[发明专利]一种水平流和垂直流一体化人工湿地及其运行方法

说明书

本发明公开了一种水平流和垂直流一体化人工湿地及其运行方法，属于污水处理领域。它包括进水厌氧渗滤调节池、水平潜流人工湿地、垂直流人工湿地和出水除磷脱氮池，进水厌氧渗滤调节池被厌氧渗滤层I垂直分割成调节池I和调节池II两部分，出水除磷脱氮池被厌氧渗滤层II垂直分割成出水池I和出水池II两部分；调节池I的侧面设置有进水管I，调节池II通过进水管II与水平潜流人工湿地连接，水平潜流人工湿地通过出水管I与出水池I连接，出水池II内设置回流泵。本方法解决了传统人工湿地易堵塞的问题；将水平流人工湿地与垂直流人工湿地竖向叠加解决了潜流式水平流人工湿地富氧的问题，还提高了复合人工湿地整体的污染物去除率。

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种水平流和垂直流一体化人工湿地及其运行方法。

背景技术

人工湿地是由人工建造和控制运行的与天然湿地功能相似的污水处理技术。当污水投配到人工构建的湿地上时，污水在沿一定方向流过湿地的过程中，主要利用人工填充介质及附着生长的微生物、植物根系吸收以及根际微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。它是一个综合的人工强化生态处理系统，它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，促进废水中污染物质截留、吸附、积累以及生物降解的生态过程。

人工湿地去除的污染物范围广泛，包括氮、磷、SS、有机物、微量元素、病原体等。有关研究结果表明，在进水浓度较低的条件下，人工湿地对BOD₅的去除率可达85％-95％，COD去除率可达80％以上，处理出水中BOD₅的浓度在10mg/L左右，SS小于20mg/L。废水中大部分有机物作为异养微生物的有机养分，最终被转化为微生物体、CO₂和H₂O。

国内外学者从工程设计的角度出发，按照系统布水方式的不同或水在系统中流动方式的不同将人工湿地划分为以下几种类型：表面流人工湿地、潜流人工湿地和垂直流人工湿地。

表面流人工湿地(Surface Flow Constructed Wetland)，是一种污水从湿地表面漫流而过的长方形构筑物，结构简单，工程造价低；但由于污水在填料表面漫流，易滋生蚊蝇，对周围环境会产生不良影响，而且其处理效率较低。水深一般0.3～0.5米，水流呈推流式前进。近水面部分为好氧生物区，较深部分及底部通常为厌氧生物区。表面流人工湿地中氧的来源主要依靠水体表面扩散、植物根系的传输和植物的光合作用，但氧传质效率较低。

潜流人工湿地(Subsurface Flow Constructed Wetland)，污水在填料缝隙之间渗流，一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的根系及表层土和填料截留等作用，以提高其处理效果和处理能力；另一方面由于水流在地表以下流动，具有保温性能好、处理效果受气候影响小、卫生条件较好的特点，故被广泛采用。与表面流人工湿地相比，水平潜流人工湿地的水力负荷大，对BOD₅、COD、SS、TP、TN、藻类、石油类等有显著的去除效率。潜流湿地一般设计成有一定底面坡降的、长宽比大于3且长大于20m的构筑物，污水流程较长，有利于硝化和反硝化作用的发生，脱氮效果较好。但由于污水与空气接触面积变小，充氧效率较差，污染物去除效率不高。