[发明专利]一种无动力一体化人工湿地污水处理技术

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，尤其涉及污水处理生态工程技术。

背景技术

人工湿地污水处理技术是20世纪70年代兴起的一种污水处理生态工程新技术，具有投资少、能耗低、管理方便、无二次污染等优点，正在逐渐被应用于广大农村和中小城镇生活污水处理领域。

人工湿地是人工建造的、可控制的和工程化的湿地系统，一般由池体、人工填料基质、布水系统、集水系统和生长在人工基质上的植物组成，是一个独特的基质-植物-微生物生态系统。人工湿地生态系统水质净化的基本原理是：在一定的填料上种植特定的植物，将污水投加到人工建造的类似于沼泽的湿地上，当污水流过人工湿地时，经砂石、土壤过滤，植物根际的多种微生物活动，使得水质得到净化。根据实验和大量的工程实践证明，人工生态滤床能够很好地去除BOD、TSS、N、P，而且对病原细菌、难降解有机化合物以及金属离子的去除效果也十分有效。人工湿地对环境和经济的综合作用主要体现在以下几个方面：弥补或减少因农业和城市发展对天然湿地造成的影响；构建水生系统，产生食物和纤维；调蓄雨水径流和防洪；进行污水处理，改善水质。

潜流式垂直流人工湿地是人工湿地的一种类型，主要特点在于：布水系统平铺在上部基质中，将污水均布在基质水平断面后，污水均匀向下流动，流动过程中使污水得到净化；在湿地底部基质中铺设集水系统，收集处理后均布在水平断面的出水经汇集后排出。潜流式垂直流人工湿地充分利用了湿地空间，充分发挥了系统间的协同作用，污水处理后可去除大部分有机质并进行较充分硝化作用，已逐渐成为人工湿地技术发展的主流方向。但是传统的潜流式垂直流人工湿地对污水的反硝化效果不好，不能达到高效脱氮除磷的目的，由于处理过程中不能充分复氧，对污水进行的好氧脱有机物的效果也不甚理想。鉴于上述缺陷，研究人员发明了大量技术改进潜流式垂直流人工湿地，以增加污染物的处理效率。如中国专利CN 1263688C《生活污水垂直流-水平流复合人工湿地脱氮除磷方法》，披露了一种垂直流人工湿地在前，水平流人工湿地在后的串联式复合人工湿地处理工艺。在水平流湿地前人为补充未处理污水为碳源增加水平流人工湿地的反硝化作用效果。但垂直流湿地不能充分复氧，影响了硝化作用和好氧氧化的处理效果，两湿地串联占地面积大、造价高、实用性差。中国专利CN 1325397C《序批式潜流人工湿地污水处理工艺》，披露了一种利用机械自动化方式控制电磁阀对湿地间歇排水出水以实现阶段性复氧。其在一定程度上增加了垂直潜流式人工湿地的复氧效果，但其需外加动力控制系统，增加了投资，另外对于污水的反硝化脱氮无显著的促进作用。

发明内容

本发明旨在提供一种能够实现湿地无动力自然复氧，占地面积小，硝化反硝化一体化高效脱氮的无动力一体化人工湿地污水处理技术。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种无动力一体化人工湿地污水处理技术，包括由硝化区域和反硝化区域两部分组成的垂直流污水生态净化槽、填充槽内的基质、污水预处理系统、布水系统、集水系统、布气系统、排污系统和生长在基质上的植物，其特征在于：

所述的垂直流污水生态净化槽分为上下两个分区：硝化区域和反硝化区域，硝化区域在上，反硝化区域在下，所述人工基质分别填充在硝化区域和反硝化区域中；

所述的污水预处理系统为利用格栅、三格式沉淀池、厌氧池中的一种或几种前处理工艺对不同污染负荷的污水进行前处理，经前处理的生活污水经过水泵提升或依靠自然液位高差进入布水系统；预处理后的污水通过交叉布水管网均匀分布于垂直潜流式生态净化槽硝化区域上，依次垂直渗入硝化区域和反硝化区域的人工基质层；布水系统对生态净化槽实行间歇布水，并在上层硝化区域底部和内部设有无动力布气系统，对硝化区域实现连续复氧，使污水在上层硝化区域内进行高效的好氧作用和硝化作用；上层硝化区域出水直接进入下层反硝化区域，在此区域内进行兼氧作用和反硝化作用；下层反硝化区域内设有集水出水系统，集水口设于反硝化区域下方，出水口设于反硝化区域上方，使出水在反硝化区域内保持一定水位。

在垂直流污水生态净化槽内，污水通过与基质、微生物和植物根系的作用，实现物理净化、生物净化作用，达到降低污水的SS、BOD、COD、细菌和高效脱氮除磷的目的。

作为优选，所述布水系统为设置在上层污水硝化区域基质表层下5-10cm的布水管网，该布水管网包含有进水阀门、进水口、布水主管和多个与该布水主管连接的布水分支，布水主管和布水分支呈垂直“王”字分布或交叉“王”字分布，布水分支上开有布水小孔。