[实用新型]一种适于低温运行的人工湿地系统

说明书

技术领域

本发明属于人工湿地处理领域，具体地说，涉及一种适于低温运行的人工湿地系统，更具体地说，涉及一种采用新型特殊保温材料并且利用其作为低温运行保温层的人工湿地以及深度处理污水的工艺，并且优化了人工湿地系统单元的配置，适于在冬季气候寒冷、冰冻期较长的地区使用，且净化效果良好。 

背景技术

人工湿地污水处理技术是20世纪70年代兴起的一种污水生态处理技术，其具有投资少、运行费用低、管理方便、无二次污染等优点，近年来已成功用于生活污水、农村点源和面源污染、暴雨径流、以及湖泊富营养化等方面的治理，并取得了显著的成效。人工湿地根据水流方式可以分为：自由表面流人工湿地(SFW)，水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。20世纪初，人们就开始尝试使用人工湿地进行污水处理，直到20世纪七十年代，世界各国才普遍接受人工湿地污水处理方法，并大量应用在工程实践和实验室研究中。我国自“七五”期间开始人工湿地的研究，各科研院所和单位都在该领域取得了一定的成果，各地建设了各种类型的人工湿地系统，有些运转正常，出水效果良好，也有一些不能达到设计的运行年限和处理效果，还需进一步改进和研究。 

关于人工湿地系统的研究，多集中在湿地构造、填充物、布水方式、氧气供给和植物配置上。污水中要去除的污染物成分，决定填充物的不同成分和构造。另外，人工湿地在长江以南发展较快，南方常年平均气温较高，适于湿地中的植物和微生物的生长，污水净化效果更好；北方冬季气温过低，湿地中的植物进入了枯萎期，微生物活性降低，造成人工湿地在北方应用效果差，冬季无法正常运行。人工湿地对污染物的去除受环境，特别是温度的影响较大。王世和等人研究发现冬季人工湿地对TP的去除率比夏季低15％左右。申欢等人研究发现在采用潜流式人工湿地净化景观水体水质的示范工程中冬季湿地对TP和TN的平均去除率比夏季分别降低34％和27％。华莱士等人认为温度过低不仅会影响人工湿地对污染物的处理效果，还可能造成填料层冻结、床体缺氧、管道破裂等多种不利后果，这些都限制了人工湿地在寒冷地区冬季的应用。目前关于湿地保温的研究比较落后，尽管研究了各种措施都没能取得特别理想的效果。 

目前，众多保温材料仍无法做到节能与防火兼备。保温材料仍以有机保温材料为主，其防火性能较差，存在很大的安全隐患。路国忠等研究发现外保温工程所使用的有机保温材料 本身的材料性能不能满足现有产品标准的阻燃性指标要求，尤其是挤塑聚苯乙烯(XPS，简称“挤塑板”)保温板。 

同时，人工湿地是一种净化污水的新方法，仍处于探索阶段，有关大规模湿地建造和运行方面的数据不足，系统设计构造、建造材料选取和效果估算等方面还有待进一步研究。目前的设计基本是凭借经验，针对性较小。基质包括有天然材料和人工发明的材料。不同基质的去污效果以及有针对性材料的发明还有待进一步研究。目前的设计在确定水流方式时，单纯地选择3种传统的水流方式(表面流、水平潜流和垂直流)或将其串、并联，对传统水流方式的改进设计还较少。人工湿地从结构上划分只是单纯地依据单一成分，如水流、植物等，以整体结构为依据还没有统一的划分标准，需整合分散的不同类型的要素，探讨出统一的结构划分标准，以便更好地服务于人工湿地结构设计。因此，对于择优最终的人工湿地工程还需综合各方面的因素，以便人工湿地工程更好地为人类服务。 

发明内容

1.发明要解决的技术问题 

针对现有技术中无动力厌氧生物处理、土地渗滤、人工湿地等分散式污水处理技术大多存在冬季氮磷去除效果差这一关键共性问题，以及低温条件下污水处理技术不足的问题，提供一种适于低温运行的人工湿地系统，由调节池、缺氧水平潜流人工湿地、厌氧水平潜流人工湿地、好氧垂直流人工湿地、新型隔热保温材料、磷吸附池、水泵、含自吸式虹吸管的集水池及布水管道组成的适合低温地区的污水处理系统，具有低温条件下处理效率高、运行费用低、管理简单和景观化等特点。 

2.技术方案 

本发明的目的通过以下技术方案来实现。 

一种适于低温运行的人工湿地系统，包括调节池、水泵和集水池，还包括缺氧水平潜流人工湿地、厌氧水平潜流人工湿地、好氧垂直流人工湿地和垂直流人工湿地，所述的人工湿地工艺系统中缺氧水平潜流人工湿地、厌氧水平潜流人工湿地、好氧垂直流人工湿地以及垂直流人工湿地的有效反应容积相等，且自左至右各个池子依次之间的高度差是10～50cm；