本发明专利技术公开了一种复合人工湿地系统，包括能源系统、水解酸化池、人工湿地和保温大棚，能源系统为复合人工湿地系统供能，生活污水进入水解酸化池后，进行初步的水解酸化处理，经处理后的污水进入人工湿地，经过人工湿地的过滤和生物同化及转化过程，实现对污水的净化，该复合人工湿地系统结构紧凑，具有多重处理措施，净化效果好，并可解决北方寒区低温季节传统人工湿地净化效率低的问题，引入的微孔曝气装置可解决湿地运行过程中的填料堵塞问题。
1、随着国民经济快速发展和居民对物质生活及卫生层面需求的日渐重视，农村生活污水排放量急剧上升，若不加处理任其排放，会产生恶臭气味、污染地表水及地下水源、促使藻类爆发性增长并导致细菌滋生，严重时引起水体黑臭和水生生态系统崩溃，甚至引发传染性疾病传播并带来卫生学方面的问题，农村生活污水处理刻不容缓。农村生活污水存在水质、水量变化大，管网收集系统不健全、粗放型排放等特征，这使得农村需结合自身条件，优化、集成和研发适合其经济能力、运行和管理水平的污水处理工艺，相应工艺需具备抗冲击负荷能力强、建设和运行成本低以及运行管理简单等优势。
2、与其它村镇污/废水处理技术相比，人工湿地建设和运行成本低，运行、维护简单，无化学药剂投加、生态环境效益显著，兼具一定的经济效益、景观效益和观赏价值，近年来在国内外生活污水处理中得到广泛重视和应用。但传统人工湿地占地面积较大，污水提升泵及曝气过程能耗高，在植物生长停滞期及微生物活性受低温条件影响时湿地净化效率大幅下降，湿地中填料长期运行易堵塞，这些缺陷使得人工湿地技术在我国西北寒区农村生活污水处理中应用受限。
1、有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种复合人工湿地系统,可以解决现有技术中传统人工湿地占地面积大、动力能耗高、低温季节净化效率下降、长期运行填料易堵塞等问题。
>3、一种复合人工湿地系统包括：能源系统、水解酸化池、人工湿地和保温大棚；所述能源系统能量输出端与水解酸化池、人工湿地的能量输入端供能连接，所述水解酸化池通过管道与人工湿地连接，在所述人工湿地的上方设置所述保温大棚；4、所述水解酸化池包括：第一进水管、加热装置、温度传感器、温度控制器、液位计、保温筒、污泥泵、排污管、溢流出水管和顶板；
5、所述保温筒为圆筒结构，所述第一进水管位于所述保温筒的下部；
6、所述加热装置、温度传感器和温度控制器设置在保温筒内部，且所述加热装置和温度传感器位置低于第一出水管；
7、所述保温筒顶部设置有所述顶板，所述顶板底部设置有所述液位计，所述保温筒上侧设置有所述溢流出水管，所述液位计位置高于溢流出水管；
8、所述污泥泵位于保温筒的底部，所述污泥泵出口连接排污管的一端，所述排污管的另一端伸出所述保温筒；
9、所述人工湿地包括：第二进水管、砾石承托层、微孔曝气装置、生物弹性填料层、湿地物化功能填料层、砂土层、植物茎上组织层、水生植物、第二出水管、回流泵、出水回流管和岩棉保温板；
10、所述岩棉保温板围成圆筒结构，所述第二进水管连接所述岩棉保温板的底端，所述砾石承托层、微孔曝气装置、生物弹性填料层、湿地物化功能填料层、砂土层和植物茎上组织层依次由下至上铺设而成，所述水生植物种植于砂土层和植物茎上组织层上侧，所述第二出水管位于所述岩棉保温板的上端，所述出水回流管一端连接所述第二出水管，另一端穿过所述岩棉保温板的中部，所述回流泵位于设置于出水回流管上。
11、优选的，所述能源系统包括：光伏组件和/或风力发电机、斩波器、整流器、微电网直流母线、双向变流器、蓄电池和信号检测装置；
12、所述微电网直流母线连接水解酸化池和人工湿地的用电设备；
13、所述光伏组件与直流母线连接，和/或所述风力发电机与直流母线连接；
14、所述光伏组件与直流母线之间设置斩波器，和/或所述风力发电机与直流母线之间设置整流器，所述直流母线上设置信号检测装置，所述蓄电池连接直流母线，所述蓄电池和直流母线之间设置双向变流器。
15、优选的，所述保温大棚包括：固定纵杆、横杆、顶部拱杆、连接件和膜；
16、所述固定纵杆下端插入地面，所述固定纵杆上端通过连接件连接横杆和顶部拱杆，所述膜覆盖在固定纵杆、横杆和顶部拱杆外部。
17、优选的，所述顶板包括：钢丝网、海绵和活性炭；所述钢丝网、海绵和活性炭从下向上依次设置在所述保温筒上端。
18、优选的，所述活性炭为收割的湿地植物茎上组织在高温限氧环境下制得。
19、优选的，所述地砾石承托层由粗砾石堆积形成，粗砾石粒径为25-35mm，砾石承托层的高度为35-55cm。
20、优选的，所述生物弹性填料层材料为聚丙烯，所述生物弹性填料层中填料的粒径为15-25mm，生物弹性填料层高度为40-60cm。
21、优选的，所述湿地物化功能填料层为强效吸附nh4+-n和po43--p的功能填料，功能填料粒径为10-15mm，所述湿地物化功能填料层高度为55-75cm，所述功能填料以ca/al基污泥、沸石、针铁矿、caco3和蒙脱土为原料，在设定比例下加水进行造粒，阴干后在900-1100℃进行高温煅烧。优选的，所述砂土层中的沙土粒径为3-7mm，砂土层高度为25-35cm。
22、优选的，所述水解酸化池为柱体结构；
23、所述人工湿地上部为柱体，下部为锥体结构。
24、本专利技术的一种复合人工湿地系统，具有如下有益效果：该复合人工湿地系统包括能源系统、水解酸化池、人工湿地和保温大棚，能源系统为复合人工湿地系统供能，生活污水进入水解酸化池后，进行初步的水解酸化处理，经处理后的污水进入人工湿地，经过人工湿地的过滤和生物同化/转化过程，实现对污水的净化。
25、该复合人工湿地系统结构紧凑，系统具有多重处理措施，净化效果好，净化效率高。在水解酸化池中引入加热装置，不仅提高污水可生化性降低后续湿地处理单元污染负荷，水解酸化池内的控温自动加热装置可维持酸化池内上清液水温恒定，使得进入后续人工湿地的污水处于较高水温，弥补湿地低温季节净化效率下降缺陷，可解决北方寒区低温季节传统人工湿地净化效率低的问题，并在水解酸化池外壁增设岩棉保温筒用于保温，以节省能源。
26、水解酸化池上部设有超声波液位计，可维持水解酸化池有效体积，人工湿地采用下进上出的上行流布水方式，分别经过砾石承托层、生物弹性填料层、湿地物化功能填料层、砂土层、植物茎上组织层，污水经过多层不同功能的净化层，净化效果好，净化效率高。生物弹性填料层下方设有微孔曝气装置，可为好氧菌生长提供氧气，并通过气-水反冲洗模式解决湿地运行过程中的填料堵塞问题。
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【技术保护点】
1.一种复合人工湿地系统，其特征在于，包括：能源系统(1)、水解酸化池(2)、人工湿地(3)和保温大棚(4)；所述能源系统(1)能量输出端与水解酸化池(2)、人工湿地(3)的能量输入端供能连接，所述水解酸化池(2)通过管道与人工湿地(3)连接，在所述人工湿地(3)的上方设置所述保温大棚(4)；
2.根据权利要求1所述的复合人工湿地系统，其特征在于，所述能源系统(1)包括：光伏组件(10)和/或风力发电机(11)、斩波器(12)、整流器(13)、微电网直流母线(14)、双向变流器(15)、蓄电池(16)和信号检测装置(17)；
3.根据权利要求1所述的复合人工湿地系统，其特征在于，所述保温大棚(4)包括：固定纵杆(40)、横杆(41)、顶部拱杆(42)、连接件(43)和膜；
4.根据权利要求1所述的复合人工湿地系统，其特征在于，所述顶板(29)包括：钢丝网(291)、海绵(292)和活性炭(293)；所述钢丝网(291)、海绵(292)和活性炭(293)从下向上依次设置在所述保温筒(25)上端。
5.根据权利要求4所述的复合人工湿地系统，其特征在于，所述活性炭(293)为收割的湿地植物茎上组织在高温限氧环境下制得。
6.根据权利要1所述的复合人工湿地系统，其特征在于，所述砾石承托层(31)由粗砾石堆积形成，粗砾石粒径为25-35mm，砾石承托层(31)的高度为35-55cm。
7.根据权利要1所述的复合人工湿地系统，其特征在于，所述生物弹性填料层(33)材料为聚丙烯，所述生物弹性填料层(33)中填料的粒径为15-25mm，生物弹性填料层(33)高度为40-60cm。
8.根据权利要1所述的复合人工湿地系统，其特征在于，所述湿地物化功能填料层(34)为强效吸附NH4+-N和PO43--P的功能填料，所述功能填料粒径为10-15mm，所述湿地物化功能填料层(34)高度为55-75cm，所述功能填料以Ca/Al基污泥、沸石、针铁矿、CaCO3和蒙脱土为原料，在设定比例下加水进行造粒，阴干后在900-1100℃进行高温煅烧。
9.根据权利要1所述的复合人工湿地系统，其特征在于，所述砂土层(35)中的沙土粒径为3-7mm，砂土层高度为25-35cm。
10.根据权利要1所述的复合人工湿地系统，其特征在于，所述水解酸化池(2)为柱体结构；
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【技术特征摘要】
1.一种复合人工湿地系统，其特征在于，包括：能源系统(1)、水解酸化池(2)、人工湿地(3)和保温大棚(4)；所述能源系统(1)能量输出端与水解酸化池(2)、人工湿地(3)的能量输入端供能连接，所述水解酸化池(2)通过管道与人工湿地(3)连接，在所述人工湿地(3)的上方设置所述保温大棚(4)；
2.根据权利要求1所述的复合人工湿地系统，其特征在于，所述能源系统(1)包括：光伏组件(10)和/或风力发电机(11)、斩波器(12)、整流器(13)、微电网直流母线(14)、双向变流器(15)、蓄电池(16)和信号检测装置(17)；
3.根据权利要求1所述的复合人工湿地系统，其特征在于，所述保温大棚(4)包括：固定纵杆(40)、横杆(41)、顶部拱杆(42)、连接件(43)和膜；
4.根据权利要求1所述的复合人工湿地系统，其特征在于，所述顶板(29)包括：钢丝网(291)、海绵(292)和活性炭(293)；所述钢丝网(291)、海绵(292)和活性炭(293)从下向上依次设置在所述保温筒(25)上端。
5.根据权利要求4所述的复合人工湿地系统，其特征在于，所述活性炭(293)为收...
【专利技术属性】
技术研发人员：王文怀，郭炳旭，汪秋刚，张可佳，史唯一，李俊峰，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：
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