶3∶3。作为优选方案，所述多过程耦合脱氮湿地的功能基质层中，砂砾填料层采用的细砾石粒径为10～15mm，沸石填料层采用的沸石粒径为5～20mm，火山岩砾石混合填料层采用的砾石粒径为30～50mm，火山岩粒径为30～50mm，所述火山岩砾石混合填料层中砾石和火山岩的体积比为1∶1～2。作为优选方案，所述复合除磷湿地的功能基质层从上至下依次设置由5～8mm粒径的碎石组成的上层填料层、由12～14mm粒径的碎石组成的中间填料层和由铁盐、铝盐、钙盐中的一种或几种组成的底层复合除磷填料层。作为优选方案，所述上层填料层、中间填料层和底层复合除磷填料层的厚度比为3∶3∶10。与现有技术相比，本技术的有益效果是：(1)综合运用滴滤多段布水、多孔渗流，分阶段进水、强化复氧，多过程耦合、不同填料吸附固定等关键技术方法，使得湿地内部有利于具有不同生态位微生物菌群的生长和保持长效活性，也使高密度微生物生物膜的形成更加迅速，弥补植物根系放氧的不足，提高有机物、氨氮、总氮和磷的高效去除；(2)多级人工湿地采用向下行垂直流形式，采用分阶段进水合理分配碳源，有利于反硝化进行，强化了湿地的脱氮效果；(3)各人工湿地多段式再布水形式，针对性采用不同填料和不同植物，同时利用其各自的好氧、厌氧、缺氧的复合水处理结构，有效实现菌种优化，强化NP去除效果。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本技术的多过程耦合多级人工湿地系统结构示意图；其中，1为生态砾石湿地，2为多过程耦合脱氮湿地，3为复合除磷湿地，4为第一进水管，5为第一出水管，6为第二进水管，7为第二出水管，8为第三进水管，9为第三出水管，10为第四进水管，11为第一集排水层，12为第一中心穿孔集水管，13为第一持水层，14为第一功能基质层，15为第一植物根系配水层，16为第二集排水层，17为第二中心穿孔集水管，18为第二持水层，19为第二功能基质层，20为第二植物根系配水层，21为第三集排水层，22为第三中心穿孔集水管，23为第三持水层，24为第三功能基质层，25为第三植物根系配水层。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本技术的保护范围。实施例如图1所示，本实施例提供一种多过程耦合多级人工湿地系统，适用于处理高氮、磷城市生活污水，该系统包括：生态砾石湿地1、多过程耦合脱氮湿地2、复合除磷湿地3。每个人工湿地均采用下向型垂直流人工湿地。生态砾石湿地1设有第一进水管4、第一出水管5，多过程耦合脱氮湿地2设有第二进水管6、第二出水管7，复合除磷湿地3设有第三进水管8、第三出水管9，第一出水管5与第二进水管6相连，第二出水管7与第三进水管8相连，且第一进水管4通过第四进水管10与第二进水管6相连(目的在于实现分段进水方式进行分配碳源)。每个人工湿地主要是采用滴滤顶部布水形式进水，进水管包括衔接管和穿孔布水管，穿孔布水管通过衔接管固定连接分流室。污水主干管分若干支管分别进入各自连接的穿孔布水管，按照间距2000mm分布，L＝2500mm，开孔孔径为φ4mm孔，间距200mm，向下错开打孔，以保证布水均匀，提高了污水的沉降效率。该系统HRT为2.0d，生态砾石湿地、多过程耦合脱氮湿地、复合除磷湿地HRT分别为0.5d、1.0d、0.5d，面积负荷分别为0.60m3/m2·d、0.40m3/m2·d、0.60m3/m2·d，进水周期为12小时。本技术的系统中，人工湿地均采用向下行垂直流人工湿地，综合了表面流和潜流系统的特性，其用地面积少，脱氮除磷能力强。同时采取周期连续流进水--串级运行构成的周期进水方式，通过利用周期进水实现填料换气复氧、再布水实现菌藻复氧，无需外加曝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多过程耦合多级人工湿地系统，其特征在于，所述系统由生态砾石湿地、多过程耦合脱氮湿地和复合除磷湿地组成；每个湿地均采用下向型垂直流人工湿地，每个湿地顶部设有进水管，底部设有出水管，所述生态砾石湿地的进水管、出水管分别与所述多过程耦合脱氮湿地的进水管连接，所述多过程耦合脱氮湿地的出水管与复合除磷湿地的进水管相连；每个湿地内部结构从下到上均为集排水层、持水层、功能基质层和植物根系配水层，所述多过程耦合脱氮湿地的功能基质层从上至下依次由砂砾填料层、沸石填料层和火山岩砾石混合填料层组成，所述多过程耦合脱氮湿地上种植芦苇和茭白。

【技术特征摘要】
1.一种多过程耦合多级人工湿地系统，其特征在于，所述系统由生态砾石湿地、多过程耦合脱氮湿地和复合除磷湿地组成；每个湿地均采用下向型垂直流人工湿地，每个湿地顶部设有进水管，底部设有出水管，所述生态砾石湿地的进水管、出水管分别与所述多过程耦合脱氮湿地的进水管连接，所述多过程耦合脱氮湿地的出水管与复合除磷湿地的进水管相连；每个湿地内部结构从下到上均为集排水层、持水层、功能基质层和植物根系配水层，所述多过程耦合脱氮湿地的功能基质层从上至下依次由砂砾填料层、沸石填料层和火山岩砾石混合填料层组成，所述多过程耦合脱氮湿地上种植芦苇和茭白。2.如权利要求1所述的多过程耦合多级人工湿地系统，其特征在于，所述系统采取周期连续流进水-串级运行构成的周期进水方式。3.如权利要求1所述的多过程耦合多级人工湿地系统，其特征在于，每个湿地均采用滴滤顶部布水形式进水；每个湿地顶部设置的进水管均包括主干管以及通过衔接管与所述主干管...

【专利技术属性】
技术研发人员：林媛媛，鲍炯炯，俞阜东，陈梦瑶，杨继飞，宋婷婷，陈永飞，朱艳臣，施佳瑾，
申请(专利权)人：浙江省环境工程有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33