一种运用于低浓度污染水体超级限净化处理的人工湿地系统技术方案

本发明专利技术公开了一种运用于低浓度污染水体超级限净化处理的人工湿地系统，它包括依次连通的第一级A/O生化效应湿地系统、第二级A/O生化效应湿地系统和第三级前置硝化型O/A生化效应湿地系统；所述第一级A/O生化效应湿地系统包括依次连通的布水塘、双向垂直潜流湿地和人工复氧湿地；所述第二级A/O生化效应湿地系统包括依次连通的一级水平潜流湿地、一级表流湿地和氧化塘；所述第三级前置硝化型O/A生化效应湿地系统包括依次连通的高负荷增氧型垂直潜流湿地、二级表流湿地、二级水平潜流湿地和植物景观塘；所述人工复氧湿地与一级水平潜流湿地连通；所述氧化塘与高负荷增氧型垂直潜流湿地连通。

A constructed wetland system for super limited purification of low concentration polluted water

【技术实现步骤摘要】
一种运用于低浓度污染水体超级限净化处理的人工湿地系统
本专利技术属于市政污水处理厂尾水深度处理、河道流域水体治理、湖泊水质提升、地表水生态环境综合整治等领域，具体涉及一种运用于低浓度污染水体超级限净化处理的人工湿地系统。
技术介绍
针对城市黑臭水体及轻度黑臭水体(地表劣Ⅴ类水体)的综合治理措施与技术不断提升，誓要将地表水恢复至优于Ⅴ类水体。同时，对城镇污水处理厂等排污量大的集中污水排放单位水质排放要求越来越严格，其水质排放标准由当前的城镇一级A逐渐向地表Ⅳ类水质看齐。因此，对河道、湖泊、城镇污水处理厂尾水等低浓度污染水体进行深度净化处理是今后发展的趋势。常见的低浓度污染水体深度处理工艺主要有：膜工艺、传统人工湿地工艺等方式。这些技术主要存在以下问题：膜工艺技术吨水投资金额达4000—12000元，前期投资占比过高，膜更换频率快，通常膜寿命在1—2年，致使运行费用居高不下，水质波动容易造成膜堵塞，对后期运维要求高；传统人工湿地工艺占地面积广，吨水占地可达4—8m2，且处理效果不稳定，易受季节与气候影响，但由于其具有极低的运行维护费用和优良的生态景观作用，致使人工湿地工艺成为低浓度污染水体深度处理技术的重点研究对象。
技术实现思路
本专利技术旨在现有市政污水处理厂尾水深度处理、河道流域水体治理、湖泊水质提升、地表水生态环境综合整治等领域中引入一套全新的多级复合人工湿地处理系统，解决目前低浓度污染水体超级限净化处理工艺中人工湿地工艺类型单一，处理效率低、吨水占地面积大，景观效果差、出水水质不稳定等问题。以实现将《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准尾水深度净化到《地表水环境质量》中地表Ⅳ类水以上。为了达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：所述运用于低浓度污染水体超级限净化处理的人工湿地系统包括依次连通的第一级A/O生化效应湿地系统、第二级A/O生化效应湿地系统和第三级前置硝化型O/A生化效应湿地系统；所述第一级A/O生化效应湿地系统包括依次连通的布水塘（1）、双向垂直潜流湿地（2）和人工复氧湿地（3）；所述第二级A/O生化效应湿地系统包括依次连通的一级水平潜流湿地（4）、一级表流湿地（5）和氧化塘（6）；所述第三级前置硝化型O/A生化效应湿地系统包括依次连通的高负荷增氧型垂直潜流湿地（7）、二级表流湿地（8）、二级水平潜流湿地（9）和植物景观塘（10）；所述人工复氧湿地（3）与一级水平潜流湿地（4）连通；所述氧化塘（6）与高负荷增氧型垂直潜流湿地（7）连通。优选地，所述布水塘（1）水深为1—2m；所述双向垂直潜流湿地（2）由溢水隔墙（11）分为前端向上流垂直潜流湿地和尾端向下流垂直潜流湿地，所述双向垂直潜流湿地（2）中设有A填料层（12）；所述人工复氧湿地（3）分为前端增氧区和尾端静沉区；所述前端增氧区水深为1—1.5m，所述尾端静沉区水深为1.2—2.5m。优选地，所述A填料层（12）的厚度为1—1.2m；所述前端增氧区中设有浅层微曝气管（13）；所述尾端静沉区中设有碎石出水堰（14），所述静沉区底部设有沉水植物（15）。优选地，所述一级水平潜流湿地（4）中设有B填料层（16），所述B填料层（16）的厚度为1.2—1.5m；所述一级表流湿地（5）中设有C填料层（17），所述C填料层（17）的厚度为0.8—1m，所述一级表流湿地（5）的表流水深为0.05—0.2m；氧化塘（6）水深为1—2.5m。优选地，所述高负荷增氧型垂直潜流湿地（7）中设有进水微纳米空气释放器（18），所述高负荷增氧型垂直潜流湿地（7）中还设有D填料层（19），所述D填料层（19）的厚度为1—1.2m；所述二级表流湿地（8）中设有E填料层（20），所述E填料层（20）的厚度为0.8—1m，所述二级表流湿地（8）的表流水深为0.05—0.2m；所述二级水平潜流湿地（9）中设有F填料层（21），所述F填料层（21）的厚度为1.2—1.5m；所述植物景观塘（10）水深为1—2m。优选地，所述植物景观塘（10）中设有在线监测设备；所述植物景观塘（10）与出水系统连通。优选地，所述布水塘（1）、人工复氧湿地（3）、氧化塘（6）和植物景观塘（10）内均设有雨水溢流系统（22）。优选地，所述人工湿地系统还包括湿地复氧设备（23），所述湿地复氧设备（23）与人工复氧湿地（3）以及高负荷增氧型垂直潜流湿地（7）连接。优选地，所述双向垂直潜流湿地（2）、人工复氧湿地（3）、一级水平潜流湿地（4）、一级表流湿地（5）、高负荷增氧型垂直潜流湿地（7）、二级表流湿地（8）和二级水平潜流湿地（9）中均设有水生动植物。更优选地，所述水生动植物为西伯利亚鸢尾、旱伞草、梭鱼草、再力花、风车草、芦苇、黄菖蒲、铜钱草、茭白、黑藻、金鱼藻、苦草、狐尾藻、田螺、鲤鱼中的至少三种。下面对本专利技术作进一步说明：本专利技术所述运用于低浓度污染水体超级限净化处理的多级复合型人工湿地系统包括进水管、出水管和位于两者之间的相互串联或并联的各型湿地，其共同组成多级复合人工湿地系统。所述多级复合人工湿地系统包括布水塘、双向垂直潜流湿地、人工复氧湿地、一级水平潜流湿地、一级表流湿地、氧化塘、高负荷增氧型垂直潜流湿地、二级表流湿地、二级水平潜流湿地、植物景观塘、湿地复氧设备等单元区。其中，布水塘连接城镇污水处理厂尾水排放管（或其他低浓度污染水体），作为多级复合人工湿地系统的起始端，起蓄积水势、减缓水力波动、沉淀除渣的作用。布水塘至（T-02）人工复氧湿地构成多级复合人工湿地系统的第一级A/O生化效应湿地系统，两者之间设置有双向垂直潜流湿地，根据处理规模，双向垂直潜流湿地可设置成多个同型湿地并联模式。布水塘为具有一定容积的湿地塘，其外形轮廓设置成有利于均匀布水状态，水深控制在1—2m。双向垂直潜流湿地由前端向上流垂直潜流湿地和尾端向下流垂直潜流湿地两部分构成，中间设墙间隔，形成溢水隔墙，顶端水由向上流湿地溢流至向下流湿地，以表层跌水形式增氧。填料层厚度控制在1—1.2m。可根据尾水规模设计多座并联双向垂直潜流湿地。人工复氧湿地分为增氧区和静沉区。前端增氧区水深控制在1—1.5m，采用浅层微曝气管进行液下增氧,使湿地内水质溶解氧达2—3mg/L，形成好氧微生态环境，在好氧微生物的作用下，提高低浓度BOD5氧化降解量和氨氮硝化量。尾端静沉区水深控制在1.2—2.5m，并设置碎石出水堰，塘底种植沉水植物。经试验比对，利用人工复氧手段构成的第一级A/O生化效应湿地系统较同等条件下不予人工复氧时，处理能力增强1—2.5倍。一级水平潜流湿地填料层厚度控制在1.2—1.5m，可根据处理规模设计成多座并联模式。一级表流湿地填料层厚度控制在0.8—1.0m，表流水深控制在0.05—0.2m。可根据处理规模设计成多座并联模式。氧化塘水深控制在1—2.5m，可根据现场情况，对其外形轮廓进行景观设计，添加适当亲水岸线与园林景观，增强湿地观赏性。一级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运用于低浓度污染水体超级限净化处理的人工湿地系统，其特征在于，所述人工湿地系统包括依次连通的第一级A/O生化效应湿地系统、第二级A/O生化效应湿地系统和第三级前置硝化型O/A生化效应湿地系统；所述第一级A/O生化效应湿地系统包括依次连通的布水塘（1）、双向垂直潜流湿地（2）和人工复氧湿地（3）；所述第二级A/O生化效应湿地系统包括依次连通的一级水平潜流湿地（4）、一级表流湿地（5）和氧化塘（6）；所述第三级前置硝化型O/A生化效应湿地系统包括依次连通的高负荷增氧型垂直潜流湿地（7）、二级表流湿地（8）、二级水平潜流湿地（9）和植物景观塘（10）；所述人工复氧湿地（3）与一级水平潜流湿地（4）连通；所述氧化塘（6）与高负荷增氧型垂直潜流湿地（7）连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种运用于低浓度污染水体超级限净化处理的人工湿地系统，其特征在于，所述人工湿地系统包括依次连通的第一级A/O生化效应湿地系统、第二级A/O生化效应湿地系统和第三级前置硝化型O/A生化效应湿地系统；所述第一级A/O生化效应湿地系统包括依次连通的布水塘（1）、双向垂直潜流湿地（2）和人工复氧湿地（3）；所述第二级A/O生化效应湿地系统包括依次连通的一级水平潜流湿地（4）、一级表流湿地（5）和氧化塘（6）；所述第三级前置硝化型O/A生化效应湿地系统包括依次连通的高负荷增氧型垂直潜流湿地（7）、二级表流湿地（8）、二级水平潜流湿地（9）和植物景观塘（10）；所述人工复氧湿地（3）与一级水平潜流湿地（4）连通；所述氧化塘（6）与高负荷增氧型垂直潜流湿地（7）连通。


2.如权利要求1所述的人工湿地系统，其特征在于，所述布水塘（1）水深为1—2m；所述双向垂直潜流湿地（2）由溢水隔墙（11）分为前端向上流垂直潜流湿地和尾端向下流垂直潜流湿地，所述双向垂直潜流湿地（2）中设有A填料层（12）；所述人工复氧湿地（3）分为前端增氧区和尾端静沉区；所述前端增氧区水深为1—1.5m，所述尾端静沉区水深为1.2—2.5m。


3.如权利要求2所述的人工湿地系统，其特征在于，所述A填料层（12）的厚度为1—1.2m；所述前端增氧区中设有浅层微曝气管（13）；所述尾端静沉区中设有碎石出水堰（14），所述静沉区底部设有沉水植物（15）。


4.如权利要求1所述的人工湿地系统，其特征在于，所述一级水平潜流湿地（4）中设有B填料层（16），所述B填料层（16）的厚度为1.2—1.5m；所述一级表流湿地（5）中设有C填料层（17），所述C填料层（17）的厚度为0.8—1m，所述一级表流湿地（5）的表流水深为0....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，陈尧，胡润夏，孙观灵，
申请(专利权)人：湖南中彩生态环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43