[发明专利]基于太阳能的多级串联人工湿地污水处理系统及其方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种基于太阳能的多级串联人工湿地污水处理系统及其方法。

背景技术

我国农村人口数量庞大，农村的生活环境和质量很大程度上体现了我国经济发展的整体水平。随着国家环保政策的实施，居民生活水平和环保意识的不断提高，目前很多农村正在大力推进污水处理项目的建设，以保护和改善农村环境。越来越多的技术被应用于农村污水处理，主要有厌氧沼气池技术、稳定塘技术、土壤渗滤技术和人工湿地技术等。

我国农村生活污水大部分采用的是沼气池简单处理直接排放，对环境造成严重危害。一些无动力的污水处理池，即大型的沼气池，厌氧预处理+人工湿地技术在农村生活污水处理中也得到很好的利用，但是处理出水仍难以达标，产生的臭气也使人望而却步。一些常规微动力污水处理技术不仅需要用电，还需要人员管理和维护，在农村并不适用，有的设施甚至成为摆设。考虑到无动力的污水处理设施难以达到排放标准，而一些用电的微动力污水处理设施又耗电严重，需要市电供应，在经济不发达、供电困难的农村难以大规模推广应用，运行成本偏高且存在恶臭污染等缺陷，提供一种节能、经济的农村微动力污水处理系统迫在眉睫，利用太阳能发电为污水处理设备提供所需的电力，具有永久性、清洁性、经济性以及普遍性等优点。太阳能作为全世界应用最为广泛的新能源，用于污水处理更是体现了环保的概念。考虑到一些地区光照不足以及夜间污水处理效果不佳等现状，同时设置了市电补给及并网系统，不仅保证了特殊环境下污水处理系统的正常运行，还一定程度上节约了市电消耗。

复合人工湿地具有基建投资小、污染去除效率高、布置灵活和运行维护管理方便等优点，十分适用于农村污水净化处理。农村地区地势开阔、太阳能资源丰富且便于利用，将成熟的太阳能技术耦合入人工湿地净化系统，设计出基于大自然节律变化的太阳能人工湿地系统，既能解决湿地运行中的能源供给，还能利用太阳能光伏产热和发电曝气，改善人工湿地低温季节运行效率低下、填料易堵塞和溶解氧供给率低等不足。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，并提供一种利用太阳能作为供能装置的人工湿地污水处理系统及其方法。

基于太阳能的多级串联人工湿地污水处理系统包括A²/O处理装置和人工湿地处理系统，A²/O处理装置和人工湿地处理系统串联设置，对污水进行多级处理；所述的人工湿地处理系统设置在棚式薄膜光伏太阳能温室中，棚式薄膜光伏太阳能温室的顶部外表面敷设非晶硅薄膜式太阳能电池板，非晶硅薄膜式太阳能电池板通过太阳能控制器与蓄电池相连，多级串联人工湿地污水处理系统通过蓄电池进行供电。

所述的A²/O处理装置的池体采用多个A²/O一体化设备罐按照A²/O工艺的处理流程进行组装而成，并设置回流管道，A²/O一体化设备罐采用PE材质，A²/O一体化设备罐的PE罐体外表面为波纹状罐壁，波纹状罐壁上水平环绕有多个凸起结构。

所述的A²/O一体化设备罐中作为好氧池和厌氧池的罐体内设置固定床填料，固定床填料采用中空的网状塑料筒叠加而成。

所述的A²/O一体化设备罐顶部设有可打开式罐盖，侧壁设有污水流动管道；所述的多个A²/O一体化设备罐中作为好氧池的A²/O一体化设备罐罐体内底部还设有管式曝气器，管式曝气器采用聚氨酯管式曝气器。

所述的非晶硅薄膜式太阳能电池板上安装有角度调节装置，所述的角度调节机构装置包括提升杆电机和太阳能电动提升杆，太阳能电动提升杆设置在非晶硅薄膜式太阳能电池板一端，太阳能电动提升杆与非晶硅薄膜式太阳能电池板连接的一端设有提升杆伸缩节，太阳能电动提升杆底部设有提升杆电机，提升杆电机通过驱动提升杆伸缩节的伸长或缩短来控制太阳能电动提升杆的长度。

所述的人工湿地处理系统由垂直流人工湿地和水平流人工湿地串联而成，垂直流人工湿地和水平流人工湿地底部填料层从上到下依次为砂土层、砂石层、混合基质层和砾石层，其中砂石层中设有固定化微生物层，混合基质层中设有发热恒温棒和穿孔曝气管，穿孔曝气管和管式曝气器均与曝气鼓风机相连；水平流人工湿地通过出水井和水位调节箱相连。

所述的棚式薄膜光伏太阳能温室中还设有喷淋装置和通风装置，喷淋装置和通风装置通过温控开关与蓄电池相连。

所述的蓄电池同时与市电系统构成光电互补系统，相互作为补充供能。