组合可控型高效净化的人工湿地系统技术方案

本发明专利技术公开了一种组合可控型高效净化的人工湿地系统。该系统包括：配水井、第一水泵、第二水泵、曝气装置、以及通过管道串联的一级水平潜流湿地单元、二级垂直潜流湿地单元和三级水平潜流湿地单元，所述配水井通过进水管与一级水平潜流湿地单元进水口连通；所述第一水泵用于将一级水平潜流湿地单元的出水提升至二级垂直潜流湿地单元，所述曝气装置用于对二级垂直潜流湿地单元的进水进行曝气处理；所述第二水泵，用于将二级垂直潜流湿地单元的出水提升至三级水平潜流湿地单元。本发明专利技术运行方式可控、操作简便、可以有效控制影响湿地的主要因素，实施有效，应用广泛，不会造成二次污染。

【技术实现步骤摘要】
组合可控型高效净化的人工湿地系统
本专利技术属于污水处理
，特别是涉及一种组合可控型高效净化的人工湿地系统。
技术介绍
随着我国城镇化进程加快，经济飞速发展，居民生活质量显著提高，同时水环境污染问题也日益突出。人工湿地污水处理技术因其投资小、操作简单、运营费低、脱氮效果好等优势，在污水处理
得到广泛推广与应用。常用在生活污水、污水厂尾水以及地表水等处理工程中。人工湿地是通过模拟自然湿地的结构与功能，人为建造的用于污水处理设施。用人工筑成水池或沟槽，底面铺设防渗漏隔水层，充填一定深度的基质填料层，种植水生植物。经过物理、化学、生物三重作用，通过基质、植物、微生物构成生态系统去除污染物，使污水得到净化。其中脱氮主要是通过包括植物吸收、基质吸附、微生物的硝化-反硝化反应。按照污水流动方式，分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。表面流人工湿地，水面在表层填料以上，污水以水平流方式从首端流至末端。水平潜流人工湿地，水面在表层填料以下，污水以水平流方式从首端流至末端。垂直潜流人工湿地，污水以垂直流方式从顶部(底部)流至底部(或顶部)，且内部设置填料的人工湿地。人工湿地对污水的处理效果主要受到基质、植物、溶解氧、碳源及布水均匀性等因素的影响。不同类型人工湿地去除污染物能力有所不同，具有不同的特点。表面流人工湿地有机物去除能力一般，消化能力较强，反硝化能力弱，除磷能力弱，卫生条件差，受季节气候影响大；水平潜流人工湿地有机物去除能力强，硝化能力较强，反硝化能力强，除磷能力较强，卫生条件好，受季节气候影响一般；垂直潜流人工湿地有机物去除能力强，硝化能力较强，反硝化能力一般，除磷能力较强，卫生条件一般，受季节气候影响一般。根据实际工程需要提高出水效果，综合考虑人工湿地的影响因素，把特点各异的人工湿地有机结合组合应用显得尤为重要。在实际工程应用中，与人工湿地有关的工艺主要有：生化处理和单一类型人工湿地的组合、单类型人工湿地的串联或并联组合、或是预处理加单类型人工湿地。人工湿地多采用手动操作；人工湿地运行时，不能有效地控制溶解氧、碳源及布水均匀性等因素对人工湿地的影响。从而影响到污水处理效果，影响到人工湿地的推广与应用。因此，研究一种运行可控、操作简便，实施有效，应用广泛，不会造成二次污染，可以解决上述问题的组合可控型高效净化的人工湿地系统显得尤为重要。
技术实现思路
基于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种运行方式可控、操作简便、可以有效控制影响湿地的主要因素，实施有效，应用广泛，不会造成二次污染的组合可控型高效净化的人工湿地系统。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案实现的：根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供的一种组合可控型高效净化的人工湿地系统，包括：配水井，第一水泵、第二水泵、曝气装置、以及通过管道串联的一级水平潜流湿地单元、二级垂直潜流湿地单元和三级水平潜流湿地单元，其中，所述配水井通过进水管与一级水平潜流湿地单元进水口连通，用于收集水并为一级水平潜流湿地单元配水；所述第一水泵和所述曝气装置均安装在一级水平潜流湿地单元和二级垂直潜流湿地单元之间，所述第一水泵用于将一级水平潜流湿地单元的出水提升至二级垂直潜流湿地单元，所述曝气装置用于对二级垂直潜流湿地单元的进水进行曝气处理；所述第二水泵安装在二级垂直潜流湿地单元和三级水平潜流湿地单元之间，用于将二级垂直潜流湿地单元的出水提升至三级水平潜流湿地单元。优选地，所述配水井还通过多级进水分流管与三级水平潜流湿地单元连通，用于为三级水平潜流湿地单元配水；其中，所述配水井按照水量的1/10～1/3配水分流至三级水平潜流湿地单元内。优选地，所述二级垂直潜流湿地单元通过回流管与一级水平潜流湿地单元连通，通过第二水泵将出水提升并回流至一级水平潜流湿地单元中；其中，所述二级垂直潜流湿地单元出水的回流比为100％～300％。优选地，所述一级水平潜流湿地单元和三级水平潜流湿地单元均包括一组或多组并联的水平潜流湿地单元；所述二级垂直潜流湿地单元包括一组或多组并联的垂直潜流湿地单元。优选地，所述一级水平潜流湿地单元、二级垂直潜流湿地单元和三级水平潜流湿地单元的内部，从上至下分别铺设有铺设有覆盖层、填料层和防渗层；其中，所述覆盖层的厚度为10～30cm，所述覆盖层种有湿地植物；所述填料层中的填料为石灰石、火山岩、沸石、页岩、陶粒和炉渣中的一种或多种，粒径为8～25mm，所述填料层的厚度为0.8～1.5m；所述防渗层为复合土工膜、塑料薄膜、混凝土、以及渗透系数<10-8cm/s且厚度大于0.5m的土壤中的一种。其中，适当所述防渗层为复合土工膜或塑料薄膜时，防渗层的上下需要设置细沙作为保护层。优选地，所述二级垂直潜流湿地单元中，进水分层进入所述二级垂直潜流湿地单元；进一步地，通过沿二级垂直潜流湿地单元垂直方向上下布置的1～3层管道进入。优选地，所述二级垂直潜流湿地单元中，设置有进水主管、进水支管、出水主管、出水支管、以及进气管。所述进水主管沿二级垂直潜流湿地单元的垂直方向铺设1～3层；所述进水支管与进水主管连通，所述出水主管位于二级垂直潜流湿地单元的底部，所述出水支管与出水主管连通；所述进气管位于所述进水主管和进水支管内且与曝气装置连通。优选地，所述二级垂直潜流湿地单元中，还设置有通气管，一端伸出湿地表面5～30cm，另一端与出水主管的端部连接。优选地，所述通气管的顶部设置有通气帽。优选地，所述一级水平潜流湿地单元、二级垂直潜流湿地单元和三级水平潜流湿地单元的进水管处，以及第一水泵和第二水泵的出水管处均设置有电动阀门和流量计。优选地，所述一级水平潜流湿地单元、二级垂直潜流湿地单元和三级水平潜流湿地单元的出水管处设置有水质监测采样点和/或排空井。优选地，所述系统还包括：控制单元，用于控制电动阀门和流量计的开度，控制第一水泵和第二水泵的开关，控制曝气装置的曝气处理条件，控制配水井的配水。所述系统还包括：预处理单元，与所述配水井连接，用于对污水进行预处理，预处理后的水被配水井收集。有益效果：本专利技术能有效地控制溶解氧、碳源及布水均匀性等因素对人工湿地的影响，本专利技术运行可控、操作简便，实施有效，应用广泛，不会造成二次污染。与现有技术相比，本专利技术还具有以下优势：1)通过配水井保证每个湿地单元布水的均匀性，减少断流现象和堵塞现象的发生，最大程度发挥湿地的作用。2)垂直潜流湿地单元进行曝气，通过外置曝气装置增加湿地单元内水体溶解氧的含量。3)人工湿地单元进水采用分流式，保证水平潜流单元内反硝化反应时所需足够的碳源。4)水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地组合应用，提高工艺处理效率。5)同级湿地单元采用并联，可实现植物轮作，间歇运行，减少湿地堵塞风险。6)整个工艺采用自动控制，节省人力，可实现湿地单元串联、并联自由切换，满足不同运行条件的需求。附图说明图1是本专利技术的一种组合可控型高效净化的人工湿地系统的结构示意图；...

【技术保护点】
1.一种组合可控型高效净化的人工湿地系统，其特征在于，包括：配水井，第一水泵、第二水泵、曝气装置、以及通过管道串联的一级水平潜流湿地单元、二级垂直潜流湿地单元和三级水平潜流湿地单元，其中，/n所述配水井通过进水管与一级水平潜流湿地单元进水口连通，用于收集水并为一级水平潜流湿地单元配水；/n所述第一水泵和所述曝气装置均安装在一级水平潜流湿地单元和二级垂直潜流湿地单元之间，所述第一水泵用于将一级水平潜流湿地单元的出水提升至二级垂直潜流湿地单元，所述曝气装置用于对二级垂直潜流湿地单元的进水进行曝气处理；/n所述第二水泵安装在二级垂直潜流湿地单元和三级水平潜流湿地单元之间，用于将二级垂直潜流湿地单元的出水提升至三级水平潜流湿地单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种组合可控型高效净化的人工湿地系统，其特征在于，包括：配水井，第一水泵、第二水泵、曝气装置、以及通过管道串联的一级水平潜流湿地单元、二级垂直潜流湿地单元和三级水平潜流湿地单元，其中，
所述配水井通过进水管与一级水平潜流湿地单元进水口连通，用于收集水并为一级水平潜流湿地单元配水；
所述第一水泵和所述曝气装置均安装在一级水平潜流湿地单元和二级垂直潜流湿地单元之间，所述第一水泵用于将一级水平潜流湿地单元的出水提升至二级垂直潜流湿地单元，所述曝气装置用于对二级垂直潜流湿地单元的进水进行曝气处理；
所述第二水泵安装在二级垂直潜流湿地单元和三级水平潜流湿地单元之间，用于将二级垂直潜流湿地单元的出水提升至三级水平潜流湿地单元。


2.根据权利要求1所述的人工湿地系统，其特征在于，所述配水井还通过多级进水分流管与三级水平潜流湿地单元连通，用于为三级水平潜流湿地单元配水；其中，所述配水井按照水量的1/10～1/3配水分流至三级水平潜流湿地单元内。


3.根据权利要求1所述的人工湿地系统，其特征在于，所述二级垂直潜流湿地单元通过回流管与一级水平潜流湿地单元连通，通过第二水泵将出水提升并回流至一级水平潜流湿地单元中；其中，所述二级垂直潜流湿地单元出水的回流比为100％～300％。


4.根据权利要求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单元和三级水平潜流湿地单元均包括一组或多组并联的水平潜流湿地单元；所述二级垂直潜流湿地单元包括一组或多组并联的垂直潜流湿地单元。


5.根据权利要求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单元、二级垂直潜流湿地单元和三级水平潜流湿地单元的内部，从上至下分别铺设有覆盖层、填料层和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦芳，何文丽，聂宜文，田丽森，赵金，杨恒，高严，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11