一种北方低温地区潜流湿地综合填料系统技术方案

本实用新型专利技术涉及环保技术中人工湿地的内部填料，具体涉及适用于北方低温地区的、冬季可正常运行、且出水的污染物去除效果良好的潜流湿地综合填料系统。它由进出水系统、植物系统、填料系统、水位调节系统组成。为应对北方地区低温，选用多种人工填料，创新了潜流湿地内部的多层结构，利用填料的多层结构形成保温系统，该保温系统结构松散，孔隙率大于30%；针对去除污染物种类的不同，可添加适量的第一水处理介质和第二水处理介质；在潜流湿地的终端设置水位调节装置，可应运行要求，提供不同的湿地水位。采用综合填料系统的潜流湿地在北方冬季能连续正常运行，并达到良好的出水效果。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术 涉及环保技术中人工湿地的内部填料，具体涉及适用于北方低温地区的、冬季可正常运行、且出水的污染物去除效果良好的潜流湿地综合填料系统。
技术介绍
20世纪初，人们就开始尝试使用人工湿地进行污水处理，直到20世纪七十年代， 世界各国才普遍接受人工湿地污水处理方法，并大量应用在工程实践和实验室研究中。我国自“七五”期间开始人工湿地的研究，各科研院所和单位都在该领域取得了一定的成果， 各地建设了各种类型的人工湿地系统，有些运转正常，出水效果良好，也有一些不能达到设计的运行年限和处理效果，还需进一步改进和研究。关于人工湿地系统的研究，多集中在湿地构造、填充物、布水方式、氧气供给和植物配置上。污水中要去除的污染物成分，决定填充物的不同成分和构造。另外，人工湿地在长江以南发展较快，南方常年平均气温较高，适于湿地中的植物和微生物的生长，污水净化效果更好；北方冬季气温过低，湿地中的植物进入了枯萎期，微生物活性降低，造成人工湿地在北方应用效果差，冬季无法正常运行。
技术实现思路
本技术的目的是，提供一种人工湿地综合填料系统，其具有多层复合结构，针对污水中特定的污染成分采用特定的水处理介质，使出水稳定达标；可在北方全年正常运行，出水水质不受低温的影响。本技术通过如下技术方案实现上述目的针对北方地区冬季低温，设计潜流式人工湿地内部的多层填料结构；针对去除污水中的不同污染成分，在多层填料内部添加了第一水处理介质和第二水处理介质。多层填料结构的特征在于为应对北方地区低温，选用多种人工填料，形成潜流湿地中的多层结构，利用填料的多层结构形成保温系统，该保温系统结构松散，内部有大量的孔隙。所述的多层填料结构由级配砂石、粗砂、人工介质、种植土组成，填料上部种植各种湿地植物。所述湿地由下到上分布有以下填料层素土夯实层厚度30cm大粒径碎石层厚度20 40cm 平均粒径3. 2cm小粒径碎石层厚度10 30cm 平均粒径Icm 粗砂介质层厚度30 50cm大粒径碎石层厚度20 40cm 平均粒径3. 2cm小粒径碎石层厚度10 30cm 平均粒径Icm种植土层厚度彡25cm所述的30cm厚素土夯实层直接位于防渗层上部，避免施工和运行中防渗层被碎石割破。出水管网位于下部的大粒径碎石层，布水管网位于上部的大粒径碎石层，如管网直径过大，可局部增加该层的厚度。湿地上部的碎石层和种植土层，形成湿地保温系统，配合水位调节系统，保证湿地在冬季正常运行，经实测，该类湿地处理生活污水时，在平均气温-20°C时，湿地内部Im处温度保持在15°C左右，出水口最低温度12°C。所述的多孔隙结构孔隙率为30%以上，可有效防冻。在冬季人工湿地低水位运行， 孔隙中存有空气，利用空气的低传热系数，可阻止湿地内部热量流失，成为人工湿地的一道保温屏障，确保湿地在冬季能稳定运行。所述的第一水处理介质铺设在布水开孔管周围，由天然沸石经活化而成，具有吸附性、催化性、离子交换性、离子的选择性、耐酸性、热稳定性、多成份性及很高的生物活性和抗毒性等。沸石孔穴和通道中的阳离子有较强的选择性离子交换性能，可将对水质有害的重金属离子和氰化物除掉。可有效去除水中氨氮，净化水质，防止水体产生富营养化现象。所述的第二水处理介质铺设于粗砂介质层，与粗砂均勻混合，由泥炭、矿渣、微生物混合而成，为湿地微生物提供C源，使湿地接种微生物短期快速生长。通过物理、化学、生物作用去除COD、BOD、N、P等污染物，从而达到水质净化要求。本技术的优点如下1、采用独特的人工湿地填料分层结构，利用上层填料的孔隙，结合水位调节装置， 冬季湿地内部水温保持在15 °C左右，可正常运行，处理效果良好。2、在填料层的特定位置添加水处理介质，有针对性的处理各种污染组分。对比其它添加方式，介质用量少，针对性强，净化效果更好。3、填料系统的分层构造合理，防止在运行中产生乱层现象，影响人工湿地的水通量。附图说明图1为一种北方低温地区潜流湿地综合填料系统剖面图；图2为一种北方低温地区潜流湿地综合填料系统水处理介质添加图；图中1-防渗层、2-素土夯实层、3-下层大粒径碎石层(厚度20 40cm、平均粒径3. 2cm),4-下层小粒径碎石层(厚度10 30cm、平均粒径lcm)、5-粗砂介质层(厚度 30 50cm、根据水质添加适量第二水处理介质)、6-上层大粒径碎石层(厚度20 40cm、平均粒径3. 2cm),7-上层小粒径碎石层(厚度10 30cm、平均粒径lcm)、8-种植土层(厚度彡25cm),9-水生植物(芦苇、香蒲、水葱等)、10-基坑土夯实层、11_地坪、12-第一水处理介质、13-布水开孔管、14-集水开孔管。具体实施方式该潜流湿地综合填料系统一般剖面结构如图1所示，湿地基坑开挖后，底部和边坡进行平整夯实，边坡坡度为1:1，在基坑土夯实层10上部铺设防渗层1，防渗材料可采用土工膜、膨润土防水毯、粘土夯实等，渗透系数应小于10_7cm/S ；为保护防渗层1在施工中不受破坏，防渗层1上部均勻铺设素土夯实层2，素土也可采用细沙代替。为防止乱层，素土夯实层2和下层大粒径碎石层3之间可采用无纺布隔开。集水管道14铺设在下层大粒径碎石层3中，均勻集水，如集水管道14直径过大，可局部增加下层大粒径碎石层3的厚度。填料层3 填料层8由下到上逐层均勻铺设，其中布水开孔管位于上层大粒径碎石层6中，布水开孔管如图3树状分布，包括布水主管15和布水支管16。如布水主管15直径过大，可局部增加上层大粒径碎石层6的厚度。湿地上部种植湿地植物9，可选择种植本土水生植物，如芦苇、香蒲、薦草、美人蕉等，利用植物发达的根系，为湿地内部输送氧气，并通过植物生长和收割去除部分污染物质。湿地综合填料系统中的上部大粒径碎石层6、上部小粒径碎石层7和种植土层8中有大量的孔隙，其孔隙率大于30%，利用该多孔隙结构，在北方冬季该湿地可正常连续运行， 内部温度可保持在15°C左右，出水水质优良。水处理介质的添加位置如图2所示，第一水处理介质12铺设在布水开孔管的四周，主要成分为活化沸石；第二水处理介质铺设在介质粗砂层5，与粗砂均勻混合，主要成分为泥炭、矿渣、微生物等物质；根据水质污染程度和成分增减水处理介质的添加量和成分。在介质粗砂层5中，附着了大量的微生物，是去除污染物的主要填料层。本技术全年连续稳定运行，可针对性处理生活污水和微污染水，污水通过布水穿孔管13均勻的进入湿地中，通过湿地综合填料系统、湿地微生物、种植植物的联合作用，污染物被分解和截留，达到出水水质要求后，通过集水开孔管14收集外排；污染物的去除机理包含物理作用、化学作用和生化作用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种北方低温地区潜流湿地综合填料系统，针对北方地区冬季低温，设计潜流式人工湿地内部的多层填料结构；针对去除污水中的不同污染成分，在多层填料内部添加了第一水处理介质和第二水处理介质；所述的多层填料结构由级配砂石、粗砂、人工介质、种植土组成，填料上部种植各种湿地植物；其特征是所述湿地由下到上分布有以下填料层：素土夯实层　　　　　　厚度３０ｃｍ大粒径碎石层　　　　厚度２０～４０ｃｍ　　　　平均粒径３．２ｃｍ小粒径碎石层　　　　厚度１０～３０ｃｍ　　　　平均粒径１ｃｍ粗砂介质层厚度３０～５０ｃｍ大粒径碎石层　　　　厚度２０～４０ｃｍ　　　　平均粒径３．２ｃｍ小粒径碎石层　　　　厚度１０～３０ｃｍ　　　　平均粒径１ｃｍ种植土层　　　　　　　　厚度≥２５ｃｍ。

【技术特征摘要】
1. 一种北方低温地区潜流湿地综合填料系统，针对北方地区冬季低温，设计潜流式人工湿地内部的多层填料结构；针对去除污水中的不同污染成分，在多层填料内部添加了第一水处理介质和第二水处理介质；所述的多层填料结构由级配砂石、粗砂、人工介质、种植土组成，填料上部种植各种湿地植物；其特征是所述湿地由下到上分布有以下填料层素土夯实层大粒径碎石层小粒径碎石层粗砂介质层大粒径碎石层小粒径碎石层种植土层厚度30cm 厚度20 4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琼，秦皓，姚晨，李婕，
申请(专利权)人：赛诺瑞德北京科技有限公司，王琼，秦皓，姚晨，李婕，
类型：实用新型
国别省市：11