一种缓解堵塞的复合人工湿地系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种缓解堵塞的复合人工湿地系统，包括表面流人工湿地单元和垂直潜流人工湿地单元，所述表面流人工湿地单元包括池体、曝气管道、隔流板、种植泡沫板、水生植物、生物绳填料，所述垂直潜流人工湿地单元包括种植层、一级填料层、二级填料层、三级填料层、卵石层。缓解堵塞的复合人工湿地系统由表面流人工湿地单元和垂直流人工湿地单元构成，能够有效解决湿地运行过程中容易堵塞的问题，同时提高了整个湿地系统对高负荷污水的净化能力。

【技术实现步骤摘要】
一种缓解堵塞的复合人工湿地系统
本技术涉及一种缓解堵塞的复合人工湿地系统。
技术介绍
人工湿地技术是通过人工配置基质、植物和微生物，模拟自然湿地生态系统中的物理作用、化学作用和生物作用，构建的能够用来处理污水的一项工艺，由于其具有建设运营成本低、使用寿命长、运行费用低、处理效率可观等特点，已广泛应用于小规模污水处理。由于人工湿地运行过程中容易发生堵塞，由此引发的处理效率下降、易影响周围环境卫生等问题，限制了其进一步的推广应用。人工湿地的堵塞情况可分为物理堵塞、化学堵塞及生物堵塞三种类型。其中，物理堵塞是由于无机或有机颗粒性物质吸附在填料表面造成填料空隙缩小引起的；化学堵塞是因为人工湿地进水中所含有大量的PO43-、CO32-、SO42-离子和填料中的Ca2+、Mg2+、Al2+离子发生置换络合等化学反应形成难溶性络合物吸附在填料表面导致的；而生物堵塞一方面是湿地中微生物分泌胞外聚合物(extracellularpolymericsubstances，EPS)堵塞填料空隙所引起，另一方面由湿地中植物残体输入到基质表层腐烂形成的污泥堵塞基质空隙所引起。在这其中，物理堵塞和生物堵塞在人工湿地运行中尤为常见，尤其会发生在垂直潜流人工湿地的表层基质中。垂直潜流人工湿地堵塞的直观表现是基质透水能力降低、污染物去除能力下降，堵塞严重时湿地表层也会出现积水现象，积水不仅容易滋生蚊虫、影响环境卫生，同时积水所引起的藻类过度繁殖将会降低湿地内部的溶解氧浓度，造成吸附在填料表面有机物、沉淀在湿地的植物残体更难降解，进一步加剧湿地的堵塞。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是如何抑制人工湿地系统的堵塞问题，由此获得一种缓解堵塞的复合人工湿地系统。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：所述缓解堵塞的复合人工湿地系统包括表面流人工湿地单元和垂直潜流人工湿地单元，所述表面流人工湿地单元包括池体、曝气管道、隔流板、种植泡沫板、水生植物、生物绳填料，所述池体设有上宽下窄的凹槽,所述隔流板、种植泡沫板、水生植物、生物绳填料设置在凹槽内,所述池体的一侧设有进水口、另一侧设有过水口，所述隔流板在进水口到过水口的方向上间隔排列且相邻两行隔流板错位分布，所述水生植物固定在种植泡沫板上，所述种植泡沫板分布在隔流板周围，所述生物绳填料一端固定在种植泡沫板上、另一端固定在池体底部，所述曝气管道的一端位于池体外部、另一端埋入池体内部，所述曝气管道上设有曝气头，所述曝气头与曝气管道连通且伸入到凹槽内，所述垂直潜流人工湿地单元包括种植层、一级填料层、二级填料层、三级填料层、卵石层，所述种植层、一级填料层、二级填料层、三级填料层、卵石层从上而下依次排列，所述一级填料层的填料粒径小于二级填料层的填料粒径、所述二级填料层的填料粒径小于三级填料层的填料粒径、所述三级填料层的填料粒径小于卵石层的卵石粒径，所述一级填料层中放置有蚯蚓，所述垂直潜流人工湿地单元上设有出水口，所述出水口为卵石层的一侧，所述表面流人工湿地单元与垂直潜流人工湿地单元之间通过布水管连接，所述布水管的一端与过水口连接并且与池体的凹槽连通、另一端位于一级填料层内。隔流板在凹槽内分割所形成的延长污水流动路径作用，有利于污水中的悬浮颗粒物的沉降，从而有效避免悬浮颗粒物进入垂直潜流人工湿地单元中而加重堵塞，同时也能延长污水在湿地中的停留时间，使得污水中的污染物与填料成分接触，提高污染物处理效果。种植泡沫板工作时覆盖在污水表面，这样能够减少臭气逸散到空气中，防止蚊虫产卵，抑制藻类的繁殖，提高表面流人工湿地的卫生水平。种植泡沫板上种植的水生植物应选择根系发达、泌氧能力较强的水生植物或经济作物，如菖蒲、美人蕉、马蹄莲、水芹、空心菜、茼蒿等，这些植物由于具有一定的实用性、可作为农产品进行交易，所以这些植物在处理污水的同时能代理额外的经济价值。除此之外，该表面流人工湿地单元的水体中可施放有滤食性水生生物，如杂食性鱼类鲢鱼、斗鱼等，底栖动物如河蚌、中华田螺等，这些生物能够摄食水体中的颗粒有机物，提高表面流湿地对悬浮物的去除能力，同时也能创造一定的经济收益。表面流人工湿地单元能够利用过滤、吸附、絮凝沉淀作用、植物吸收及微生物分解作用，有效去除污水中的各类氮、磷营养盐、悬浮颗粒物，提高了整个系统所能承载的负荷能力，同时也能避免高负荷污水直接进入垂直潜流人工湿地单元中造成的堵塞问题。也就是在垂直潜流人工湿地单元处理污水前先对污水进行预处理。无机污染物的沉淀与大部分污染物的好氧分解在前端表面流人工湿地单元进行，小部分好氧分解与厌氧反应在后端垂直潜流人工湿地单元进行，在不同流程中强化了湿地单项功能，避免不同反应间或不同微生物间的相互抑制影响，同时充分利用了两种类型湿地对不同污染物的去除优势，提高系统整体的污染物去除效率，解决了湿地容易堵塞的问题，延长了整个系统的运行寿命，使得该复合湿地在高污染负荷的条件下，仍能实现出水水质良好的正常运行。垂直潜流人工湿地单元上层布设的蚯蚓，能够摄食吸附在湿地表层基质中的有机颗粒物，避免湿地因基质空隙堵塞造成的积水问题，分解产物也能为湿地接下来的反硝化反应提供原料物质；同时蚯蚓在湿地表层的活动，增大了基质间的空隙，有利于空气在基质层间的扩散，提高基质间的溶解氧浓度，进一步增强垂直潜流人工湿地单元对有机负荷的承载能力。为了使池体内部的溶氧量均匀分布、快速分布，所述曝气管道整体呈矩形，所述曝气管道内部设有两条平行且在长度方向上分布的管路部位。为了给垂直潜流人工湿地单元均匀布水，所述布水管包括横向管路和纵向管路，所述横向管路连通纵向管路，所述横向管路垂直于纵向管路，所述横向管路等间距排列、所述纵向管路等间距排列，所述横向管路的一端伸入在池体的凹槽内。本技术方案中隔流板整体呈扁平的长方体结构，所述隔流板包括背板、透水罩和填料，所述透水罩与背板固定连接，所述填料位于背板与透水罩之间，所述隔流板设有透水罩的该面朝向进水口。填料由粉煤灰或矿渣组成，该种填料特性为孔隙多、比表面积大，不仅能为微生物提供附着位点，同时也能通过过滤、吸附及絮凝沉淀作用去水中的磷酸盐。填料装置在网兜中，是袋装化的部件，故当填料对磷的吸附达到饱和状态时，可直接将隔流板中的网兜取出，重新装填填料即可。本技术采用上述技术方案：缓解堵塞的复合人工湿地系统由表面流人工湿地单元和垂直流人工湿地单元构成，能够有效解决湿地运行过程中容易堵塞的问题，同时提高了整个湿地系统对高负荷污水的净化能力。该缓解堵塞的复合人工湿地系统对污水中营养盐的去除效果好，占地面积小，对周围环境的影响小，同时还能产生一定的经济收益，间接降低了湿地的投资费用。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步具体说明。图1为本技术一种缓解堵塞的复合人工湿地系统的结构示意图；图2为本技术一种缓解堵塞的复合人工湿地系统的种植泡沫板的结构示意图；图3为本技术一种缓解堵塞的复合人工湿地系统的种隔流板和布水管的分布示意图；图4为本技术一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缓解堵塞的复合人工湿地系统，其特征在于：所述缓解堵塞的复合人工湿地系统包括表面流人工湿地单元(1)和垂直潜流人工湿地单元(2)，所述表面流人工湿地单元(1)包括池体、曝气管道(4)、隔流板(5)、种植泡沫板(6)、水生植物、生物绳填料，所述池体设有上宽下窄的凹槽,所述隔流板(5)、种植泡沫板(6)、水生植物、生物绳填料设置在凹槽内,所述池体的一侧设有进水口(9)、另一侧设有过水口(10)，所述隔流板(5)在进水口(9)到过水口(10)的方向上间隔排列且相邻两行隔流板(5)错位分布，所述水生植物固定在种植泡沫板(6)上，所述种植泡沫板(6)分布在隔流板(5)周围，所述生物绳填料一端固定在种植泡沫板(6)上、另一端固定在池体底部，所述曝气管道(4)的一端位于池体外部、另一端埋入池体内部，所述曝气管道(4)上设有曝气头(11)，所述曝气头(11)与曝气管道(4)连通且伸入到凹槽内，所述垂直潜流人工湿地单元(2)包括种植层(14)、一级填料层(15)、二级填料层(16)、三级填料层(17)、卵石层(18)，所述种植层(14)、一级填料层(15)、二级填料层(16)、三级填料层(17)、卵石层(18)从上而下依次排列，所述一级填料层(15)的填料粒径小于二级填料层(16)的填料粒径、所述二级填料层(16)的填料粒径小于三级填料层(17)的填料粒径、所述三级填料层(17)的填料粒径小于卵石层(18)的卵石粒径，所述一级填料层(15)中放置有蚯蚓，所述垂直潜流人工湿地单元(2)上设有出水口，所述出水口为卵石层(18)的一侧，所述表面流人工湿地单元(1)与垂直潜流人工湿地单元(2)之间通过布水管(19)连接，所述布水管(19)的一端与过水口(10)连接并且与池体的凹槽连通、另一端位于一级填料层(15)内。/n...

【技术特征摘要】
1.一种缓解堵塞的复合人工湿地系统，其特征在于：所述缓解堵塞的复合人工湿地系统包括表面流人工湿地单元(1)和垂直潜流人工湿地单元(2)，所述表面流人工湿地单元(1)包括池体、曝气管道(4)、隔流板(5)、种植泡沫板(6)、水生植物、生物绳填料，所述池体设有上宽下窄的凹槽,所述隔流板(5)、种植泡沫板(6)、水生植物、生物绳填料设置在凹槽内,所述池体的一侧设有进水口(9)、另一侧设有过水口(10)，所述隔流板(5)在进水口(9)到过水口(10)的方向上间隔排列且相邻两行隔流板(5)错位分布，所述水生植物固定在种植泡沫板(6)上，所述种植泡沫板(6)分布在隔流板(5)周围，所述生物绳填料一端固定在种植泡沫板(6)上、另一端固定在池体底部，所述曝气管道(4)的一端位于池体外部、另一端埋入池体内部，所述曝气管道(4)上设有曝气头(11)，所述曝气头(11)与曝气管道(4)连通且伸入到凹槽内，所述垂直潜流人工湿地单元(2)包括种植层(14)、一级填料层(15)、二级填料层(16)、三级填料层(17)、卵石层(18)，所述种植层(14)、一级填料层(15)、二级填料层(16)、三级填料层(17)、卵石层(18)从上而下依次排列，所述一级填料层(15)的填料粒径小于二级填料层(16)的填料粒径、所述二级填料层(16)的填料粒径小于三级填料层(17)的填料粒径、所述三级填料层(17...

【专利技术属性】
技术研发人员：施猛猛，何起利，韦星任，陈璐，王绪寅，
申请(专利权)人：浙江问源环保科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33