一种补水过滤型人工湿地系统及其处理方法技术方案

本发明专利技术提供了一种补水过滤型人工湿地系统及其处理方法，主要包括进水预处理系统和湿地生态系统，所述湿地生态系统由上至下依次包括植被层、砂土层、微生物固定层、混合滤料层和砾石层。本发明专利技术通过构建人工湿地系统，对收集的雨水以及待回收利用的水质较差的水源进行净化过滤处理，以使出水达到可回收利用的标准；同时，兼顾人工湿地的净化性、安全性、景观性以及效益性等。

【技术实现步骤摘要】
一种补水过滤型人工湿地系统及其处理方法
本专利技术属于资源与环境
，涉及一种人工湿地系统及其处理方法，尤其涉及一种补水过滤型人工湿地系统及其处理方法。
技术介绍
近年来，随着城市建设快速发展，城市园林绿地急剧减少，不透水地面的增加，破坏了自然水文生态平衡，进而出现了各种水生态问题，主要表现为城市内湖水体水质恶化、雨水资源流失、城市洪涝灾害频发、土壤水源隔断和雨水径流污染严重等。如何科学有效地管理城市景观生态，尤其是水生态文明和海绵城市的建设，已成为城市风景园林管理面临的重点和难点之一。人工湿地(Constructedwetland)是一个综合的生态系统，是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制地投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，利用土壤、人工介质、植物和微生物的物理、化学以及生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用，具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。CN101993150A公开了一种复式潜流人工湿地系统，其通过在湿地床体内部设置一倾斜的隔水层，将湿地床体分成上下两层，通过设置下层厌氧区来创造比较理想的生物反硝化环境，使湿地的总氮去除率得以提高；增加床体深度和厌氧区体积，提供了湿地增温和保温的功能，低温环境可实现较高的处理效率；减小占地面积。CN106115926A公开了一种多介质层的波形潜流人工湿地，包括填料层和挡板；挡板的数量≥2块；挡板交错排列地设置在填料层中，使得水流流经填料层时形成上下波动的潜流；填料层的填料包括砾石和复合填料包；复合填料包的填料包括土壤、木屑、木炭和铁屑。但现有的人工湿地系统主要采用湿地表面漫流或管渠等方式配水，其表层水深度一般在0.5m以上，生物填料的淹没水深较大，其运输有机物和氧的路径较为紊乱，效率较为低下，容易导致供氧不足，从而导致人工湿地系统运行的稳定性较差，出水水质浓度变化较大，很多情况下达不到排放标准。
技术实现思路
针对现有人工湿地系统存在的处理效率低，出水水质稳定性较差，浓度变化较大等问题，本专利技术提供了一种补水过滤型人工湿地系统。本专利技术通过构建人工湿地系统，对收集的雨水以及待回收利用的水质较差的水源进行净化过滤处理，以使出水达到可回收利用的标准；同时，兼顾人工湿地的净化性、安全性、景观性以及效益性等。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种人工湿地系统，主要包括进水预处理系统和湿地生态系统，所述湿地生态系统由上至下依次包括植被层、砂土层、微生物固定层、混合滤料层和砾石层。本专利技术中，所述人工湿地系统对外部来水进行过滤净化，但外部来水水质较差，其固体悬浮物、各种有机物以及重金属含量往往超标，因此在进水进入湿地生态系统进行过滤净化前，往往需要对其进行预处理，以初步去除水体中的悬浮物。本专利技术中，待处理水体经预处理后进入湿地生态系统，其中的悬浮固体被植被层和砂土层过滤，有机物质被植物根部的微生物进行分解，未完全去除的有机物质由微生物固定层和混合滤料层进行进一步的去除，氮磷等物质经微生物固定层和混合滤料层被其中的菌类物质分解去除，金属和有毒化学物质经混合滤料层的吸附沉淀进行去除，病原体在不适宜生存的环境中逐渐死去并被其它生物所摄取，或被抗菌化合物杀死。以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。作为本专利技术优选的技术方案，所述湿地生态系统池底的长宽比为(4～5):(1～2)，例如4.2:(1～2)、4.4:(1～2)、4.6:(1～2)、4.8:(1～2)、(4～5):1.2、(4～5):1.4、(4～5):1.6或(4～5):1.8等，又如4:1、4.2:1.3、4.4:1.4、4.6:1.6、4.8:1.8或5:2等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述植被层和砂土层之间设有进水管。优选地，所述进水管上设有至少两个排水孔，其个数可为2个、3个、5个、7个、9个、11个、13个或15个以及更多，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述砾石层底部设有出水管。作为本专利技术优选的技术方案，所述植被层种植挺水植物和/或浮叶植物。优选地，所述挺水植物为再力花、美人蕉或梭鱼草中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实施例有：再力花和美人蕉的组合，美人蕉和梭鱼草的组合，再力花、美人蕉和梭鱼草的组合等。优选地，所述浮叶植物为满江红和/或水鳖。作为本专利技术优选的技术方案，所述砂土层中砂土的粒径为4mm～6mm，例如4.2mm、4.4mm、4.6mm、4.8mm、5mm、5.2mm、5.4mm、5.6mm、5.8mm或6mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述砂土层的厚度为20cm～25cm，例如20.5cm、21cm、22cm、23cm、24cm或24.5cm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，所述植被层中植物根系和砂土层中由于大量微生物的生长而形成了生物膜，待处理水体流经生物膜会使大量的悬浮固体被砂土和植物根系阻挡截留；有机污染物也通过生物膜的吸收、同化及异化作用而被去除。同时，植物根系对溶解氧的传递释放，使其周围环境中依次呈现出好氧、缺氧和厌氧状态，使废水中氮和磷可以被植物和微生物作为营养成分而直接吸收。作为本专利技术优选的技术方案，所述微生物固定层由微生物与化学药剂混合后涂抹于模板上制备得到。优选地，所述模板呈网格状，其厚度为10cm～15cm，例如11cm、12cm、13cm或14cm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述微生物为硝化菌类和聚磷菌类，其具体菌种为本领域常用菌种，故不再进行赘述。优选地，所述化学药剂为磷酸氢二钠和过氧化二异丙苯的组合物。优选地，所述磷酸氢二钠和过氧化二异丙苯的组合物中，磷酸氢二钠和过氧化二异丙苯的质量比为(3～10):1，例如4:1、5:1、6:1、7:1、8:1或9:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为5:1。优选地，所述微生物与化学药剂的质量比为(20～30):1，例如21:1、22:1、23:1、24:1、25:1、26:1、27:1、28:1或29:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为(23～25):1。本专利技术中，将微生物与磷酸氢二钠和过氧化二异丙苯的组合物混合后涂抹于模板上，磷酸氢二钠和过氧化二异丙苯的组合物可在水处理过程中对硝化菌类和聚磷菌类进行改性，使硝化菌类和聚磷菌类进行快速增殖，提高对水中氮磷的去除率。作为本专利技术优选的技术方案，所述混合滤料层由混合滤料颗粒组成，所述混合滤料颗粒按重量份计由20份～30份木质活性炭、1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人工湿地系统，主要包括进水预处理系统和湿地生态系统，其特征在于，所述湿地生态系统由上至下依次包括植被层(1)、砂土层(2)、微生物固定层(3)、混合滤料层(4)和砾石层(5)。

【技术特征摘要】
1.一种人工湿地系统，主要包括进水预处理系统和湿地生态系统，其特征在于，所述湿地生态系统由上至下依次包括植被层(1)、砂土层(2)、微生物固定层(3)、混合滤料层(4)和砾石层(5)。2.根据权利要求1所述的人工湿地系统，其特征在于，所述湿地生态系统池底的长宽比为(4～5):(1～2)；优选地，所述植被层(1)和砂土层(2)之间设有进水管(6)；优选地，所述进水管(6)上设有至少两个排水孔；优选地，所述砾石层(5)底部设有出水管(7)。3.根据权利要求1或2所述的人工湿地系统，其特征在于，所述植被层(1)种植挺水植物和/或浮叶植物；优选地，所述挺水植物为再力花、美人蕉或梭鱼草中任意一种或至少两种的组合；优选地，所述浮叶植物为满江红和/或水鳖。4.根据权利要求1-3任一项所述的人工湿地系统，其特征在于，所述砂土层(2)中砂土的粒径为4mm～6mm；优选地，所述砂土层(2)的厚度为20cm～25cm。5.根据权利要求1-4任一项所述的人工湿地系统，其特征在于，所述微生物固定层(3)由微生物与化学药剂混合后涂抹于模板上制备得到；优选地，所述模板呈网格状，其厚度为10cm～15cm；优选地，所述微生物为硝化菌类和聚磷菌类；优选地，所述化学药剂为磷酸氢二钠和过氧化二异丙苯的组合物；优选地，所述磷酸氢二钠和过氧化二异丙苯的组合物中，磷酸氢二钠和过氧化二异丙苯的质量比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：施朝阳，孙平，
申请(专利权)人：上海秦森园林股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31