一种序批式运行的人工湿地中水处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种序批式运行的人工湿地中水处理系统。包括有进水管（1）、调节池（2）和阶梯式人工湿地，人工湿地级数至少为七级，进水管（1）安装在调节池（2）上端，调节池（2）位于第一级人工湿地的外围，调节池（1）通过进水闸门（3）与第一人工湿地的顶口连通，每一级人工湿地底部均设置有集水管（8），第二至最后一级人工湿地的顶部都安装有穿孔管（10），穿孔管（10）与上一级人工湿地的集水管（8）平齐且通过电磁阀（9）连通，最后一级人工湿地的集水管（8）经电磁阀（9）与出水管（11）连通。本发明专利技术的优点是：减少了甲烷和氧化亚氮等温室气体排放，出水水质满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920—2002）标准，减少了人工湿地的占地面积。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于污水处理和环境保护
，具体涉及一种人工湿地中水处理系统。
技术介绍
人工湿地处理系统是通过微生物、植物和土壤的共同作用，使污水得到净化的污水处理系统。人工湿地具有投资运行费用低、运行管理方便的特点，同时还具有生态环境效益，广泛用于污水分散式处理。在绿色建筑小区中推行人工湿地技术，一方面起到美化环境的作用，另一方面提高再生水回用率，减轻污水处理的压力。大力发展低能耗分散式有效污水处理的人工湿地处理系统，可以避免大管网高耗能的城市污水治理模式。然而，有研究表明分散式自然处理过程可能产生大量的甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)排放，湿地系统是CH4的主要排放源，排放量占全球排放总量的20-25%;反硝化过程被认定为N2O的主要来源。在溶解氧小于lmg/L时，将导致亚硝酸盐的积累，从而释放大量队0。若土壤长期保持淹水状态，基质内形成极度还原环境，有机物和CO2成为最终电子受体，导致CH4产生。因此，对人工湿地进行科学改进、合理利用，以减少温室气体的排放具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种序批式运行的人工湿地中水处理系统，它能减少甲烷和氧化亚氮等温室气体排放，且出水水质满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920— 2002)标准，同时减少人工湿地的占地面积。本专利技术所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括有进水管、调节池和阶梯式人工湿地，人工湿地级数至少为七级，进水管安装在调节池上端，调节池位于第一级人工湿地的外围，调节池通过进水闸门与第一人工湿地的顶口连通，每一级人工湿地底部均设置有集水管，第二至第最后一级人工湿地的顶部都安装有穿孔管，穿孔管与上一级人工湿地的集水管平齐且通过电磁阀连通，最后一级人工湿地的集水管经电磁阀与出水管连通。上述人工湿地由下至上设置有砾石层、填料层、覆土层和水生植物。由于本专利技术采用了调节池和阶梯式人工湿地，能实现各级人工湿地序批式运行。本专利技术的工作机理是:(1)人工湿地序批式运行，每一级人工湿地排水完成后基质与大气完全接触，为后续反应过程提供充足的溶氧量，一方面抑制反硝化细菌和产甲烷菌的活性，降低CH4和N2O的产量，另一方面提高了有机物的去除效能；(2)每级人工湿地水力停留时间短，在溶解氧降低到0.5mg/L形成缺氧环境前开始排水，污水进入下一级人工湿地；(3)采用穿孔管进水，增大污水与空气的接触面积；穿孔管与土壤有一定距离，起到水力曝气的作用，在进水过程污水携带 溶解氧进入人工湿地；(4)系统出水用于绿色建筑小区中水回用，回用水质对氨氮有限制而对总氮无要求，只进行好氧硝化反应，使氨氮转化为硝态氮，能够减少温室气体排放量。由于本专利技术各级人工湿地采用序批式运行，大幅度提高好氧层的深度，能够减少人工湿地的占地面积。本专利技术具有如下的优点:减少了甲烷和氧化亚氮等温室气体排放，出水水质满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920— 2002)标准，减少了人工湿地的占地面积。附图说明本专利技术的附图说明如下: 图1为本专利技术一个实施例的立面示意 图2为本专利技术一个实施例的平面布置图。图中:1.进水管；2.调节池；3.进水闸门；4.水生植物；5.覆土层；6.填料层；7.砾石层；8.集水管；9.电磁阀；10.穿孔管；11.出水管。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明: 以十二级人工湿地为例，如图1和图2所示，本专利技术包括有进水管1、调节池2和阶梯式人工湿地，阶梯式人工湿地有十二级，进水管I安装在调节池2上端，调节池2位于第一级人工湿地的外围，调节池I 通过进水闸门3与第一人工湿地的顶口连通，每一级人工湿地底部均设置有集水管8，第二至第十二级人工湿地的顶部都安装有穿孔管10，穿孔管10与上一级人工湿地的集水管8平齐且通过电磁阀9连通，第十二级人工湿地的集水管8经电磁阀9与出水管11连通。上述人工湿地由下至上设置有砾石层7、填料层6、覆土层5和水生植物4。如图1所示，调节池2池底面向第一级人工湿地中心倾斜，倾角为10°。各级人工湿地的覆土层5厚0.1m ;填料区6高度0.5m,填充粒径为20_40mm的卵石；底部砾石层7高度0.3m，填充粒径40-60mm的砾石。人工湿地覆土层5上种植有根系发达、输氧能力强的水生植物4，种植密度15株/m2。污水经进水管I进入调节池2，当调节池2的进水闸门3开启时，污水进入第一级人工湿地。在第一级人工湿地内，污水在微生物、植物以及基质的共同作用下，得到初步净化。集水管8安装在距离人工湿地底面高0.1m处。污水由穿孔管10进入第二级人工湿地。污水透过0.1m的覆土层5，依次进入填料层6和砾石层7。第二级人工湿地距离底面高0.1m处设置集水管8，污水经收集后流入下一级人工湿地。所谓序批式运行，就是指调节池2连续进水、各级人工湿地间歇性进出水，具体运行过程如下: 进水:调节池2的进水闸门3开启，污水进入第一级人工湿地，第二至第十二级人工湿地依靠土壤上方的穿孔管10进水。反应:污水由穿孔管10进入下一级人工湿地的过程中携带大量氧气，污水在微生物的反应、填料和植物的吸附作用下，得到净化。排水:电磁阀M12首先打开，完成第十二级人工湿地排水后M12闭合；接着Mll开启，第i^一级人工湿地排水，第十二级人工湿地进水，该过程完成后Mll闭合；然后MlO开启，第十级人工湿地排水，第十一级人工湿地进水；阀门依次启闭，直至M2闭合，Ml开启，进行第一级人工湿地排水，第二级人工湿地进水。排水过程迅速且短暂，在人工湿地基质内形成负压，进一步吸入空气中的氧气。各级人工湿地采用序批式运行，在排水过程中自然复氧；第二至第十二级人工湿地采用穿孔管10进水，实现水力增氧，能够有效抑制反硝化菌和产甲烷菌的活性，减少温室气体排放。人工湿地级数由进水水质和单级水力停留时间来确定，确定人工湿地级数的实例如下: 实施例1 本实施例的工作参数如下: 每级人工湿地水力停留时间为1.2h ; 每级人工湿地排水时间为5min，即下一级人工湿地进水时间为5min ； 人工湿地表面有机负荷为0.2 kg BOD5/(m2 d)。以进水五日生化需氧量(BOD5)为CQ=200mg/L，出水BOD5为C1=IOmg/!,设计表面有机负荷Is=0.2 kg BOD5/(m2 d)，设计流量Q(m3/d)，人工湿地水流径道的孔隙率￠=0.75为例，给出人工湿地级数确定方法: 人工湿地占地面积本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种序批式运行的人工湿地中水处理系统，其特征是：包括有进水管（1）、调节池（2）和阶梯式人工湿地，人工湿地级数至少有七级，进水管（1）安装在调节池（2）上端，调节池（2）位于第一级人工湿地的外围，调节池（1）通过进水闸门（3）与第一人工湿地的顶口连通，每一级人工湿地底部均设置有集水管（8），第二至最后一级人工湿地的顶部都安装有穿孔管（10），穿孔管（10）与上一级人工湿地的集水管（8）平齐且通过电磁阀（9）连通，最后一级人工湿地的集水管（8）经电磁阀（9）与出水管（11）连通。

【技术特征摘要】
1.一种序批式运行的人工湿地中水处理系统，其特征是:包括有进水管(I)、调节池 (2)和阶梯式人工湿地，人工湿地级数至少有七级，进水管(I)安装在调节池(2)上端，调节池(2)位于第一级人工湿地的外围，调节池(I)通过进水闸门(3)与第一人工湿地的顶口连通，每一级人工湿地底部均设置有集水管(8)，第二至最后一级人工湿地的顶部都安装有穿孔管(10)，穿孔管(10)与上一级人工湿地的集水管(8)平齐且通过电磁阀(9)连通，最后一级人工湿地的集水...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴宏祥，陈炜，何强，胡学斌，邹博宇，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：