污水处理组合湿地系统及其污水处理工艺

摘要

本发明涉及污水处理组合湿地系统及其污水处理工艺，其污水处理组合湿地系统是将生物调节池与好氧降解与微生物培养池通过管道联接，好氧降解与微生物培养池与人工潜流湿地单元通过导流渠联接，人工潜流湿地单元与人工表流湿地单元直接界面联接，生物调节池有污水进口，人工表流湿地单元有净水出口，其污水处理工艺是：污水首先进入生物调节池，经过沉淀，生物吸收与转化后进入好氧降解与微生物培养池进行曝气反应，再通过人工潜流湿地的介质吸附和植物吸收，最后进入人工表流湿地，在水生动植物利用和自然沉淀过程中，污水被净化。该污水处理组合湿地系统及其污水处理工艺，可以高效、高质、稳定地处理污水，而且占地面积小，建设运行成本低，可广泛应用于城镇、江河、水库、湖泊、旅游度假区等点源污水处理。

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理系统及其处理工艺，特别是涉及一种以人工湿地为主体的生活污水处理系统及其处理工艺。

背景技术

现有的污水处理系统和方法多种多样，主要有化学方法、生物方法和生物化学方法及其采用这些方法建构的污水处理系统，其中，因地制宜采用生物方法建构污水处理系统进行点源处理已成为发展趋势。根据文献检索，暂未发现与本发明相同或相似的点源污水处理系统及其污水处理工艺，但发现了单独利用人工湿地处理污水的方法和装置，如武钢矿业公司大冶铁矿公开了《人工湿地种植木本植物处理污水的方法》的专利申请(专利申请号95112488.9)，华南农业大学公开了《生活污水垂直流-水平流复合人工湿地脱氧除磷方法》的专利申请(专利申请号200410027422.4)等，这些方法及装置可以处理污水，但它们或多或少存在下列不足：处理效率低，出水水质难达标，持续处理效果不稳定，占地面积大，受季节影响，低温处理效果差，建设运行成本较高等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足之处而提供一种可以高效、高质、稳定地处理污水而建设运行成本低的系统及其方法。

本发明的技术方案是：污水处理组合湿地系统是首先分别设计生物调节池，好氧降解与微生物培养池，人工潜流湿地单元和人工表流湿地单元，生物调节池与好氧降解与微生物培养池通过管道联接，好氧降解与微生物培养池与人工潜流湿地单元通过导流渠联接，人工潜流湿地单元与人工表流湿地单元直接界面联接，生物调节池有污水进口，人工表流湿地单元有净水出口。其中，生物调节池中在不同季节种植和引入了不同种类的水生动植物和微生物；好氧降解与微生物培养池用蛭石矿物作为生物膜载体，筛选驯化有效微生物群菌种，并在底部铺设一层蛭石矿物用以构建微生物和有机养分缓冲库。在好氧降解与微生物培养池采用生物膜筛选驯化获得的微生物菌种投放到生物调节池、人工潜流湿地单元和人工表流湿地单元。在人工潜流湿地单元从上至下分层铺设了细砂与红壤混合层、蛭石与细砂混合层、细砂和砾石层，随季节变化种植和引入了不同种类的动植物和微生物，人工表流湿地单元作为稳定水质单元，随季节变化种植和引入了不同种类的水生动植物和微生物；在人工潜流湿地单元与人工表流湿地单元的联接界面种植有不同种类的水生植物；其生物调节池、好氧降解与微生物培养池、人工潜流湿地单元、人工表流湿地单元的表面积比为：3-5∶1∶2-3∶8-12。

本发明的污水处理工艺是：污水首先进入生物调节池，经过沉淀，生物吸收与转化后进入好氧降解与微生物培养池进行曝气反应，再通过人工潜流湿地单元的介质吸附和植物吸收，最后进入人工表流湿地单元，在水生动植物利用与自然沉淀过程中，污水被净化。

本发明的有益效果：本发明由于将微生物群、动植物引入到生物调节池，强化了降解转化作用，由于好氧降解与微生物培养池筛选驯化有微生物群，这些微生物群又可扩散到生物调节池，人工潜流湿地单元和人工表流湿地单元，放大了微生物降解效应，而好氧降解将有机物转化为速效养分供人工潜流湿地单元、人工表流湿地单元植物生长，大大降低了它们的有机负荷和面积；人工潜流湿地单元又可有效载留无机和有机有毒物质，增强了去氮降磷效果，而人工表流湿地单元缓和和稳定了出水水质。本发明能高效、高质、稳定处理污水，且具有占地面积小，建设运行成本较低的优势。它可以广泛应用于城镇、江河、水库、湖泊、旅游度假区等生产生活的点源污水处理。

附图说明

图1是本发明的原理图。

具体实施方式：

图中：1、生物调节池；2、好氧降解与微生物培养池；3、人工潜流湿地单元；4、人工表流湿地单元；5、污水进口；6、净水出口；7、管道；8、导流渠；9、界面。

参照图1，生物调节池1与好氧降解与微生物培养池2通过管道7联接，好氧降解与微生物培养池2与人工潜流湿地单元3通过导流渠8联接，人工潜流湿地单元3与人工表流湿地单元4为界面9联接，生物调节池1有污水进口5，人工表流湿地单元4有净水出口6；在生物调节池1中种植和引入有凤眼莲、菖蒲、水芹菜、交白、满江红、浮萍、不同藻类、鲢鱼、鳝鱼、鳅鱼等水生动植物和在好氧降解池培养的微生物，在好氧降解与微生物培养池2底部铺设有一层30cm厚蛭石矿物用以构成微生物与有机养分缓冲库；人工潜流湿地单元3从上至下分层铺有40cm厚细砂和红壤混合层、40cm蛭石与细砂混合层、20cm细砂层、30cm砾石层，随季节变化种植和引入皇竹草、美人蕉、富贵竹、商陆、苎麻、杂交酸模、绣球花、姜荷花、芋头、艾叶、杨、柳、女贞、蚯蚓等动植物和在好氧降解池培养的微生物；在人工表流湿地单元4种植和引入有菖蒲、芦苇、苦草、竹眼子菜、水芹菜、交白、凤眼莲、睡蓮、野菱、水草、苔草、满江红、浮萍、藻类、草鱼、鲫鱼、黑鱼、鲢鱼、鳝鱼、鳅鱼、蝦类、蛙类等水生动植物和少量微生物菌；在人工潜流湿地单元3与人工表流湿地单元4的界面9种植有皇竹草、芦苇、水杉、水芹菜等植物。

污水首先进入生物调节池1，经过沉淀，生物吸收与转化后进入好氧降解与微生物培养池2进行曝气反应，然后通过人工潜流湿地单元3的介质吸附和植物吸收后，进入人工表流湿地单元4，在水生动植物的利用和自然沉淀的过程中，污水被净化。其中在好氧降解与微生物培养池2采用生物膜筛选驯化获得微生物菌种投放到生物调节池1，人工潜流湿地单元3，人工表流湿地单元4，投放比例为：85％∶10％∶5％。

根据实测，本发明的处理负荷范围与处理后出水指标如表1；建设设运行成本和用地面积如表2。

  指标  COD(mg/L)  BOD(mg/L)  TN(mg/L)  TP(mg/L)  进水  200--300  80--120  ＜100  ＜10  出水  ＜60  ＜20  ＜20  ＜1

                              表1

  项目  建设成本  (元/吨)  运行耗电  (元/吨)  管理维护  (元/吨)  运行合计  (元/吨)  用地面积  (平方米/吨)  300--500  ＜0.1  0.1  ＜0.2  1--2

                              表2