强化处理富营养化水体的复合流人工湿地系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种强化处理富营养化水体的复合流人工湿地系统，池体的底面为前高后低的纵向倾斜面，池体沿水流方向依次分隔为第一单元、第二单元和第三单元，各所述单元的底部均设有布水层，后端均设有溢流堰，前一单元的溢流出水接入后一单元的布水层，所述第一单元和第三单元的主填料层分别采用火山岩、砾石或粉煤灰，所述第二单元的主填料层采用秸秆或腐殖土，所述第一单元和第三单元内均种植有芦苇，所述第二单元内种植有香蒲。本实用新型专利技术对氮磷的除去能力强，且不易堵塞。

Complex flow constructed wetland system for strengthening eutrophic water

The utility model provides a composite flow constructed wetland treatment of eutrophic water pool, the bottom surface of the body is high to low vertical inclined plane, tank body successively along the flow direction is divided into the first unit, second units and third units, with each of the cloth layer are located at the bottom of the unit, the back end a weir, a unit of the overflow water distribution layer access before the unit, the main filler layer of the first unit and third unit respectively by volcano rock, gravel or fly ash, and the filling layer second unit using straw or reed planting soil were the first and third units in the second unit planted with Typha in. The utility model has strong ability to remove nitrogen and phosphorus, and is not easy to clog.

【技术实现步骤摘要】
强化处理富营养化水体的复合流人工湿地系统
本技术涉及强化处理富营养化水体的复合流人工湿地系统，属环境保护

技术介绍
近年来，由于经济的发展及居民生活水平的提高，大量未经适当处理的污水排入河道，湖泊等水体，导致我国的河流富营养化现象日趋严重。富营养化水体一般具有低碳氮比（一般小于3）和磷浓度低（一般小于1mg/L）的特点，并且氮主要以硝态氮的形式存在，这为水体的脱氮除磷带来困难。人工湿地污水处理技术因具有建设与运行费用低，维护管理方便，处理效果稳定而被广泛应用于污水处理领域。传统的水平潜流，垂直潜流以及复合流人工湿地对富营养化水体脱氮除磷起到一定的作用，但仍存在许多缺陷。如：由于富营养化水体有机物含量相对较低，传统人工湿地的脱氮能力严重受限；磷浓度较低的特点使磷的去除较为困难。因此，随着国家对水环境要求的不断提高以及人工湿地污水处理技术的不断深入的研究，针对富营养化水体中低碳氮比以及低浓度磷处理难度较高的情况，开发强化脱氮除磷的新型多级复合流人工湿地系统，已成为富营养化水体深度脱氮除磷的必然途径。另外，现有人工湿地的底面均设计为水平面，易于出现堵塞问题，这是人工湿地寿命缩短的重要因素。
技术实现思路
针对现有技术的上述缺陷，本技术提供了一种强化处理富营养化水体的复合流人工湿地系统，这种系统对氮磷的除去能力强，且不易堵塞。本技术的技术方案为：一种强化处理富营养化水体的复合流人工湿地系统，其包括池体，所述池体沿水流方向依次分隔为第一单元、第二单元和第三单元，各所述单元的底部均设有布水层，各所述单元的后端均设有溢流堰，系统进水管的未端经第一单元前端的第一导水廊道连接所述第一单元的布水层的前端，所述第一单元的溢流出水经位于第二单元前端的第二导水廊道连接所述第二单元的布水层的前端，所述第二单元的溢流出水经位于第三单元前端的第三导水廊道连接所述第三单元的布水层的前端，所述第三单元的溢流出水接入位于第三单元后面的系统溢流槽，所述系统溢流槽设有系统出水管，所述布水层填充有颗粒填充物，布水层的颗粒填充物之间留有构成布水通道的缝隙，各所述单元的布水层上面均设有主填料层，各所述主填料层的上面均设有表层，所述第一单元的主填料层和第三单元的主填料层均采用无机颗粒层，所述第二单元的主填料层包括有机滤料层和位于所述有机滤料层上面的无机颗粒层。所述有机滤料层可以由秸秆碎段层构成或由腐殖土层构成，或者，优选的，由上下相间分布的多层秸秆碎段层和多层腐殖土层构成。各单元的所述表层均可以采用细沙层，第一单元的所述无机颗粒层和第二单元的所述无机颗粒层均可以采用火山岩颗粒层，第三单元的所述无机颗粒层可以采用砾石层或粉煤灰层。优选的，所述第一单元和第三单元内均种植有芦苇，所述第二单元内种植有香蒲。优选的，所述池体的底面为前高后低的纵向倾斜面。各单元的底部均可以设有纵向延伸的中央凸起，所述中央凸起优选在左右方向上位于中间部位，其横截面可以呈中部向上的三角形或类似于三角形的形状。所述第一单元和第二单元的侧壁上部均可以设有侧向溢流管，溢流管位于所在单元纵向上的后部，所述侧向溢流管的溢流高度高于所在单元的溢流堰的溢流高度。各单元的侧壁底部可以均设有侧向放空管，所述放空管位于所在单元纵向上的后部，所述放空管穿过所在单元的侧壁，其里端位于所在单元的布水层，外端延伸在所在单元的侧壁外或者构成所在单元的侧壁上的出水口，所述侧向放空管上设有放空控制阀。所述第一单元的底部优选设有纵向延伸的穿孔花管，所述穿孔花管的前端通过管道连接冲洗水泵，后端端口封闭。所述冲洗水泵可以安装的所述第一单元前方的地面上，所述冲洗水泵的进水段可以连接冲洗水源，例如冲洗水进水管道或冲洗水槽，可以采用经过本系统处理后的水作为冲洗水源，例如，将冲洗水泵的进水端接入所述的出水槽。所述第一导水廊道由所述池体的前端内壁和所述第一单元的前端板之间所留的间隙构成，所述第二导水廊道由所三导水廊道由所述第二单元的后端板与第三单元的前端板之间所留的间隙构成，各单元的后端板的顶部构成该单元的溢流堰，底部连接池体的底面，各单元的前端板的底边与所述池体的底面之间留有构成水流通道的间隙。第一单元的前端板的顶部高于系统进水管的高度，第二单元的前端板和第三单元的前端板的顶部高度分别高于第一单元的溢流堰高度和第二单元的溢流堰高度。各单元的所述溢流堰均可以采用三角堰结构。本技术的有益效果为：提高碳氮比，强化人工湿地系统的脱氮效果；通过选择高效除磷填料，强化人工湿地的除磷效果；水流为上向流，减少水流短路的可能性，进水中所含的固体悬浮物沉积于底层，降低了堵塞风险；相对于传统垂直潜流人工湿地，本方案不需布水管道，节省造价，各处理单元底部具有一定坡度，放空时有利于排除底部沉积物；系统长期处于饱和状态，有利于保持缺氧环境，利于脱氮；针对不同植物特点，于第一处理单元栽种芦苇，充分利用芦苇根系泌氧能力强的特点；第二处理单元主要为反硝化区，栽种泌氧能力有限的香蒲，避免或减小对反硝化的影响；第二处理单元设有一定量的腐殖土，腐殖土中含有大量微生物，缩短了系统启动时间；第三处理单元为碎石和粉煤灰，保证水流通常的前提下强化除磷效果。附图说明图1是本技术的纵向剖视示意图；图2是本技术的俯视透视示意图；图3是本技术的横向剖视示意图。具体实施方式参见图1-3，本技术的目的是通过优化人工湿地的结构、水流方向以及填料配置，以提高碳氮比，扩大系统的缺氧区，强化人工湿地对氮磷的去除效果。通过隔板设置，将构成湿地的池体分为三个处理单元，即沿水流方向依次为第一单元、第二单元和第三单元，各单元的优化体积比为1:2:1，池体总体上长方体，底面具有一定坡度，约为1%，各单元填料表层高程沿水流方向依次降低5-10cm。各单元的底部具有能够形成一定横向坡度的三角形凸起20，角度为10°-20°，单元底部较低的一端（后端）两侧均布置放空管14，兼做排泥管，底部填充20-30cm厚的砾石层作为布水层3，粒径约为30-50mm。第一单元及第二单元的后部布置溢流管16，第一单元主填料层4采用火山岩填料，厚度约为60-80cm，粒径为8-16mm，表层5为覆盖在主填料层上约15cm厚的细砂层，粒径约为0-4mm，并于细砂层上栽种芦苇6，种植密度为20株/m2。需处理水体最先流经第一单元，固体悬浮物在第一单元底部积累最多，最易导致系统堵塞，因此，在第一单元底部布置管径为3cm的PVC穿孔花管19，周边开孔，孔径约3mm，穿孔花管通过相同管径的竖管与冲洗水泵18相连，当第一单元前部导流渠水位明显升高时，开启冲洗水泵18，对单元底部进行冲洗，并同时开启单元底部放空管，排除积累的固体悬浮物。第二单元的有机填料层7采用芦苇秸秆，或者腐殖土，优选交替采用秸秆和腐殖土，填充厚度约为50cm，事先将芦苇进行自然风干处理并剪碎至长度约为5cm，腐殖土中含有大量微生物，包括硝化细菌，反硝化细菌等，可缩短系统达到稳定高效处理的时间，另外系统运行初期，腐殖土中所含有机质可被反硝化细菌利用，强化反硝化脱氮效果，有机填料层7的上面为火山岩层17，厚度约为20cm，粒径约为8-16mm，表层8为覆盖15cm厚的细砂，并栽种香蒲9，种植密度为20株/m2。第三单元的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强化处理富营养化水体的复合流人工湿地系统，其特征在于包括池体，所述池体沿水流方向依次分隔为第一单元、第二单元和第三单元，各所述单元的底部均设有布水层，各所述单元的后端均设有溢流堰，系统进水管的未端经第一单元前端的第一导水廊道连接所述第一单元的布水层的前端，所述第一单元的溢流出水经位于第二单元前端的第二导水廊道连接所述第二单元的布水层的前端，所述第二单元的溢流出水经位于第三单元前端的第三导水廊道连接所述第三单元的布水层的前端，所述第三单元的溢流出水接入位于第三单元后面的系统溢流槽，所述系统溢流槽设有系统出水管，所述布水层填充有颗粒填充物，布水层的颗粒填充物之间留有构成布水通道的缝隙，各所述单元的布水层上面均设有主填料层，各所述主填料层的上面均设有表层，所述第一单元的主填料层和第三单元的主填料层均采用无机颗粒层，所述第二单元的主填料层包括有机滤料层和位于所述有机滤料层上面的无机颗粒层。

【技术特征摘要】
1.一种强化处理富营养化水体的复合流人工湿地系统，其特征在于包括池体，所述池体沿水流方向依次分隔为第一单元、第二单元和第三单元，各所述单元的底部均设有布水层，各所述单元的后端均设有溢流堰，系统进水管的未端经第一单元前端的第一导水廊道连接所述第一单元的布水层的前端，所述第一单元的溢流出水经位于第二单元前端的第二导水廊道连接所述第二单元的布水层的前端，所述第二单元的溢流出水经位于第三单元前端的第三导水廊道连接所述第三单元的布水层的前端，所述第三单元的溢流出水接入位于第三单元后面的系统溢流槽，所述系统溢流槽设有系统出水管，所述布水层填充有颗粒填充物，布水层的颗粒填充物之间留有构成布水通道的缝隙，各所述单元的布水层上面均设有主填料层，各所述主填料层的上面均设有表层，所述第一单元的主填料层和第三单元的主填料层均采用无机颗粒层，所述第二单元的主填料层包括有机滤料层和位于所述有机滤料层上面的无机颗粒层。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述有机滤料层由秸秆碎段层构成、由腐殖土层构成或者由上下相间分布的多层秸秆碎段层和多层腐殖土层构成。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于各单元的所述表层均采用细沙层，第一单元的所述无机颗粒层和第二单元的所述无机颗粒层均采用火山岩颗粒层，第三单元的所述无机颗粒层采用砾石层或粉煤灰层。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于所述第一单元和第三单元内均种植有芦苇，所述第二单元内种...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢磊，李瑞兴，李小艳，郭纪光，王笑，
申请(专利权)人：北京正和恒基滨水生态环境治理股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11