申請日2016.05.18
公開(公告)日2016.08.17
IPC分類號C02F9/14; C02F101/16
摘要
本發明公開了一種深度處理污水廠二級出水的多級生態單元組合系統，該系統依次由配水槽、生態塘、二級人工濕地和沉水植物塘組成。系統運行時，污水處理廠尾水依次經過生態塘、潛流濕地、表流濕地和沉水植物塘，在填料‑微生物‑植物系統聯合作用下進行凈化處理，其出水水質好且穩定。本發明系統具有高效去除氮磷、基建費用省、無動力消耗、后續維護操作方便等優點，不僅可以起到對出水進行深度處理的目的，而且還具有美化景觀的價值。
權利要求書
1.一種深度處理污水廠二級出水的多級生態單元組合系統，其特征在于：依次由配水槽、生態塘、二級人工濕地和沉水植物塘組成，所述配水槽、生態塘、二級人工濕地和沉水植物塘之間依次通過管道連通;
其中，所述配水槽用于收集污水處理廠尾水;
所述生態塘用于污水的酸化水解，塘體內設置有多個生態浮島以及懸掛在生態浮島下的彈性填料，還設置有能夠使污水折流的擋板;
所述二級人工濕地包括潛流濕地和表流濕地;所述潛流濕地水平向上依次包括布水區I、布水板、處理區I、集水板和集水區I，所述潛流濕地縱向上依次包括潛流濕地植物區和潛流濕地基質層;所述表流濕地水平向上依次包括布水區II、處理區II和集水區II，所述表流濕地縱向上依次包括表流濕地植物區和表流濕地基質層;
所述沉水植物塘縱向上依次包括沉水植物區和種植土層，所述沉水植物區位于沉水植物塘的水面下方。
2.根據權利要求1所述的深度處理污水廠二級出水的多級生態單元組合系統，其特征在于：所述生態塘內設有兩塊擋板，第一擋板底部與塘底相連，頂端距水面相隔一段距離，第二擋板頂部與塘頂相連，底部與塘底相隔一段距離;每個生態浮島下懸掛有25串彈性填料，每串彈性填料含有10個填料。
3.根據權利要求1所述的深度處理污水廠二級出水的多級生態單元組合系統，其特征在于：所述潛流濕地的長寬比為5～6∶1。
4.根據權利要求1所述的深度處理污水廠二級出水的多級生態單元組合系統，其特征在于：所述處理區I內設有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板將處理區I分成三等份，所述布水板到第一隔板之間區域種植的植物為美人蕉或蘆葦，所述第一隔板到集水板之間區域種植的植物為菖蒲或蘆葦。
5.根據權利要求1所述的深度處理污水廠二級出水的多級生態單元組合系統，其特征在于：所述潛流基質層從下到上依次分為底層基質層、中層基質層和表層基質層，所述底層基質層為礫石或加氣混凝土砌塊，所述中層基質層為礫石或陶粒，所述表層基質層為陶粒或細砂。
6.根據權利要求5所述的深度處理污水廠二級出水的多級生態單元組合系統，其特征在于：所述底層基質層的厚度為30cm，填料粒徑為8～16mm;所述中層基質層的厚度為20cm，填料粒徑為8～16mm;所述表層基質層的厚度為20cm，填料粒徑為4～8mm。
7.根據權利要求1所述的深度處理污水廠二級出水的多級生態單元組合系統，其特征在于：所述表流濕地基質層為卵石、沸石或礫石中的一種或幾種按任意比例的組合，所述表流濕地基質層的厚度為60cm，填料粒徑8～16mm。
8.根據權利要求1所述的深度處理污水廠二級出水的多級生態單元組合系統，其特征在于：所述表流濕地植物區種植的植物為鳳眼蓮、千屈菜或鳶尾中的一種或幾種組合栽種。
9.根據權利要求1所述的深度處理污水廠二級出水的多級生態單元組合系統，其特征在于：所述沉水植物區種植的植物為苦草、金魚藻或眼子菜中的一種或幾種組合栽種。
說明書
一種深度處理污水廠二級出水的多級生態單元組合系統
技術領域
本發明涉及一種深度處理污水廠二級出水的多級生態單元組合系統，屬于能源與環境工程技術領域。
背景技術
近年來，隨著城市污廢水集中處理率的不斷提高及產業結構調整、工業集約化的發展，水資源短缺和水環境問題日益突出。為了遏制水環境不斷惡化的趨勢，國家和各級政府部門不斷加大對污水處理設施的投入，截至2011年底，我國已建成投入運營的污水處理廠3153座，污水處理能力達到1.36×108m3/d，但我國的水資源匱乏和水環境污染問題依然嚴峻。
現階段我國的城市污水處理廠主要以COD、BOD5、SS、氮和磷等為主要去除對象。雖然二級生物處理可削減水中的大部分污染物，但二級出水的排放量大，且氮、磷濃度較高，這對自凈能力有限或已受到污染的受納水體來說，并不能從根本上解決受納水體的富營養化問題，只能延緩其發展趨勢，同時考慮到國際公認的水體富營養化的臨界值(TN 0.2mg·L-1、TP 0.2mg·L-1)，二級出水依舊是造成受納水體富營養化的主要原因之一。另一方面，污水處理廠尾水的進一步凈化，可以為城市提供更高質量的回用水，是解決城市缺水的重要途徑之一，具有開源節流和環境保護的綜合效益。因此為了改善受納水體的水環境質量以及獲得更高質量的回用水，二級出水還需進一步的深度處理。
目前常用的尾水深度處理方法主要有活性炭吸附法、膜分離法及高級氧化法等，雖然可以有效削減尾水中的污染物，但由于這些方法普遍存在處理費用昂貴、管理復雜、運行和維護費用高等缺點，在現有經濟社會條件下，根本不可能實現廣泛推廣，嚴重制約了尾水深度處理技術的發展。因此一種利用生態塘和人工濕地一起處理生態污水的系統的開發很有必要。
發明內容
發明目的：本發明所要解決的技術問題是提供一種深度處理污水廠二級出水的多級生態單元組合系統，該系統具有低耗高效、運行穩定以及能夠實現同步脫碳氮除磷的優點。
為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：
一種深度處理污水廠二級出水的多級生態單元組合系統，依次由配水槽、生態塘、二級人工濕地和沉水植物塘組成，所述配水槽、生態塘、二級人工濕地和沉水植物塘之間通過管道連通;
其中，所述配水槽用于收集污水處理廠尾水;
所述生態塘用于污水的酸化水解，塘體內設置有多個生態浮島以及懸掛在生態浮島下的彈性填料，還設置有能夠使污水折流的擋板;
所述二級人工濕地包括潛流濕地和表流濕地;所述潛流濕地水平向上依次包括布水區I、布水板、處理區I、集水板和集水區I，所述潛流濕地縱向上依次包括潛流濕地植物區和潛流濕地基質層;所述表流濕地水平向上依次包括布水區II、處理區II和集水區II，所述表流濕地縱向上依次包括表流濕地植物區和表流濕地基質層;
所述沉水植物塘縱向上依次包括沉水植物區和種植土層，所述沉水植物區位于沉水植物塘的水面下方。
其中，所述生態塘內設有兩塊擋板，第一擋板底部與塘底相連，頂端距水面相隔一段距離，第二擋板頂部與塘頂相連，底部與塘底相隔一段距離;每個生態浮島下懸掛有25串彈性填料，每串彈性填料含有10個填料。
其中，所述潛流濕地的長寬比為5～6∶1。
其中，所述處理區I內設有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板將處理區I分成三等份，在布水板到第一隔板之間種植根系泌氧能力強的水生植物，如美人蕉或蘆葦，在第一隔板到集水板之間種植生長量大，氮、磷吸收作用好的水生植物，如菖蒲或蘆葦。
其中，所述潛流基質層從下到上依次分為底層基質層、中層基質層和表層基質層，所述底層基質層為礫石或加氣混凝土砌塊，所述中層基質層為礫石或陶粒，所述表層基質層為陶粒或細砂。
其中，所述底層基質層的厚度為30cm，填料粒徑為8～16mm;所述中層基質層的厚度為20cm，填料粒徑為8～16mm;所述表層基質層的厚度為20cm，填料粒徑為4～8mm。
其中，所述表流濕地基質層為卵石、沸石或礫石中的一種或幾種按任意比例的組合，所述表流濕地基質層的厚度為60cm，填料粒徑8～16mm。
其中，所述表流濕地植物區種植的植物為鳳眼蓮、千屈菜或鳶尾中的一種或幾種組合栽種。
其中，所述沉水植物區種植的植物為苦草、金魚藻或眼子菜中的一種或幾種組合栽種。
本發明系統各生態單元具有不同的高程，逐級布置，通過土建墊高和挖埋實現污水重力自流，從而無需使用任何動力設備。配水槽將污水處理廠的尾水收集運送到生態塘，生態塘對其進行酸化水解后，污水進入二級人工濕地，經濕地填料、濕地植物的吸附與降解后去除了污水中的碳氮磷污染物，凈化后的出水經過沉水植物塘改善水質后排出。
與現有技術相比，本發明系統具有的有益效果是：
首先，本發明系統采用重力自流的多級生態單元組合來深度處理污水處理廠尾水，既降低了運行能耗，又綜合了各單元處理污水的優點，從而大大提高了污水的凈化效率;
其次，本發明系統利用生態塘將尾水中難降解有機物轉化為可生物降解的有機物，為后續人工濕地反硝化脫氮過程提供碳源;利用人工濕地通過基質吸附、微生物作用及植物吸收等物理、化學及生物作用，實現碳氮磷元素的同步去除;利用沉水植物塘對處理后的水體進行進一步修復，達到改善水質的目的;
最后，本發明系統不僅可以起到對污水處理廠尾水起到深度處理的目的，而且還具有美化景觀的價值。
