强化冬季微污染水体脱氮的水平潜流湿地系统技术方案

本发明专利技术涉及强化冬季微污染水体脱氮的水平潜流湿地系统，有效解决低BOD5/NO3-、溶解氧、基质堵塞等影响冬季湿地脱氮效果的问题，方法是，基质床体的进水端内面设置的布水板与进水端内面间构成布水间，出水端内面设置的收水板与出水端内面间构成收水间，布水板与收水板之间基质床体内的前段和中段有多道取样管，每个取样管上开有通气孔，基质床体内后段有玉米芯层，布水板和收水板上均布有通水孔，布水板和收水板之间的基质床体内由上至下填充有砂石层、沸石层、砾石铁屑层，基质床体进水端的端面上装有进水管，出水端的端面有调节水位的出水管，湿地系统表面覆盖有薄膜，本发明专利技术维护简单，基质堵塞频率低，脱氮率不低于40%，运行费用低。

【技术实现步骤摘要】
强化冬季微污染水体脱氮的水平潜流湿地系统
本专利技术涉及污水处理系统，特别是一种强化冬季微污染水体脱氮的水平潜流湿地系统。
技术介绍
世界上水源被污染是普遍存在的问题，尤其我国是世界上水资源严重短缺的国家之一，人均水资源占有量少，而水污染却很严重。近年来，由于不断加强污水处理厂建设，使污水直接排放的问题得到一定程度遏制，但是污水处理厂即使执行最严格的排放标准，其出水指标与地表水环境质量标准仍存在一定的差距。河流作为各种处理后废水的收纳水体，经常也受到有机物及氮磷的污染，但相对污染较轻，被称为微污染水体。虽然此类水体污染并不严重，但大多数河流生态环境质量较差，无法满足水环境功能要求，尤其在北方，由于大部分地区河流缺乏天然径流、水资源严重短缺，导致天然水体纳污能力非常有限，保障及维持地表水环境功能区划要求具有相当大难度。 目前，国内外学者已经研究出一些技术手段对污染河流微污染水体进行净化。(I)常用的物理净化方法包括河道曝气、引水稀释和底泥疏竣。这类方法需要消耗较高的能量才能达到曝气、疏浚、冲污等预期效果，并且没有从根本上去除污染物，治标不治本。(2)化学净化法有化学除藻、絮凝沉淀和重金属的化学固定等。此类方法也没有将氮、磷或重金属从水体中清除，并且由于化学试剂的应用，容易导致二次污染。另外，针对流量极大的河水而言，投加的药量也很大，经济性较差。(3)生物净化法常用的有投菌法、生物膜法及曝气充氧法。总的来说，生物净化具有处理效果好、投资省、能耗低且能够恢复或增强水体的自净能力的优点，但投菌法中应用的高效微生物的选育需要较长时间，净化效果持续时间短，且易受外部条件的制约；生物膜法和曝气充氧法投入的资金都较大，在资金有限的前提下，不宜大规模采用。(4)生态技术主要有植物净化技术、土地处理技术、稳定塘技术及人工湿地净化技术。生态治理措施具有治理效果好、能耗低、运行费用低、维护简单的优点，尤其是人工湿地净化法，还具有一定的生态效益和经济效益。 人工湿地技术虽在南方广泛应用，但在北方推广应用受到很大限制，主要原因有:(O北方寒冷的气候条件抑制了微生物活性，导致去除效果差；(2)冬季植物枯萎或死亡，光合作用复氧能力减弱，基质床内溶解氧不足；(3)河流收纳的处理后废水，B0D5/N03_较低，可生化性较差，限制了人工湿地的处理效果；(4)冬季微生物活性受限，加速了基质床堵塞频率。 虽然认识到B0D5/N03_、溶解氧、基质堵塞问题影响冬季湿地脱氮效果，但目前国内外尚无得到公认的解决技术方案。
技术实现思路
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术之目的就是提供一种强化冬季微污染水体脱氮的水平潜流湿地系统，可有效解决低bod5/no3_、溶解氧、基质堵塞等影响冬季湿地脱氮效果的问题。 本专利技术解决的技术方案是，该系统包括布水板、基质床体和收水板，基质床体沿长向的进水端内面设置有向上平行于基质床体端面的布水板，布水板与进水端内面间构成布水间，基质床体沿长向的出水端内面设置有向上平行于基质床体端面的收水板，收水板与出水端内面间构成收水间，布水板与收水板之间构成的基质床体内的前段和中段垂直向上放置有多道通气的取样管，每个取样管上开有通气孔，基质床体内后段垂直向上放置有平行于收水板内面作为纤维素碳源的玉米芯层(所述的前段、中段、后段是以进水端为前、出水端为后定义的)，布水板和收水板结构相同，布水板和收水板上均布有通水孔，布水板和收水板之间的基质床体内由上至下依次填充有砂石层、沸石层、砾石铁屑层，砂石层和沸石层之间、沸石层和砾石铁屑层之间均设置有用于防止基质层坍塌或下渗的土工透水布，基质床体进水端的端面上装有进水管，出水端的端面自上至下设置有用于调节水位的第一出水管、第二出水管、第三出水管，湿地系统表面覆盖有薄膜，与调节水位的出水管构成床体内水的保温结构，通过布水板上的通水孔，水体均匀的在基质床体中曲折流动，同玉米芯层充分接触，提高水体的B0D5/N03_，通过第一出水管、第二出水管、第三出水管调节基质床体内的水位,将水位调节同基质床体表面覆盖薄膜措施相结合,保证基质床体内的水温,进而强化水平潜流湿地系统的冬季脱氮效果，取样管的布设密度由进水端至出水端依次降低，基质床体如端复氧能力闻于后端，使富氧水体主要集中在基质床体如端，为基质床体如端好氧硝化作用和末端厌氧反硝化作用创造条件，有利湿地对氮的去除效果，益于基质床体前端硝化作用和末端反硝化作用的进行。 本专利技术是针对湿地在北方推广受限而提供的一种结构设计合理、复氧措施和保温措施得当的水平潜流湿地系统，该系统的基质配置与分布可以显著提高冬季水平潜流湿地系统的脱氮能力，并且维护简单，基质堵塞频率低，可以强化冬季湿地床的脱氮能力，脱氮率不低于40%，并且维护简单，运行费用低，有效解决水污染问题，经济和社会效益巨大。 【附图说明】 图1为本专利技术的剖面结构主视图。 图2为本专利技术的布水板(或收水板)的结构主视图。 图3为本专利技术的基质床体底面结构剖面主视图。 【具体实施方式】 以下结合附图对本专利技术的【具体实施方式】作详细说明。 由图1所示，本专利技术包括布水板、基质床体和收水板，基质床体沿长向的进水端内面设置有向上平行于基质床体端面的布水板3，布水板与进水端内面间构成布水间13，基质床体沿长向的出水端内面设置有向上平行于基质床体端面的收水板11，收水板与出水端内面间构成收水间14，布水板与收水板之间构成的基质床体内的前段和中段垂直向上放置有多道通气的取样管4，每个取样管上开有通气孔5，基质床体内后段垂直向上放置有平行于收水板内面作为纤维素碳源的玉米芯层9 (所述的前段、中段、后段是以进水端为前、出水端为后定义的)，布水板和收水板结构相同，布水板和收水板上均布有通水孔3-1，布水板和收水板之间的基质床体内由上至下依次填充有砂石层6、沸石层7、砾石铁屑层8，砂石层6和沸石层7之间、沸石层7和砾石铁屑层8之间均设置有用于防止基质层坍塌或下渗的土工透水布10，基质床体进水端的端面上装有进水管2，出水端的端面自上至下设置有用于调节水位的第一出水管12-1、第二出水管12-2、第三出水管12-3，湿地系统表面覆盖有薄膜，与调节水位的出水管构成床体内水的保温结构，通过布水板上的通水孔，水体均匀的在基质床体中曲折流动，同玉米芯层9充分接触，提高水体的BOD5/N(V，通过第一出水管12-1、第二出水管12-2、第三出水管12-3调节基质床体内的水位，将水位调节同基质床体表面覆盖薄膜措施相结合，保证基质床体内的水温，进而强化水平潜流湿地系统的冬季脱氮效果，取样管的布设密度由进水端至出水端依次降低，基质床体前端复氧能力高于后端，使富氧水体主要集中在基质床体前端，为基质床体前端好氧硝化作用和末端厌氧反硝化作用创造条件，有利湿地对氮的去除效果，益于基质床体前端硝化作用和末端反硝化作用的进行。 所述的基质床体是由砖砌筑成的长方形的周边墙体1-1和周边墙体底部的底面1-2构成，基质床体长宽比为2: 1，高1.2米，底面是由自下向上的夯实20cm厚的素土层1-2-3、1.5mm厚的高密度聚乙烯防渗布层1_2_2和夯实1cm厚的粘土层1_2_1构成的复合结构。 所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强化冬季微污染水体脱氮的水平潜流湿地系统，包括布水板、基质床体和收水板，其特征在于，基质床体沿长向的进水端内面设置有向上平行于基质床体端面的布水板（3），布水板与进水端内面间构成布水间（13），基质床体沿长向的出水端内面设置有向上平行于基质床体端面的收水板（11），收水板与出水端内面间构成收水间（14），布水板与收水板之间构成的基质床体内的前段和中段垂直向上放置有多道通气的取样管（4），每个取样管上开有通气孔（5），基质床体内后段垂直向上放置有平行于收水板内面作为纤维素碳源的玉米芯层（9），布水板和收水板结构相同，布水板和收水板上均布有通水孔（3‑1），布水板和收水板之间的基质床体内由上至下依次填充有砂石层（6）、沸石层（7）、砾石铁屑层（8），砂石层（6）和沸石层（7）之间、沸石层（7）和砾石铁屑层（8）之间均设置有用于防止基质层坍塌或下渗的土工透水布（10），基质床体进水端的端面上装有进水管（2），出水端的端面自上至下设置有用于调节水位的第一出水管（12‑1）、第二出水管（12‑2）、第三出水管（12‑3），湿地系统表面覆盖有薄膜，与调节水位的出水管构成床体内水的保温结构，通过布水板上的通水孔，水体均匀的在基质床体中曲折流动，同玉米芯层（9）充分接触，提高水体的BOD5/NO3‑，通过第一出水管（12‑1）、第二出水管（12‑2）、第三出水管（12‑3）调节基质床体内的水位，将水位调节同基质床体表面覆盖薄膜措施相结合，保证基质床体内的水温，进而强化水平潜流湿地系统的冬季脱氮效果，取样管的布设密度由进水端至出水端依次降低，基质床体前端复氧能力高于后端，使富氧水体主要集中在基质床体前端，为基质床体前端好氧硝化作用和末端厌氧反硝化作用创造条件，有利湿地对氮的去除效果，益于基质床体前端硝化作用和末端反硝化作用的进行。...

【技术特征摘要】
1.一种强化冬季微污染水体脱氮的水平潜流湿地系统，包括布水板、基质床体和收水板，其特征在于，基质床体沿长向的进水端内面设置有向上平行于基质床体端面的布水板(3),布水板与进水端内面间构成布水间(13)，基质床体沿长向的出水端内面设置有向上平行于基质床体端面的收水板(11)，收水板与出水端内面间构成收水间(14)，布水板与收水板之间构成的基质床体内的前段和中段垂直向上放置有多道通气的取样管(4)，每个取样管上开有通气孔(5)，基质床体内后段垂直向上放置有平行于收水板内面作为纤维素碳源的玉米芯层(9),布水板和收水板结构相同，布水板和收水板上均布有通水孔(3-1),布水板和收水板之间的基质床体内由上至下依次填充有砂石层(6)、沸石层(7)、砾石铁屑层(8)，砂石层(6)和沸石层(7)之间、沸石层(7)和砾石铁屑层(8)之间均设置有用于防止基质层坍塌或下渗的土工透水布(10)，基质床体进水端的端面上装有进水管(2)，出水端的端面自上至下设置有用于调节水位的第一出水管(12-1)、第二出水管(12-2)、第三出水管(12-3)，湿地系统表面覆盖有薄膜，与调节水位的出水管构成床体内水的保温结构，通过布水板上的通水孔，水体均匀的在基质床体中曲折流动，同玉米芯层(9)充分接触，提高水体的B0D5/N03_，通过第一出水管(12-1)、第二出水管(12-2)、第三出水管(12-3)调节基质床体内的水位，将水位调节同基质床体表面覆盖薄膜措施相结合，保证基质床体内的水温，进而强化水平潜流湿地系统的冬季脱氮效果，取样管的布设密度由进水端至出水端依次降低，基质床体如端复氧能力闻于后端，使富氧水体主要集中在基质床体如端，为基质床体iu端好氧硝化作用和末端厌氧反硝化作用创造条件，有利湿地对氮的去除效果，益于基质床体前端硝化作用和末端反硝化作用的进行。2.根据权利要求1所述的强化冬季微污染水体脱氮的水平潜流湿地系统，其特征在于，所述的基质床体是由砖砌筑...

【专利技术属性】
技术研发人员：于鲁冀，陈涛，柏义生，范鹏宇，晋凯迪，章显，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41