[发明专利]适用于污水厂外排尾水的复合垂直流人工湿地净化系统

说明书

本发明涉及适用于污水厂外排尾水的复合垂直流人工湿地净化系统，技术方案是，基质床体内自上而下沿竖向分别铺设有米石层、硫磺层和石灰石层，构成净化基质，净化基质上均布有伸入石灰石层的通气管，通气管上均布有内外贯通的通气孔，基质床体内设置有分隔墙，分隔墙将基质床体的内腔隔置成互不导通的上行流床体腔和下行流床体腔，上行流床体腔的底部铺设有进水管，下行流床体腔的底部铺设有收水管，分隔墙上部装有两端密封且两端分别水平伸入上行流床体腔和下行流床体腔的米石层内的收水‑布水管,本发明将硫磺层、石灰石层等基质材料应用于湿地构建当中，硫单质有利于水体中氮的脱除，湿地系统对污水处理外排尾水TN的去除率在90％以上。

技术领域

本发明涉及一种污水厂外排尾水的生态净化系统，特别是一种适用于污水厂外排尾水的复合垂直流人工湿地净化系统。

背景技术

当前，我国水环境污染问题较为严重，水资源短缺、环境流量不足、河流水质差是我国水环境面临的严峻问题。以河南省为例，河南省辖淮河、海河、黄河3个流域53条主要河流中，有35条无源头水，河道中基本上是污水厂处理后的城市污水和工业废水，即使污水处理厂执行最严格的污水排放标准(《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准)也难以满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)V类标准，碳氮比低是污水处理厂外排尾水的显著特点，尤其是污水中氮磷污染物的去除是污水处理的难题；再加上河道上修筑闸坝、裁弯取直等人工改造措施，日积月累，致使河流富营养化问题凸显、自净能力弱。

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。人工湿地分为表面流湿地、水平潜流湿地、垂直流湿地三种类型，结合我国污水厂外排尾水水质、土地利用率高的现状，污染负荷高、占地面积小的垂直流人工湿地备受青睐。但是垂直流人工湿地在实际应用过程中也暴露出了很多问题，如易受气候条件和温度的影响(冬季气温低，植物枯萎，微生物活性降低，造成处理效果差)，基质易饱和堵塞，去污功能单一，运行管理不合理等，这些问题在一定程度上限制了垂直流人工湿地的推广应用。

目前，国内外虽然在垂直流人工湿地的构造、基质组配、布水方式、复氧方式、植物配置、保温措施等方面开展了大量的研究，但是仍有许多待解决问题，如根据水质状况适时调整污水在湿地床内的水力停留时间和水位、提升同步脱氮除磷净化效果、保障低温季节处理效果等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述污水处理厂外排尾水碳氮比低、湿地同步脱氮除磷能力低、冬季净污效果差等共性问题，提供一种结构设计合理、布水收水均匀、同步脱氮除磷能力强和冬季运行效果好的复合垂直流人工湿地系统，该系统的基质配置与铺设可以显著提高垂直流湿地系统的脱氮除磷能力，进水和收水系统可以调节系统水力停留时间和水位，从而保证污水净化效果，并且运行维护简单。

本发明解决的技术方案是，一种适用于污水厂外排尾水的复合垂直流人工湿地净化系统，包括进水渠、收水渠和基质床体，基质床体内自上而下沿竖向分别铺设有米石层、硫磺层和石灰石层，构成净化基质，净化基质上均布有伸入石灰石层的通气管，通气管上均布有内外贯通的通气孔，基质床体内设置有分隔墙，分隔墙将基质床体的内腔隔置成互不导通的上行流床体腔和下行流床体腔，上行流床体腔的底部铺设有进水管，进水管呈一端开口、一端密封，其开口端伸入进水渠，位于上行流床体腔内的进水管上均布有内外贯通的布水孔，下行流床体腔的底部铺设有收水管，呈一端开口、一端密封，其开口端伸入收水渠，位于下行流床体腔内的收水管上均布有内外贯通的收水孔，分隔墙上部装有两端密封且两端分别水平伸入上行流床体腔和下行流床体腔的米石层内的收水-布水管,伸入部分的收水-布水管上均布有内外贯通的收水-布水孔，伸入上行流床体腔部分的收水-布水管与进水管相对应，构成上行流导流净化结构，伸入下行流床体腔部分的收水-布水管与收水管相对应，构成下行流导流净化结构。