[发明专利]竖向流立体式人工湿地污水处理系统和污水处理方法

说明书

本发明公开了一种竖向流立体式人工湿地污水处理系统，包括填充填料的人工湿地箱体，种植在人工湿地箱体内的植物，进入管组件以及出水管组件，所述人工湿地箱体自上而下划分为多层种植区，每层种植区的侧壁开设有沿周向分布的多个植物种植槽；所述进入管组件布置在所述人工湿地箱体的顶部，所述出水管组件布置在所述人工湿地箱体的底部；本发明公开了一种竖向流立体式人工湿地污水处理方法；本发明结构简单，模块化，可根据流量大小，添加不同模块进行组合布置，并联运行；植物密度高、填料层内植物根系、微生物数量丰富，提高净化效率；采用非饱和渗流运行方式，相对于饱和渗流，可降低填料堵塞风险。

技术领域

本发明涉及生活污水收集与处理，特别涉及竖向流立体式人工湿地污水处理系统和污水处理方法。

背景技术

随着城市生活污水收集与处理比重的日益提升，农村分散式生活污水、雨水径流面源污染等逐渐成为环境问题的主要污染负荷来源。人工湿地是解决小流量生活污水的最佳措施。植物种植密度提高，植物吸收的氮磷等营养元素增加，同时，由于植物根系的泌氧作用，营造了良好的好氧环境，提高了生物作用对污染负荷的去除。鉴于根系层是生物密度最大，污染净化效率最高的位置，为了提高污染去除效果。

例如公开号为CN 105084650B的专利文献公开了一体化污水生物生态处理系统，包括依次连通并成G字形分布的调节池、污泥池、表面布水式生物滤池和循环生物强化接触池，循环生物强化接触池采用中央岛式循环结构，中央布置斜板沉淀池和竖向流湿地，三者也依次连通，进水管从调节池接入，出水管从竖向流湿地接出；所述表面布水式生物滤池设在循环生物强化接触池上方，有高程上的差异；表面布水式生物滤池和污泥池之间设有污泥回流通道；所述表面布水式生物滤池内填料采用半软性填料，填料制作成具有相同尺寸和形状的单元块，每块填料由压成波纹状的薄片交叉组装而成，滤池上部并在填料上方安装圆形自旋转布水器；所述循环生物强化接触池为好氧—缺氧环境，具有依次交替分布的好氧区与厌氧区，好氧区与厌氧区之比为4：1，好氧区内安装射流曝气机，采用微曝气技术，循环生物强化接触池的填料为多面空心球填料；所述竖向流湿地内放置具有除磷特性的富铁矿填料。

但传统人工湿地由于根系均在上层30～40cm，生物量同样集聚在该层，根系层以下生物量极少，净化效果较差。但由于上层根系和生物膜的堵塞影响，水平推流式人工湿地渗流则这主要集中在下层，竖向流人工湿地则在根系层停留时间相对较短，影响污水净化，降低去除效率。

发明内容

本发明公开了一种竖向流立体式人工湿地污水处理系统和方法，改变植物的种植方式，使根系分布于填料层整个空间，延长了污水在高效的根系层内的停留时间，从而提高净化效率。

一种竖向流立体式人工湿地污水处理系统，包括填充填料的人工湿地箱体，种植在人工湿地箱体内的植物，进入管组件以及出水管组件，所述人工湿地箱体自上而下划分为多层种植区，每层种植区的侧壁开设有沿周向分布的多个植物种植槽；所述进入管组件布置在所述人工湿地箱体的顶部，所述出水管组件布置在所述人工湿地箱体的底部。

本发明所提供的人工湿地由两部分组成，第一部分是人工湿地的箱体结构，包括箱体结构周边的植物种植槽，槽内种植湿地植物，在植物根系向水性的作用下，根系将充满整个从上到下的填料层。第二部分是进出水系统，进水系统主要有布水管和布水支管组成，确保进水均匀分布，出水管分布于箱体底部，均匀收集净化后的出水。

为增加植物光合作用，优选的，相邻层种植区的植物种植槽在垂直方向上错位分布。所述植物种植槽为固定在人工湿地箱体的侧壁上且与人工湿地箱体内部连通的种植盒，所述植物种植槽的三侧周边高度需高于植物种植槽与人工湿地箱体的连接孔。

为了防止填料层的堵塞，优选的，所述人工湿地箱体内部自上而下分别为配水卵石层、填料层和收集层，所述填料层覆盖所述种植区。配水卵石层可以均匀水流，填料层净化污水，收集层与所述出水管组件连通，有效将净化后的水排出。

为了提高水渗透过程的均匀性，优选的，所述进入管组件包括：