[发明专利]竹炭复合填料生物防堵型生活污水深度处理人工湿地系统

说明书

技术领域

本发明属于环境工程污水处理技术领域，涉及一种强化生物、生态作用的农村生活污水高效深度的竹炭复合填料生物防堵型生活污水深度处理人工湿地系统。

背景技术

人工湿地是20世纪70年代发展起来的一种新型污水处理工艺，通过湿地基质、湿地植物及微生物的协同作用，实现对污染物的高效去除。人工湿地具有处理效果好、建设运行费用低，维护管理方便等优点，因而被广泛应用到生活污水、工业废水、地表污染水等的处理。

人工湿地是由湿地基质、湿地植物和湿地微生物组成的复杂生态系统。湿地基质为湿地微生物附着提供了载体，其特性对湿地微生物种类和数量具有重要影响；同时湿地基质种类、理化特性对污染物的去除能力也会产生巨大影响。

湿地微生物在人工湿地有机物及氮的去除中起到决定性的作用；湿地植物的吸收是氮、磷去除的重要途径，其对氮、磷吸收能力与植物种类及植物生物量密切相关，对某种湿地植物而言，氮、磷去除效率与植物生物量成正相关。因此，调控湿地基质微生物种类及数量，提高湿地植物生物量，是提高湿地净化效果的有效途径。

传统人工湿地基质主要有土壤、石英砂和砾石等，在具体人工湿地中，基质往往比较单一。在污水处理过程中因基质上生长的微生物膜增厚、腐烂的植物根系的积累，再加上污水中的一些悬浮物导致填料堵塞，影响湿地处理效率，破坏其运行稳定性，是人工湿地运行管理中亟待解决的共性问题。

生物炭通常指由木材、农业废弃物、植物枯枝落叶等生物质在缺氧和温度低于700℃条件下热解形成的多孔炭材料。由于该物质在自然环境中能稳定存在数千年或更长时间，具有很大的“固碳”潜力，从而缓解全球气候变暖、增加陆地“碳汇”。同时生物炭对土壤理化及生物学特性具有调节作用，可促进植物根系生长、发育，增强植物对氮、磷的吸收利用效率，提高土壤中微生物活性。因此，生物炭被逐渐应用在生态环境污染治理，产生良好的生态效益和环保效应。

目前，本领域技术人员致力于开发一种竹炭复合填料生物防堵型生活污水深度处理人工湿地系统。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的技术目的在于提供了一种增强微生物和植物作用，解决人工湿地堵塞问题的竹炭复合填料生物防堵型生活污水深度处理人工湿地系统。

为实现上述技术目的，本发明提供了一种竹炭复合填料生物防堵型生活污水深度处理人工湿地系统，所述竹炭复合填料生物防堵型生活污水深度处理人工湿地系统包括人工湿地池体、穿孔排水收集管和填料层，所述填料层垂直方向由上到下依次为植物基质填料层和生物填料层两层，所述植物基质填料层和生物填料层之间设置有钢混结构的渗滤板；所述植物基质填料层由上到下依次设置有配水总管、湿地植物、植物基质层、第二砾石层和土工布，所述人工湿地池体在靠近所述植物基质层的位置的侧壁上设置有进水配水槽和设置在所述进水配水槽上的进水总管，所述进水总管与配水总管相连通；所述生物填料层由上到下依次设置有复合生物填料层、均质砂层和第一砾石层；所述人工湿地池体的底部设置有穿孔排水收集管，所述穿孔排水收集管与出水槽、出水总管依次相连接。

进一步地，所述人工湿地采用钢筋混凝土结构，人工湿地池体内部侧壁和底部均设置防渗层，所述湿地植物为黄昌蒲；所述的植物基质层由竹炭、壤土、砂砾按一定比例混合而成。

进一步地，所述的植物基质层由按质量百分比含量的如下组分组成：

竹炭5-10％，

壤土20-25％，

石英砂65-75％。

更进一步地，所述的植物基质层的厚度为35cm，所述第二砾石层的厚度为5-10cm。

进一步地，所述植物基质层的竹炭、壤土和石英砂的粒径为3-5mm，所述第二砾石层的砾石粒径为5-10mm。

进一步地，所述土工布为透水型土工布，所述渗滤板的渗滤孔直径为2cm，所述渗滤板的孔间隔距离为5cm，所述渗滤板的厚度为5-10cm。

更进一步地，所述生物填料层的厚度为120cm，其中复合生物填料层的厚度为40cm，所述均质砂层的厚度为50cm，所述第一砾石层的厚度为30cm；所述均质砂层的砂粒的粒径为5-8mm，所述第一砾石层的粒径为10-25mm。

进一步地，所述生物填料层内的复合填料由悬浮球生物填料内部填充K1型有机合成流化床填料和陶粒填料复合而成，K1型有机合成流化床填料和陶粒填料在悬浮球生物填料内的填充度为70-80％。

进一步地，所述悬浮球生物填料的直径为8cm，K1型流化床有机合成填料和陶粒填料的直径均为1cm，K1型流化床有机合成填料与悬浮球生物填料各占50％。