适用于农村生活污水处理的微动力防堵塞型复合人工湿地的制作方法

1.本实用新型涉及生活污水处理技术领域，具体为一种适用于农村生活污水处理的微动力防堵塞型复合人工湿地。


背景技术：

2.我国大部分农村地区，由于经济、技术、用水特性等多方面的限制，致使多数农村地区生活污水未采取任何有效的处理措施，生活污水肆意排放，少部分农村地区生活污水采取简单处理措施，但简单处理后的污水任很难达到排放标准。污水的直排及不完全处理排放导致部分农村地区水环境遭到严重破坏。农村生活污水处理受制于农村地区资金短缺，建设污水处理设施困难，即使建造污水处理设施，后期运行维护所需资金难以筹集；部分地区处理设施运行所需用能困难；农村地区技术人员匮乏，某些比较依赖技术人员调控的工艺技术或设备难以持久稳定运行。目前，我国农村人口居住散乱、污水排放量小、排放分散、水质水量波动较大，需要一种适合的污水处理工艺技术。生态法常用于农村生活污水处理，但是纯生态法处理工艺受到诸多限制，一般纯生态法处理工艺占地面积较大、水力停留时间较长、处理效率较低。在我国某些农村地区能用于污水处理的土地较为有限，致使纯生态法受到一定制约。复合强化型人工湿地工艺技术相对传统单一人工湿地技术，其占地面积更小，处理效果更好，水力负荷更高，水力停留时间更短，因此复合强化型人工湿地技术更符合农村生活污水处理的实际需要。
3.目前用于农村生活污水处理的人工湿地类型主要包括：单一类型人工湿地、多级表流人工湿地、复合型人工湿地等等。蓝文锋等研究一种人工湿地处理工艺，主要包括：前端格栅 表流人工湿地(栽种挺水植物)。
4.目前这种传统人工湿地处理工艺存在以下缺点：
5.传统人工湿地工艺处理效果一般，抗冲击负荷能力弱，我国农村人口居住散乱，污水排放高峰在早、中、晚，排放分散，水质水量波动较大，致使传统人工湿地技术治理农村生活污水受到制约。
6.传统人工湿地处理工艺处理存在：人工湿地基质易堵塞，出水水质不稳定，水力负荷较低等问题，并且难以持久稳定运行，需定期更换基质。
7.人工湿地受环境温度影响较大，冬季或温度较低的季节，表流人工湿地保温效果较差，微生物活性易受影响，湿地处理效果不佳。
8.传统人工湿地脱氮效果较差，总氮去除率不高，主要由于反硝化过程受到制约，致使总氮脱除效率低下。
9.为此我们提出一种适用于农村生活污水处理的微动力防堵塞型复合人工湿地用于解决上述问题。


技术实现要素：

10.本实用新型的目的在于提供适用于农村生活污水处理的微动力防堵塞型复合人
工湿地，以解决上述背景技术中提出的问题。
11.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：适用于农村生活污水处理的微动力防堵塞型复合人工湿地，包括表流湿地，还包括：
12.与表流湿地连通的微曝气垂直湿地、与微曝气垂直湿地连通的厌氧沉淀池和与厌氧沉淀池连通的水平潜流湿地；
13.在所述表流湿地一侧下方设置第一出水口，所述第一出水口连通微曝气垂直湿地底部，所述微曝气垂直湿地内水流和气体方向均为自下往上；
14.微曝气垂直湿地一侧上方设置第二出水口，第二出水口连通厌氧沉淀池，所述厌氧沉淀池内设置倾斜的挡板；
15.所述微曝气垂直湿地底部设置曝气系统，从曝气系统向上依次为粒径15-25mm的蜂窝多孔hdpe材质填料层、粒径10-20mm的煤渣填料层、粒径5-15mm的改性污泥基生物炭填料层以及粒径5-15mm的石灰石填料层；所述石灰石填料层上栽种挺水植物，例如西伯利亚鸢尾。
16.所述水平潜流湿地内水平依次设置粒径10-20mm的砾石基质层、粒径5-15mm的沸石基质层、粒径5-12mm的石灰石基质层。
17.优选的，所述表流湿地底部设置基质层，基质层采用粒径5-15mm的石灰石和沸石相混合，所述基质层上混合栽种沉水植物，沉水植物可采用金鱼藻、苦草和轮叶黑藻。
18.优选的，所述第一出水口设置有垂直的网格板。表流湿地的第一出水口即是微曝气垂直湿地的进水口，在微曝气垂直湿地的进水口处设置进水口网格，第一出水口处的网格板的高度大于基质层高度，防止微曝气垂直湿地的基质填料漏出。
19.优选的，所述曝气系统采用曝气盘结构，所述曝气盘结构通过曝气管路连通增氧机，所述增氧机通过外部电力或者太阳能转换电力供电。
20.优选的，所述厌氧沉淀池顶部还设置可翻转的盖板。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
22.本实用新型通过对表流湿地、微曝气垂直湿地、厌氧沉淀池与水平潜流湿地工艺进行组合、强化，得到多功能的复合型人工湿地，该复合型人工湿地有效去除农村生活污水中的n、p、cod、ss等污染物。
23.本实用新型是一种高效的复合型人工湿地处理系统，相比传统人工湿地可较大程度提高农村生活污水的处理的效果，其水力负荷更高、绿色节能(太阳能微曝气系统)、无需专人值守、仅需定期清掏沉淀池沉淀物即可，运行持久稳定，出水水质稳定达标。
24.本实用新型通过在复合型湿地中间段设置厌氧沉淀池，该池提供沉淀池功能兼具厌氧池功能，微曝气垂直湿地定期反冲洗(增大曝气使用气冲)，沉淀池中间设有斜板，阻挡因反冲洗产生的悬浮物进入潜流湿地，可有效避免湿地基质产生堵塞问题同时促进反硝化过程。
25.该复合型人工湿地设有太阳能微曝气系统，绿色环保，可强化系统硝化过程，高效脱除氨氮，致使氨氮转为硝态氮，有利于系统后端反硝化脱氮。
26.该复合型人工湿地受季节温差影响较小，微曝气垂直湿地及水平潜流人工湿地基质具有一定的保温作用，相比表流湿地受温度影响较小。
附图说明
27.图1为本实用新型结构示意图；
28.图2为本实用新型俯视图；
29.图3为本实用新型中曝气系统示意图；
30.图中：1、表流湿地；11、基质层；12、沉水植物；13、第一出水口；
31.2、微曝气垂直湿地；21、进水口网格；22、曝气系统；23、挺水植物；24、蜂窝多孔hdpe材质填料层；25、煤渣填料层；26、改性污泥基生物炭填料层；27、石灰石填料层；28、曝气管路；29、增氧机；210、第二出水口；
32.3、厌氧沉淀池；31、盖板；32、挡板；
33.4、水平潜流湿地；41、砾石基质层；42、沸石基质层42；43、石灰石基质层；45、湿地植物。
具体实施方式
34.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种适用于农村生活污水处理的微动力防堵塞型复合人工湿地，包括表流湿地1，与表流湿地1连通的微曝气垂直湿地2、与微曝气垂直湿地2连通的厌氧沉淀池3和与厌氧沉淀池3连通的水平潜流湿地4。
36.本技术中复合型人工湿地将表流湿地、微曝气垂直湿地、厌氧沉淀池、水平潜流湿地进行组合强化，极大的提高了复合湿地的抗水力冲击负荷及污水处理效率。
37.所述表流湿地1底部设置基质层11，基质层11采用粒径5-15mm的石灰石和沸石相混合，所述基质层11上混合栽种沉水植物12，沉水植物12可采用金鱼藻、苦草和轮叶黑藻。
38.污水进入表流湿地1经沉水植物12、基质层11的拦截、吸附以及微生物降解作用等，初步降解污水中的污染物。
39.其中：在所述表流湿地1一侧下方设置第一出水口13，所述第一出水口13连通微曝气垂直湿地2底部，所述微曝气垂直湿地2内水流和气体方向均为自下往上。
40.更进一步的，所述第一出水口13设置有垂直的网格板。表流湿地11的第一出水口13即是微曝气垂直湿地2的进水口，在微曝气垂直湿地2的进水口处设置进水口网格21，第一出水口13处的网格板的高度大于基质层11高度，防止微曝气垂直湿地2的基质填料漏出。
41.所述微曝气垂直湿地2底部设置曝气系统22，从曝气系统22向上依次为粒径15-25mm的蜂窝多孔hdpe材质填料层24、粒径10-20mm的煤渣填料层25、粒径5-15mm的改性污泥基生物炭填料层26以及粒径5-15mm的石灰石填料层27；所述石灰石填料层27上栽种挺水植物23，例如西伯利亚鸢尾。
42.所述曝气系统22采用曝气盘结构，所述曝气盘结构通过曝气管路28连通增氧机29，所述增氧机29通过外部电力或者太阳能转换电力供电。本技术中太阳能设备直接采用本领域中的常规设备，可以无需外接电源，动力绿色清洁。
43.污水由底部进入微曝气垂直湿地2，底部设有曝气盘，污水与气体共同上升，可有
效防止基质堵塞问题。
44.污水向上流的过程中，依次经过4中不同填料层和挺水植物，4种不同填料层附着的微生物依次对污水中的污染物进行降解，基质层的吸附、过虑作用等，使污水得到进一步净化，挺水植物自身生长也吸收部分n、p等污染物，曝气系统22强化了硝化反应，致使微曝气垂直湿地2出水氨氮浓度接近零。
45.其中：微曝气垂直湿地2一侧上方设置第二出水口210，第二出水口210连通厌氧沉淀池3，所述厌氧沉淀池3内设置倾斜的挡板32，所述挡板32的上端与水平潜流湿地4连通；
46.污水由微曝气垂直湿地2上端第二出水口210溢流进入厌氧沉淀池3，通过挡板32促进污水中悬浮物沉淀，避免悬浮物进入水平潜流湿地，厌氧沉淀池3为微曝气垂直湿地2基质冲洗时提供沉淀场所，有效避免冲洗时悬浮物进入水平潜流湿地4，发生堵塞问题。
47.所述厌氧沉淀池3顶部还设置有可翻转的盖板31。微曝气垂直湿地2来水硝态氮浓度较高(氨氮基本转化为硝态氮)，不仅提供沉淀功能，也提供厌氧池的功能，利于反硝化脱氮过程进行。厌氧沉淀池3仅需要定期打开盖板31，人工清掏沉淀物即可。
48.所述水平潜流湿地4内水平依次设置粒径10-20mm的砾石基质层41、粒径5-15mm的沸石基质层42、粒径5-12mm的石灰石基质层43。在水平潜流湿地4上方种植湿地植物45，例如旱伞草及黄菖蒲，其自身生长会吸收部污染物，季节性温差对表流湿地影响较大，但对于微曝气垂直湿地及水平潜流人工湿地影响相对较小。
49.由于潜流湿地原因，内部基质层为兼性厌氧环境，石灰石主要由碳酸钙组成，提供碳源，更加利于反硝化脱氮，且基质层附着的生物膜将进一步降解污水中的污染物，湿地上方栽种有旱伞草及黄菖蒲，其自身生长会吸收部污染物，季节性温差对表流湿地影响较大，但对于微曝气垂直湿地及水平潜流人工湿地影响相对较小。
50.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。