CN105174485A - 一种波形潜流人工湿地处理*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种波形潜流人工湿地处理***，涉及人工湿地污水处理领域，包括污水调节池、厌氧预处理池、表面流曝气池、波形潜流人工湿地，污水先收集至污水调节池，利用曝气达到均质均量的目的，然后泵至厌氧预处理池，去除废水中的有机物；然后自流至表面流曝气池，达到均质均量并且补充溶解氧的目的；然后进入波形潜流人工湿地，以达到增强污水处理效果的目的。本发明的表面流曝气池用隔板将曝气池隔成三部分，利用水流的流动作用达到均匀水质的目的，省去了曝气设备，节约成本，简化了工艺；波形人工湿地以波形流态取代水平流态，使污水在垂直方向上多次经过湿地内部具有不同处理特性的构造层，以期达到增强污水处理效果的目的。

Description

一种波形潜流人工湿地处理***

技术领域

本发明涉及人工湿地污水处理领域，尤其涉及一种波形潜流人工湿地处理***。

背景技术

水平潜流人工湿地已经成功应用于生活污水、雨水和工业污水处理中，是目前应用较多的一种湿地处理***，成熟的潜流湿地***在其填料表面和植物根系形成了生物膜，使湿地床的内部会利用基质、植物和微生物的综合作用将污染物去除，其去除过程包含了物理、化学、生物三种作用，但是水平潜流湿地内部污水几乎是水平流动的，湿地垂直方向上污染物的去除机制不同，因此传统的潜流湿地处理污水的效能不能有效发挥。

发明内容

本发明的目的在于提供一种波形潜流人工湿地处理***，以解决上述技术问题。本发明在传统潜流人工湿地的基础上建设一种新型潜流构造湿地：表面流曝气+波式潜流人工湿地。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种波形潜流人工湿地处理***，其特征在于，包括污水调节池、厌氧预处理池、表面流曝气池、波形潜流人工湿地，

污水先收集至污水调节池，利用曝气达到均质均量的目的，然后泵至厌氧预处理池；利用厌氧菌的分解作用，去除废水中的有机物；经过厌氧处理的水自流至表面流曝气池，表面流曝气池用隔板隔成三部分，使水流形成S形路径，利用水流的流动作用，达到均质均量并且补充溶解氧的目的；然后进入波形潜流人工湿地，波形潜流人工湿地内部有规则地设置导流板，使水流以波形流态取代水平流态，使污水在垂直方向上多次经过湿地内部具有不同特性的构造层，以达到增强污水处理效果的目的，经过波形潜流人工湿地处理后的水质，即可达到除磷除氮的目的。

所述表面流曝气池高度0.5米，其内水流速度至少0.3m/s，用隔板改变水量方向，起到曝气作用。用这种方法代替传统曝气方法，可省去曝气设备，同样可以均匀水质，因为水池高度比较小，表面积比较大，所以流动过程中可以补充溶解氧。

所述波形潜流人工湿地内设置的若干个导流板使水流从导流板下端通过、从导流板上端通过，两种形式交替出现。

所述厌氧预处理池内厌氧分解分四个阶段加以降解，分别为：

（1）水解阶段：不能直接通过厌氧菌细胞壁的高分子有机物，在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子有机物；分解后的小分子有机物通过细胞壁进入到厌氧菌细胞的体内进行下一步的分解；

（2）酸化阶段：上述的小分子有机物进入到厌氧菌细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸（VFA），同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生；

（3）产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质；

（4）产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。

所述波形潜流人工湿地内设置有湿地基质和湿地植物，

湿地基质：湿地中的填料由土壤和砾石组成，填料高度为750mm，填料分布为土壤层200mm，砾石层300mm，豆石层50mm，填料平均孔隙率36%，所述土壤层由90%土壤和10%石灰石组成。

湿地植物：采用芦荟和美人蕉种植，芦荟种植密度为每平方米6株，美人蕉种植密度为每平方米5株。

本发明的有益效果是：

经过厌氧处理后的水经过表面流曝气后，进入波形潜流人工湿地，表面流曝气池用隔板将曝气池隔成三部分，利用水流的流动作用达到均匀水质的目的，省去了曝气设备，节约成本，简化了工艺，波形人工湿地通过在湿地内部有规则地设置导流板对传统水平潜流湿地的水流条件加以改进，以波形流态取代水平流态，使污水在垂直方向上多次经过湿地内部具有不同处理特性的构造层，以期达到增强污水处理效果的目的。

附图说明

图1为本发明的***示意图（俯视）；

图2为本发明的***示意图（主视）。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。

本方案中，以对生活污水的处理为例，污水经短时厌氧预处理后，经表面流曝气池简单曝气后，进入湿地的配水槽，再进入湿地中。湿地中的填料由土壤和砾石组成。沿程设置隔墙，形成上下隔墙的间隔排列，强制进入湿地中的污水呈波形流动。出水流入出水池，计量排放。

一种波形潜流人工湿地处理***，如图1、图2所示，

包括污水调节池1、厌氧预处理池2、表面流曝气池3、波形潜流人工湿地4，波形潜流人工湿地4内设置有导流板5，

污水先收集至污水调节池，利用曝气达到均质均量的目的，然后泵至厌氧预处理池；利用厌氧菌的分解作用，去除废水中的有机物；经过厌氧处理的水自流至表面流曝气池，表面流曝气池用隔板隔成三部分，使水流形成S形路径，利用水流的流动作用，达到均质均量并且补充溶解氧的目的；然后进入波形潜流人工湿地，波形潜流人工湿地内部有规则地设置导流板，使水流以波形流态取代水平流态，使污水在垂直方向上多次经过湿地内部具有不同特性的构造层，以达到增强污水处理效果的目的，经过波形潜流人工湿地处理后的水质，即可达到除磷除氮的目的。

（1）调节池

尺寸：2*2*2m

功能：用于收集废水，配有曝气搅拌***，避免有物质沉淀同时均匀水质。

配套设备：液位计、流量计、提升泵、曝气搅拌***

（2）厌氧池

尺寸：3*2*2m

功能：厌氧处理是利用厌氧菌的作用，去除废水中的有机物，通常需要时间较长。

原理：一般来说，废水中复杂有机物物料比较多，通过厌氧分解分四个阶段加以降解：

（1）水解阶段：高分子有机物由于其大分子体积，不能直接通过厌氧菌的细胞壁，需要在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。废水中典型的有机物质比如纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖，淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被分解成短肽和氨基酸。分解后的这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的体内进行下一步的分解。

（2）酸化阶段：上述的小分子有机物进入到细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸（VFA），同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生。

（3）产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质。

（4）产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。这一阶段也是整个厌氧过程最为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。

再上述四个阶段中，有人认为第二个阶段和第三个阶段可以分为一个阶段，在这两个阶段的反应是在同一类细菌体类完成的。前三个阶段的反应速度很快，如果用莫诺方程来模拟前三个阶段的反应速率的话，Ks（半速率常数）可以在50mg/l以下，μ可以达到5KgCOD/KgMLSS.d。而第四个反应阶段通常很慢，同时也是最为重要的反应过程，在前面几个阶段中，废水的中污染物质只是形态上发生变化，COD几乎没有什么去除，只是在第四个阶段中污染物质变成甲烷等气体，使废水中COD大幅度下降。同时在第四个阶段产生大量的碱度这与前三个阶段产生的有机酸相平衡，维持废水中的PH稳定，保证反应的连续进行。

配套设施：潜水搅拌机、搅拌机升降支架、组合填料、填料支架

（3）表面流曝气池

尺寸：2*2*0.5m

功能：补充溶解氧，调节水质水量。

原理：曝气池使用砖砌结构，总高0.5米，内部被分成三部分，利用水流的环形流动，均匀水质，同时表面积比较大，因此可以补充溶解氧，省去了曝气设备，不仅节约了成本还可以简化工艺。

（4）波形潜流湿地***

尺寸：6*2*1m

功能：在传统工艺上进行改进，提高处理效率

原理：

在湿地内部有规则地设置导流板，对传统水平潜流湿地的水流条件加以改进，以波形流态取代水平流态，使污水在垂直方向上多次经过湿地内部具有不同处理特性的构造层，增强污水处理效果。

湿地构造：

将湿地床沿长度方向均匀分为3格，每格长2米，格内中间位置设置隔墙，形成上、下位隔墙的间隔排列，强制进入湿地中的污水呈波形流动，湿地底部位于地面以下深度0.7米。

湿地基质：湿地中的填料由土壤和砾石组成，填料床高度为750mm，填料层分布为土壤层200mm，（土壤层由90%土壤和10%石灰石组成），砾石层300mm，豆石层50mm。床体平均孔隙率36%。

湿地植物：采用芦荟和美人蕉种植，芦荟种植密度为每平方米6株，美人蕉种植密度为每平方米5株。

处理效率

以生活污水为例

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种波形潜流人工湿地处理***，其特征在于，包括污水调节池、厌氧预处理池、表面流曝气池、波形潜流人工湿地，

污水先收集至污水调节池，利用曝气达到均质均量的目的，然后泵至厌氧预处理池；利用厌氧菌的分解作用，去除废水中的有机物；经过厌氧处理的水自流至表面流曝气池，表面流曝气池用隔板隔成三部分，使水流形成S形路径，利用水流的流动作用，达到均质均量并且补充溶解氧的目的；然后进入波形潜流人工湿地，波形潜流人工湿地内部有规则地设置导流板，使水流以波形流态取代水平流态，使污水在垂直方向上多次经过湿地内部具有不同特性的构造层，以达到增强污水处理效果的目的，经过波形潜流人工湿地处理后的水质，即可达到除磷除氮的目的。

2.根据权利要求1所述的波形潜流人工湿地处理***，其特征在于：所述表面流曝气池高度0.5米，其内水流速度至少0.3m/s。

3.根据权利要求1所述的波形潜流人工湿地处理***，其特征在于：所述波形潜流人工湿地内设置的若干个导流板使水流从导流板下端通过、从导流板上端通过，两种形式交替出现。

4.根据权利要求1所述的波形潜流人工湿地处理***，其特征在于：所述厌氧预处理池内厌氧分解分四个阶段加以降解，分别为：

（1）水解阶段：不能直接通过厌氧菌细胞壁的高分子有机物，在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子有机物；分解后的小分子有机物通过细胞壁进入到厌氧菌细胞的体内进行下一步的分解；

（2）酸化阶段：上述的小分子有机物进入到厌氧菌细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外，这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸（VFA），同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生；

（3）产乙酸阶段：在此阶段，上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质；

（4）产甲烷阶段：在这一阶段，乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。

5.根据权利要求1所述的波形潜流人工湿地处理***，其特征在于：所述波形潜流人工湿地内设置有湿地基质和湿地植物，

湿地基质：湿地中的填料由土壤和砾石组成，填料高度为750mm，填料分布为土壤层200mm，砾石层300mm，豆石层50mm，填料平均孔隙率36%，所述土壤层由90%土壤和10%石灰石组成。

6.湿地植物：采用芦荟和美人蕉种植，芦荟种植密度为每平方米6株，美人蕉种植密度为每平方米5株。