[發(fā)明專利]一種人工濕地系統(tǒng)及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210424893.3
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN103787496A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉志剛;王建芳
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人工濕地，尤其是涉及一種人工濕地系統(tǒng)及其應(yīng)用，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

人工濕地是在天然濕地的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，具有工藝簡單、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、有一定美化作用等特點(diǎn)，非常適合中小城鎮(zhèn)污水的處理，因此在近幾十年得到廣泛研究，僅關(guān)于人工濕地方面的發(fā)明專利達(dá)到284條，實(shí)用新型153條(中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局專利2012年10月檢索結(jié)果)。

按照污水在人工濕地中的流動方式，人工濕地可分為自由表面流人工濕地、潛流人工濕地和垂直流人工濕地。盡管類型不同，但所有人工濕地核心都是利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)與生物的協(xié)同作用降解污染物，主要作用機(jī)理包括吸附、截留、過濾、微生物降解、植物吸收等。國內(nèi)外的研究和應(yīng)用表明，人工濕地在凈化污水方面具有良好的效果，對有機(jī)污染物的去除率達(dá)到80％以上，但受人工濕地類型、濕地介質(zhì)、植物種類、運(yùn)行方式等影響，人工濕地對氮、磷的去除率差異較大，如對氮的去除率為3％-98％，磷的去除率則為25％-98％之間。通常來說，常規(guī)的人工濕地對氮、磷的去除效果較差，只有通過一些強(qiáng)化處理措施，如添加具有吸附作用的沸石、高爐渣、粉煤灰等介質(zhì)，增加厭缺氧預(yù)處理設(shè)施等，人工濕地才具有較好的脫氮除磷效果。此外，應(yīng)用實(shí)踐證明，人工濕地在運(yùn)行過程中會因?yàn)槎氯冉档推涮幚硇Чａ槍θ斯竦孛摰仔Ч睢⒁锥氯热秉c(diǎn)，研究人員開了多種技術(shù)，如“一種提高潛流式人工濕地脫氮效率的方法及其系統(tǒng)”(201110087030.7)、“人工濕地的防堵塞方法及其裝置”(201110032164.9)、“可避免潛流人工濕地填料淤塞的污水處理方法及其設(shè)施”(200710124692.0)等。這些專利技術(shù)在一定程度上解決了人工濕地現(xiàn)存的問題和缺點(diǎn)，但這些措施在一定程度上增加了設(shè)施投資或使得管理操作復(fù)雜等缺點(diǎn)。因此有必要開發(fā)一種新的人工濕地構(gòu)建技術(shù)和運(yùn)行方法，來減少人工濕地堵塞可能，并盡可能提高人工濕地的脫氮除磷的效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種可以減少人工濕地堵塞，同時(shí)提高人工濕地脫氮除磷效果的人工濕地系統(tǒng)及其應(yīng)用。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種人工濕地系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括濕地主體、隔墻、進(jìn)水管、出水管、布集水管及可調(diào)出水堰，所述的隔墻設(shè)有兩個(gè)，兩個(gè)隔墻布設(shè)在濕地主體的內(nèi)部，并將濕地主體從上到下分為上側(cè)好氧區(qū)、厭缺氧區(qū)及下側(cè)好氧區(qū)，所述的上側(cè)好氧區(qū)與下側(cè)好氧區(qū)的一側(cè)均同時(shí)設(shè)有進(jìn)水管與出水管，所述的布集水管設(shè)在上側(cè)好氧區(qū)與下側(cè)好氧區(qū)的兩側(cè)，其中未設(shè)有進(jìn)水管或出水管一側(cè)的布集水管貫通連入?yún)捜毖鯀^(qū)，所述的可調(diào)出水堰設(shè)在上側(cè)好氧區(qū)與下側(cè)好氧區(qū)設(shè)有進(jìn)水管或出水管一側(cè)的布集水管的內(nèi)側(cè)。

該系統(tǒng)為同側(cè)進(jìn)出水人工濕地系統(tǒng)，所述的厭缺氧區(qū)的一側(cè)設(shè)有進(jìn)水管，其中，上側(cè)好氧區(qū)、厭缺氧區(qū)與下側(cè)好氧區(qū)的進(jìn)水管均設(shè)在同側(cè)，所述的厭缺氧區(qū)的內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)流墻，厭缺氧區(qū)設(shè)有進(jìn)水管的一側(cè)設(shè)有連通該導(dǎo)流墻兩側(cè)的布集水管。

所述的上側(cè)好氧區(qū)與下側(cè)好氧區(qū)的進(jìn)水管或出水管設(shè)在異側(cè)，所述的厭缺氧區(qū)的兩側(cè)均設(shè)有進(jìn)水管。

所述的厭缺氧區(qū)的面積占濕地主體面積的1/4～1/3。

所述的上側(cè)好氧區(qū)與下側(cè)好氧區(qū)的面積相同。

所述的厭缺氧區(qū)采用潛流式人工濕地。

所述的上側(cè)好氧區(qū)與下側(cè)好氧區(qū)采用潛流式人工濕地或表面流人工濕地。

同時(shí)對于面積較大的人工濕地，為了保證良好的內(nèi)部水力流態(tài)，所述的上側(cè)好氧區(qū)或下側(cè)好氧區(qū)內(nèi)也可以設(shè)有導(dǎo)流墻。導(dǎo)流墻的作用是為了防止人工濕地內(nèi)的短流。

一種人工濕地系統(tǒng)的應(yīng)用，該應(yīng)用依次包括以下步驟：

(1)80％～85％的待處理污水從上側(cè)好氧區(qū)的進(jìn)水管進(jìn)入濕地主體，通過上側(cè)好氧區(qū)的處理后，與從厭缺氧區(qū)的進(jìn)水管進(jìn)入濕地主體的另外15％～20％的待處理污水混合，然后一起流經(jīng)厭缺氧區(qū)及下側(cè)好氧區(qū)，從下側(cè)好氧區(qū)的可調(diào)出水堰及出水管流出；

(2)步驟(1)的進(jìn)水過程經(jīng)過2倍的人工濕地水力停留時(shí)間后，關(guān)閉上側(cè)好氧區(qū)的進(jìn)水管，所有的污水均從厭缺氧區(qū)的進(jìn)水管進(jìn)入，進(jìn)水時(shí)間為1/3人工濕地水力停留時(shí)間；

(3)開啟下側(cè)好氧區(qū)的進(jìn)水管，調(diào)節(jié)厭缺氧區(qū)的進(jìn)水管的進(jìn)水量，使80％～85％的待處理污水從下側(cè)好氧區(qū)的進(jìn)水管進(jìn)入濕地主體，通過下側(cè)好氧區(qū)的處理后，與從厭缺氧區(qū)的進(jìn)水管進(jìn)入濕地主體的另外15％～20％的待處理污水混合，然后一起流經(jīng)厭缺氧區(qū)及上側(cè)好氧區(qū)，從上側(cè)好氧區(qū)的可調(diào)出水堰及出水管流出。