[發明專利]一種用于處理污染河水的高效率低成本組合潛流人工濕地系統

無效

• 申請號: 201110373056.8
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN102515355A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 佘宗蓮;施恩;謝湉;郭亮;朱穎杰
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于污水處理技術領域，具體涉及一種用于處理污染河水的高效率低成本組合潛流人工濕地系統，系統由垂直潛流濕地和水平潛流濕地組合而成。

背景技術

人工濕地是人工建造的、可控制的和工程化的濕地系統。其設計和建造是通過對濕地自然生態系統中物理、化學和生物作用的優化組合來進行污水處理的。

人工濕地作為一種緩沖容量大、工藝簡單、投資省、運行費用低的污水處理技術，已經廣泛應用于處理生活污水、降雨徑流、污染河水和湖水、經過二級或三級處理后的生活污水及低濃度工業廢水等低濃度污水和微污染水。人工濕地可分為以下幾種類型：(1)自由水面人工濕地，(2)水平潛流人工濕地，(3)垂直流人工濕地。

自由水面人工濕地的水面位于濕地基質以上，污水以一定深度緩慢流過濕地表面，部分污水蒸發或滲入濕地；潛流人工濕地中污水在基質表面以下流過，地表面沒有水流。與自由水面人工濕地相比，潛流人工濕地具有保溫效果好、處理效果受季節和氣候影響小、沒有蚊蠅滋生等特點。目前國內外水平潛流人工濕地處理污水的應用較多，將其用于二級處理時可以有效去除污水中的BOD與TSS。垂直流人工濕地常采用潛流運行的方式，稱為垂直潛流人工濕地，一般采用較細基質作為填料，具有占地面積小、氧氣傳輸能力強等特點，并且能夠去除病原菌。

目前我國主要河流有機污染普遍，面源污染日益突出，一些受污染河水具有有機物、氨氮、硝態氮、總氮含量均較高的特點。上述3種人工濕地單獨用于處理受污染河水時存在以下不足：

(1)自由水面人工濕地中污水從基質表面流過，不能利用基質填料上的生物膜和植物根系對污染物的去除作用，因而有機物和氮磷去除率不高。

(2)水平潛流人工濕地常采用連續流完全淹水狀態運行，氧氣傳輸能力較差，濕地內部水中溶解氧含量較低。在處理污染較重河水時，單獨應用水平潛流人工濕地氨氮及總氮的去除率較低；特別是由于硝化能力較弱、反硝化能力較強，當河水中氨氮濃度較高時，不利于總氮的有效去除。

(3)垂直潛流人工濕地一般采用淹水與落空交替運行的方式，與水平潛流人工濕地相比，具有較高的氧氣傳輸能力，濕地內水中溶解氧含量較高，因而硝化能力較強，但反硝化能力較差，影響總氮的去除效果。

目前，國內應用較多的是單一流型的濕地系統，或者潛流濕地與表面流濕地組合的濕地系統。雖然也有研究人員開發了不同形式的復合人工濕地和組合人工濕地，但是還沒有人開發出專門針對我國污染河水特點的組合潛流人工濕地系統。

發明內容

本發明提供了一種適應污染河水水質及其變化特點，能有效去除水中COD_Cr、氨氮、硝態氮、總氮和磷等污染物，并可以根據河水水質變化調整運行狀態以達到高效穩定脫氮效果的組合潛流人工濕地技術。

本發明提出的用于處理污染河水的高效率低成本組合潛流人工濕地系統，由垂直潛流濕地與水平潛流濕地兩級串聯組合而成。第一級垂直潛流濕地主要包括箱體、進水配水管、垂直豎管、出水集水管和出水軟管；其特征是反應器進水配水采用王字形穿孔亞克力管，使水流流態分布均勻；處理單元內部設置垂直豎管，豎管底部加蓋并用15目篩絹包裹，保證水流通過的同時防止細小填料進入堵塞管道，垂直豎管與大氣連通并沿高度鉆孔，以利于充氧；出水采用軟管，可實現對處理單元的水位調節。第二級水平潛流濕地主要包括箱體、進水配水管、進水配水區多孔隔板、出水區多孔隔板、出水集水管、出水軟管、固定水位出口；其特征是進出水區設置多孔隔板，使水流分布均勻。

第一級垂直潛流濕地復氧條件較好，可以為河水中氨氮的轉化提供所需的硝化反應環境，同時可去除進水中大部分有機物；第二級水平潛流濕地可形成有利于微生物反硝化的缺氧條件。按此方式組合的垂直潛流+水平潛流人工濕地系統，可同時有效去除污染河水中氨氮和硝態氮，從而取得較高的總氮去除效果。

污染河流在不同季節和時段水質會有較大變化，通過調節人工濕地中的水位，可改變濕地內部的環境條件，以適應河水水質的變化，使出水水質穩定在預期目標之內。當污染河水中氨氮濃度較高時，調低第一級垂直潛流濕地的水位，提高濕地內溶解氧含量，可強化硝化作用；當污染河水中硝態氮濃度較高時，調高第一級垂直潛流濕地的水位，降低系統內溶解氧含量，以強化反硝化作用。