[实用新型]一种修复微污染水体的潜流人工湿地系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种修复污染水体的“芦竹—页岩砖”改进型潜流人工湿地系统，本系统特别适用于无能耗低成本的微污染水体修复，属于市政与环保工程领域。

背景技术

微污染水源水是指受到有机物污染, 部分水质指标超过《地表水环境质量标准》( GB3838-2002) Ⅲ类水体标准的水体。微污染水一般是由于工业、农业和生活等方面产生的污水未经适当处理，直接排入供水水源导致的。微污染水主要含有颗粒物、微量有机物、农药、氨氮等有害污染物。微污染水中的微污染物质具有污染范围大、影响范围广的特点，可直接通过生态系统的生物链进行富集。随着工业的迅速发展，微污染水源水污染日益严重，有害物质逐年增多，尤其是近年来水源水体的富营养化现象不断加重，水体中有机物种类和数量激增以及藻类大量繁殖，严重威胁人体健康。

目前，微污染水体的修复方法主要分为物理方法、化学方法和生物－生态方法。常用的物理方法有：①冲刷/稀释；②曝气复氧；③机械除藻；④疏浚底泥。化学方法有：①化学沉淀法；②钝化法；③酸碱中和；④化学除藻等。生物－生态法有：①植被群落恢复；②生物操控等。目前，国内外对微污染水体的修复技术主要集中在生物—生态修复，主要技术包括平板膜—生物反应器净化法、流化床预处理工艺、弹性填料生物接触氧化技术、固定化微生物处理技术、人工湿地处理技术等。

人工湿地处理方法作为一种近自然生态的处理方法，其研究和应用近年来在国内外日益受到重视，其突出特点是操作管理方便，无能耗，费用低，且净化效果较好。近几年人工湿地逐渐被用于处理微污染水体。

但人工湿地对微污染水体的处理存在一些不足：①水力负荷低：在高水力负荷下，人工湿地对污染物的去除效果十分有限，一般而言为达到较好的处理效果，应保持较低的水力负荷。②氮磷污染物去除率低：目前大部分处理微污染水体的人工湿地采用美人蕉、芦苇、菖蒲等作为湿地植物，采用碎石、卵石、砾石等作为湿地填料，氮磷污染物去除率较低，平均为30%~50%。③湿地植物需要收割：美人蕉、芦苇和菖蒲等湿地植物在冬季均会枯萎衰败，不仅需要及时收割防止植物在湿地中腐烂，释放氮磷等营养物质，而且污染物去除率也会随着植物活性的下降而降低。④填料易饱和：碎石、卵石和砾石等湿地填料饱和吸附量较低，其表面光滑的特性不利于微生物的附着和生长。⑤易堵塞：由于人工湿地中装填了大量填料，在拦截颗粒污染物，为微生物提供生长载体的同时，填料的空隙不断被颗粒物堵塞。因此，大量研究结果发现，在运行初期人工湿地的处理效果往往较高，而随着处理时间的增长，处理效果逐渐下降。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种氮磷去除率高、抗冲击负荷能力强、不易堵塞的修复微污染水体的潜流人工湿地系统。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种修复微污染水体的潜流人工湿地系统，它主要由第一级水处理区、第二级水处理区和第三级水处理区构成，第一级水处理区为进水区，进水区下部收口形成集砂斗，集砂斗以上的部分为沉砂区，沉砂区上设有进水管；第二级水处理区为湿地床，湿地床主要由填料和水生植物构成，水生植物为芦竹，栽种密度为10~20株/m²；填料由上层填料和下层填料构成，上层填料为砾石，砾石粒径为5~10mm；下层填料为页岩砖，页岩砖粒径为10~60mm，水生植物的根系生长于上层填料中；第三级水处理区为出水区，在第三级水处理区的底部设有排水管；第一级水处理区和第二级水处理区之间通过两者的公共墙上的过水孔连通，第二级水处理区和第三级水处理区之间通过两者的公共墙上的过水孔连通。

所述第二级水处理区横截面为矩形，长宽比为3~4：1，底部沿水流方向有1%~2%向下的坡度。

所述上层填料高度为0.1~0.2 m，下层填料高度为0.5~0.8m。

所述页岩砖粒径为40~60mm或20~40mm或10~20mm，也可由下至上依次由粒径为40~60mm的大粒径页岩砖、20~40mm的中粒径页岩砖和10~20mm的小粒径页岩砖构成。

相比现有技术，本实用新型具有以下优点：

(1) 无能耗、不易堵塞。

由于芦竹湿地池底设有坡度，微污染水体靠重力流的方式进入系统处理后排放，湿地阻力小，不需采用推流、搅拌等设备，无能耗。芦竹湿地采用进水区和湿地床结合的方式，受污染水体中颗粒性污染物先经进水区沉砂后进入湿地床处理，减少了进入湿地床的颗粒性物质，而湿地床中的填料结合不同的水质设置单一粒径或组合粒径的页岩砖，使湿地床不易堵塞，进而延长湿地寿命。