[发明专利]强化除磷潜流人工湿地

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理领域，具体地说是一种处理高磷污水的强化除磷潜流人工湿地。

背景技术

目前人工湿地作为一种污水处理技术，已经成功地应用于生活污水、工业和农业污水处理及其它领域。人工湿地污水处理技术具有工艺设备简单、维护管理方便、能耗低、景观效应、系统配置可塑性强等优点，近年来，人工湿地用于处理污水，越来越多被重视和采纳，所处理污水的种类也日益多样化。

人工湿地污水处理系统根据水体流态可以分为表面流湿地、潜流湿地两种主要类型。表面流湿地造价较低，但水力负荷低，对污水处理效果较差，卫生条件差，容易滋生蚊蝇；潜流湿地的保湿性好，对COD、氨氮等去除效果好，受季节影响小，但也存在易堵塞、氮磷去除负荷低等的缺点。

人工湿地填料是其重要的组成部分。填料不仅通过沉淀、过滤、吸附作用截留污水中的污染物质，而且还是植物和微生物生存的介质，对人工湿地净化水质的效果起到关键作用。目前应用较多的主要是沸石、砾石、石灰石、煤灰渣、砂砾，及土壤等潜流人工湿地。

发明内容

本发明为克服上述现有技术和填料的不足，提供一种挂膜性能好、不易堵塞、处理氮磷效果好的潜流人工湿地。

本发明是采用下述技术方案实现的：

一种强化除磷潜流人工湿地，包括有床体、混合填料层、混合土层、进水穿孔板、出水穿孔板、布水槽、集水池和湿地植物，在床体前端的进水穿孔板与床体之间设有布水槽，布水槽内填充砾石，在床体末端设有出水穿孔板，出水穿孔板与集水池连通，床体90％设于地下，床体采用防渗材料。床体分三层，最下层为赤铁矿和石灰石混合填料，粒径为3～5cm中层为水渣和石灰石混合填料，粒径为1～2cm；最上层为瓦斯灰和田园土混合土层，土层厚度为15～20cm。赤铁矿和石灰石混合填料比例为4∶6，水渣和石灰石混合填料比例为3∶7，瓦斯灰和田园土混合土层比例为3∶7。

湿地床体为长方形，长宽比为3∶1，床体大约90％设于地下，床壁采取防渗措施。在床体前端设置的布水槽内填充粒径为2～3cm砾石，进水穿孔板的上端设有进水孔，出水穿孔板的下端设有出水孔，地表种植有挺水植物如芦苇、大叶荻、水枝锦和菰草等。

本发明所用的填料赤铁矿，其化学成分为Fe₂O₃；水渣和瓦斯灰为冶金工业固体废物，具有很大的比表面积和根高的表面活性，而且含有大量的铁氧化物；对废水中污染物，尤其是磷具有很好的吸附沉淀效果。

本系统工作时，污水首先由布水槽，经进水穿孔板流入湿地系统中的混合土层和混合填料层，混合填料通过化学沉淀、吸附、闭蓄作用，提高磷的去除效果。污水自上而下漫过系统各层基质，使之依次处于缺氧状态，为相应的微生物提供良好的生长环境，氮、磷等污染物进一步被吸附降解。水生植物的根部贯穿于土层、填料层，根区富集了大量的微生物；同时，水生植物可吸收氮、磷作为自身营养物质，对污水进行深度处理。系统处理后的水经出水穿孔板进入集水池，排出床体。

本发明有如下优点：

混合填料层使用废弃赤铁矿、水渣及瓦斯灰，实现废物的资源化利用；系统大部位于地下，运行受季节影响小；该处理工艺简单实用，不易堵塞，水力负荷高，氮磷处理效果好，性能稳定；并且具有运行费用低，管理方便等特点。

附图说明

附图为本发明结构示意图。

图1为本发明潜流人工湿地剖面结构示意图

其中，1为湿地植物，2为布水槽，3为进水穿孔板，4为赤铁矿和石灰石混合填料层，5为床体，6为出水穿孔板，7为集水池，8为水渣和石灰石混合填料层，9为瓦斯灰和田园土混合土层，10为砾石。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明进一步说明。

如附图1所示，床体5为长方形，长宽比为3∶1，床体5大约90％埋于地下。床体用防渗材料做防渗处理。在床体5的前端设布水槽2，布水槽2内填充砾石10，粒径为2～3cm，污水沿着布水槽2中砾石10缓慢通过进水穿孔板3进入水渣和石灰石混合填料层8，水渣和石灰石混合比例为3∶7，粒径为1～2cm，厚度为30～40cm；污水继续向上浸润瓦斯灰和田园土混合土层9，瓦斯灰和田园土混合土层9比例为3∶7，厚度为15～20cm，向下进入赤铁矿和石灰石混合填料层4，赤铁矿和石灰石混合比例为4∶6，粒径为3～5cm，厚度为40～60cm；污水最终通过出水穿孔板6流入集水池7排出湿地系统。混合土层9上种植湿地植物1。

本系统处理高氮磷污水，在50～60cm/d的水力负荷条件下，对氨氮、COD、总磷的去除率分别达到85％、95％、90％以上。