一种人工湿地工艺的污废水预处理方法技术

本发明专利技术涉及一种人工湿地工艺的污废水预处理方法，该方法首先修建水培槽，控制进水水力负荷，进而确定水力停留时间；根据植物的不同种类，分别按不同栽培密度，用柔性材料固定在定植篮中，然后将定植篮固定到轻质材料上，或将植物直接固定在浮于水面的轻质板状材料上，或直接种于污水中；将经过格栅和沉淀处理的污水或废水导流入水培槽，然后将准备好的植物放入水培槽，水培槽出水直接流入或泵入后续人工湿地。该方法能快速有效地去除污废水中的可能造成人工湿地堵塞的大量悬浮固体和一半以上的有机物，可显著提高流经水培槽污废水中的溶解氧含量，提高湿地对水中污染物的去除效率，减少人工湿地占地面积，降低污废水处理设施的投资和运行成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种污废水预处理方法，特别涉及利用人工湿地工艺的污废水预处理 方法。
技术介绍
近年，利用人工湿地工艺处理生活污水和工业废水并将其处理水作为回用水的技 术已越来越多，在国外已呈与污水处理的主体工艺活性污泥法并行之势。目前，应用最多的 新型人工湿地主要为潜流湿地和垂直流湿地，与传统的自由表面流湿地相比，二者在提高 污染物去除效率、减小占地面积等方面具有明显优势；但与活性污泥法相比，在氮磷等营养 盐去除和系统运行稳定性方面仍需进一步改进。有关人工湿地的技术升级目前主要集中在 保持系统的长期稳定性和提高系统的处理效率两方面。前者主要着力于防止或减少湿地系 统进出水区和植栽床介质孔隙的堵塞现象，以避免湿地系统瘫痪；后者主要着力于提高湿 地植栽床或水中的溶解氧浓度，以强化好氧处理作用。污废水中悬浮固体的浓度过高会使湿地系统的进出水区或植栽床孔隙堵塞，最终 导致整个湿地系统瘫痪，所以目前的人工湿地工艺流程中都设有预处理设施，包括格栅、初 沉池、厌氧反应器或(和)氧化塘等。但是，有许多文献报道，经过上述预处理的人工湿地系 统在运行较长时间后(以7-10年为多)，仍发生了大面积植栽床孔隙堵塞现象，需要开发对 悬浮固体去除效率更高的人工湿地预处理方法。另外，当前国际上常用的主体预处理构筑 物主要为厌氧反应器，虽具有管理维护方便，运行成本低等优势，但是，出水中溶解氧的浓 度大多为零，不利于后续湿地中污染物的好氧降解，且其对有机物的处理效率有限，对氨氮 几乎无降解作用，不能有效减小其后人工湿地的占地面积。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本专利技术的目的在于，提供一种新的人工湿 地工艺的污废水预处理方法。该方法不仅能快速有效地去除污废水中的可能造成人工湿地 植物栽培床孔隙堵塞的大量悬浮固体和一半以上有机物，还可显著提高污废水中的溶解氧 含量，从而提高湿地对水中污染物的去除效率，减少人工湿地占地面积，降低污水处理设施 的投资和运行成本。为实现上述任务，本专利技术采用如下的技术解决方案①修建水培槽，并作防渗处理，水培槽的形状为长方形或正方形，槽深不大于o.lm,槽 底坡度不小于2%0 ；②控制进水水力负荷为0.01-0. 5m3/m2 d，据此可根据现场情况确定水培槽的长度和 宽度，进而确定水力停留时间；③将幼期的水生或陆生植物根部泥土冲洗干净，根据植物的不同种类，分别按不同密 度，用柔性材料将拟栽植物固定在定植篮中，然后将定植篮固定到轻质材料上，亦可将拟栽 植物直接固定在可浮于水面的轻质板状材料上，还可将漂浮植物直接种于污水中；3④将经过格栅和沉淀处理的污水或废水导流入水培槽，然后将按步骤③准备好的植物 放入水培槽，水培槽出水直接流入或泵入后续人工湿地。本专利技术的有益效果是本专利技术与国内外现有的工艺技术相比，具有以下优点1、工期短，投资少。由于所用水培槽为极浅型，深度不大于10cm，工程土方量大大小于 其他深度水培槽和其他人工湿地预处理设施，且砌体和防渗材料施工简便，所以工期大为 缩短，可显著减少工程投资和人工费用；另外，由于极浅型水培槽中植物根系的泌氧作用强 烈，在处理污水的过程中可显著增加其出水中溶解氧的含量，优化了后续人工湿地中有机 物降解和硝化的好氧环境，从而有效地减少人工湿地的数量，从而进一步减少工程投资。2、污染物去除率高，有利于降低湿地堵塞风险和减小湿地的占地面积。就悬浮物 和有机物的平均去除率而言，与其他更大深度的水培槽或厌氧型预处理构筑物、氧化塘等 其他人工湿地预处理设施相比，极浅型水培槽表现出更高效或基本持平的性能，分别可达 到90%和65%以上，可有效降低因悬浮固体所引发的湿地介质堵塞的风险和进入湿地的有 机物总量，从而显著减小湿地的占地面积，节约土地资源。3、易管理维护、运行费极低。因水培槽构造简单，只有槽体和防渗材料，不需任何 机械充氧和搅拌设施。运行期间，除每年换种一到两次栽培植物和日常清理植物腐叶外，几 乎再不需要其他人工，因此可大幅降低管理维护成本和运行费用。4、有益于污染物在后续人工湿地中的转化，提高各污染物的总去除率。由于水培 槽中的高溶解氧环境，促使水中的大部分有机物在水培槽中就得以迅速降解，且会有相当 多的氨氮被硝化，这是其他任何厌氧型预处理设施所不具备的。另外，一些难降解的有机物 可在水培槽中被转化为易降解有机物，使之在湿地中更易被去除；水培槽出水中残留的氨 氮在进入湿地后由于有机物浓度已降至很低，加之溶解氧充足，硝化会更加彻底，从而提高 了污染物的去除效果。具体实施例方式以下结合专利技术人给出的实施例对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1:①在拟建水培槽处开挖地面至深度10cm左右，宽度不大于lm的长方形槽，夯实槽侧壁 和槽底部，铺设0. 1-0. 5mm厚防水土工布或高密度聚乙烯防渗膜等柔性防水材料，柔性防 水材料边缘用开挖土或素混凝土压实固定。槽底坡度不小于2%。；②根据进水水质，控制水力负荷0.01-0. 5m3/m2 d，进水有机物和悬浮固体浓度高时 (如高于200mg/L)取低值，浓度低时(如低于100mg/L)取高值。另外，北方冬季较长地区宜 取低值。根据所选定水力负荷确定水培槽的总长度，拟用场地长度不够时水培槽可修建成 折返式，隔墙厚度不小于10cm ；③水培槽进水口可采用淹没式，亦可采用非淹没式；可采用管道进水，亦可采用穿孔花 墙布水。出水口可采用集水管出水，亦可采用出水堰；④在春季或夏季将芦苇根部泥土冲洗干净，用柔性材料将芦苇固定在定植篮中，分别 按株行距0. 2m的密度，再将定植篮固定到木龙骨或竹片制成的框架上，框架宽度小于水培 槽宽度3-5cm，长度一般为l_2m，可根据水培槽长度灵活设定；⑤将待处理污水或废水导入水培槽，至水深接近水培槽深度的一半时，将步骤④定植 的芦苇放入水培槽，然后用尼龙绳等耐久性好的柔性材料将木龙骨或竹片与提前设于水培 槽边的木楔相连，使其相对固定；⑥运行方式可采用连续运行或间歇运行。⑦待冬初芦苇枯萎后，按步骤④、步骤⑤的操作方法，将芦苇换种为冬小麦，移栽 时冬小麦的株高应大于5cm。待来年春季芦苇株高达到20cm以上时，再将冬小麦换种为芦 苇，或者待小麦成熟后将其换种为芦苇。换种植物时同时清理水培槽中的沉泥，沉泥就地干 化后填埋或焚烧，或者运至采用活性污泥工艺污水处理厂的污泥消化池。实施例2:①同实施例1的步骤①。②同实施例一的步骤②；③同实施例一的步骤③；④在春季或夏季将美人蕉根部泥土冲洗干净，用柔性材料将美人蕉固定在定植篮中， 分别按株行距0. 2-0. 3m的密度，再将定植篮固定到木龙骨或竹片制成的框架上，框架宽度 小于水培槽宽度3-5cm，长度一般为l_2m，可根据槽长灵活设定；；⑤同实施例一的步骤⑤；⑥同实施例一的步骤⑥。⑦待冬初美人蕉枯萎后，按步骤④、步骤⑤的操作方法，将美人蕉换种为冬小麦， 待来年春季美人蕉株高达到20cm以上时，再将冬小麦换种为美人蕉，或者待冬小麦成熟后 将其换种为美人蕉。水培槽中的沉泥处置方法同实施例1。⑧我国地处亚热带和热带的地区，可在每年6月至7月间错行或分片刈剪水培 槽中的美人蕉，待新发美人蕉株高长至20cm以上时再将剩余美人蕉刈剪，留茬高度为 8-10cm ；我国其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人工湿地工艺的污废水预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，修建水培槽，并作防渗处理；水培槽的形状为长方形或正方形，槽深不大于０．１ｍ，槽底坡度不小于２‰；步骤二，控制进水水力负荷为０．０１－０．５ｍ↑［３］／ｍ↑［２］.ｄ，据此可根据现场情况确定水培槽的长度和宽度，进而确定水力停留时间；步骤三，将幼期的水生或陆生植物根部泥土冲洗干净，根据植物的不同种类，分别按不同栽培密度，用柔性材料将拟栽植物固定在定植篮中，然后将定植篮固定到轻质材料上，亦可将拟栽植物直接固定在可浮于水面的轻质板状材料上，或者将漂浮植物直接种于污水中；步骤四，将经过格栅和沉淀处理的污水或废水导流入水培槽，然后将按步骤三准备好的植物放入水培槽，水培槽出水直接流入或泵入后续人工湿地。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任勇翔，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]