[实用新型]地热自暖水平潜流人工湿地污水处理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及污水生态处理技术领域，具体涉及一种寒冷地区地热自暖的水平潜流人工湿地污水高效处理系统，适用于寒冷地区冬季污水的净化处理。

背景技术

人工湿地是一种新兴的污水生态处理技术，能同时利用填料基质的吸附沉淀，微生物、湿地植物的一系列物、化、生反应来实现对污水的净化，同时具有效率高、成本低、易于管理等特点，且具有一定的生态景观价值，特别适用于农村生活污水、畜禽养殖废水、部分工业废水的集中式净化处理，在国内的应用前景十分广泛。

然而，我国大部分地区属于大陆性季风气候，冬季寒冷，气温较低。利用人工湿地技术进行污水处理，往往因为温度过低，湿地植物和基质微生物的生理活性受到抑制，代谢缓慢，影响处理效果。相关研究表明，人工湿地中硝化－反硝化过程在20℃以上才能发挥较好的脱氮净化效果，在低温状态下，人工湿地的处理效果平均降低30％左右，夏季和冬季的处理效果差别甚大。可见，人工湿地冬季处理效果大幅降低，十分不理想。

目前，已有部分手段提升冬季人工湿地温度的措施，主要包括：铺设地膜，收割植物厌氧发酵供热，冰层－空气层阻隔等方法。这些方法在人工湿地保温效果上并不理想，成本耗费高，管理复杂，在可操作性，稳定性，实用性等方面存在一定缺陷。目前，寒冷地区冬季人工湿地保温措施的研究，仍是一大难点。

人工湿地保温的直接有效方法是对湿地床体进行加热，稳定可靠，易于控制。但是此种方法会消耗大量能源，大大提高处理成本。根据我国的气候特点和地质特点，利用浅层地热能源(如地下水、土壤等的能量)，通过输入少量电能，实现由低品位热能向高品位热能转移。通常消耗1kWh的能量，可以得到4kWh以上的热量。我国地热资源丰富，地热的温度全年稳定，维持在10～25℃之间，基本满足硝化-反硝化过程的条件。在冬季，把地能中的热量提取出来，供给人工湿地床是一个十分有效的方法。该方法具有设备投资、维护成本低，无需锅炉等大型设备；控制运行简单，稳定性较好，无需人员看守等特点。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种冬季提高人工湿地基质床温度的水平潜流人工湿地，解决人工湿地冬季运行处理效果差的问题，提高人工湿地的净水效果。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种地热自暖水平潜流人工湿地污水处理系统，其特征在于：包括保温湿地床，保温湿地床中分布有至少两组循环式地热供暖组件，保温湿地床两侧分别连接地埋式保温多孔布水组件和多孔出流组件；保温湿地床底部和四壁铺设隔热石板，保温湿地床底部的隔热石板上布置填料，填料中种植有耐寒湿地植物。

优选地，所述隔热石板均匀铺设于保温湿地床底部与垂向的四个壁面，保温湿地床底部的隔热石板上从下至上依次填充粗制多孔蛭石、细砾石、细质多孔蛭石、湿地植物残体；所述隔热石板为岩棉板，隔热石板平均厚度10cm～15cm，隔热石板孔隙率30％～35％；所述粗制多孔蛭石的层高占保温湿地床高度的28％～32％，粗制多孔蛭石孔隙率65％～75％，粗制多孔蛭石粒径4cm～5cm；所述细砾石的层高占保温湿地床高度的28％～32％，细砾石粒径2cm～4cm；所述细质多孔蛭石的层高占保温湿地床高度的20％～25％，细质多孔蛭石孔隙率65％～75％，细质多孔蛭石粒径2cm～3cm。

优选地，所述湿地植物残体为夏秋季收割的耐寒湿地植物的残体，所述湿地植物残体层高为5cm～8cm；所述耐寒湿地植物为湿地木槿、芦苇或夹竹桃，所述耐寒湿地植物种植密度为3株／m²～5株／m²。

优选地，所述循环式地热供暖组件包括恒流水泵，恒流水泵与防锈金属导热管和流量控制器相连，防锈金属导热管内填充冷却液，防锈金属导热管外包裹导热管隔温层；所述循环式地热供暖组件个数为2套～3套。

优选地，所述防锈金属导热管为防锈金属管或PVC管，防锈金属导热管的内径为25cm～30cm；防锈金属导热管取热段地下埋深50m～70m，防锈金属导热管供热段横向插入保温湿地床底部以上2m～2.5m处并以环状形式铺设。

优选地，所述冷却液为质量浓度为15％～18％氯化钠或氯化钙的水溶液。

优选地，所述导热管隔温层为岩棉，所述导热管隔温层厚度3～5cm。

优选地，所述地埋式保温多孔布水组件包括隔温原水箱，隔温原水箱与流量计和流量控制阀相连，流量控制阀与输水管相连，输水管与穿孔布水管相连。