[发明专利]一种垂直流自动增氧环形人工湿地系统

说明书

技术领域

本发明属于环境工程污水处理技术领域，更具体涉及一种垂直流自动充氧环形人工湿地系统的简单高效均匀布水充氧系统，适用于生活污水、受污染地表水、面源污水、成分较复杂废水的处理，同时适用于家庭污水以及温差变化较大的污水处理。

背景技术

人工湿地是20世纪七八十年代发展起来的一种新型废水处理工艺，由于该方法具有高效率、低投资、低转运费用技术。已经广泛应用于含油废水、生活污水、养殖地污水以及湖泊污染防治等领域的处理。

目前，根据废水径流方式的不同来划分，人工湿地废水处理工艺的类型按照系统布水方式或在系统中流动方式的不同一般可分为表面流(SFW)工艺、水平潜流(SSFW)、垂直流湿地(VFW)工艺。由于表面流湿地与自然湿地极为类似，且运行受气候影响较大，夏季还有滋生蚊蝇的可能，故设计运行难度较高。潜流湿地以砂石土壤为填料，可设为水自然渗透过滤的人造景，但是这种湿地的操控性相对复杂，且脱N、除P效果不如垂直流湿地。

垂直流人工湿地处理系统对N的去除作用包括基质的吸附、过滤、沉淀以及氨的挥发，植物的吸收和湿地中微生物作用下经硝化、反硝化作用。其中硝化、反硝化占主要地位，传统的垂直流人工湿地处理系统通过定时落干与淹水交替运行，从而创造出好氧和厌氧的交替环境来进行硝化/反硝化，但是传统工艺操作控制也比较复杂，建造要求相对较高。

当前人工湿地的增氧方式有：一是在湿地系统内安装开孔通气管，进行自然通气；二是用空气压缩机连续或间歇向湿地系统中的开孔管进行强化通气；三是利用风能向湿地系统中的开孔管通入空气。这三种增氧方式有以下不足：

1、通气管是空气自流换气，空气传递效率不高；且多层通气管的铺设，增加了湿地系统的基建投资。

2、风能增氧方式受地域及气候限制很大，造成湿地系统处理效果不稳定。

3、三种增氧方式都没有创造硝化、反硝化反应所需最优的好氧、厌氧交替变化的环境条件，导致湿地出水中NO₃^―的浓度增加，氮的去除率下降。

4、三种增氧方式都是直接将开孔通气管埋在湿地系统的基质中，细小的沙砾极易堵塞通气管的开孔。

发明内容

本发明的目的是为了弥补上述现有技术所存在的不足之处，提供一种垂直流自动增氧环形人工湿地系统，其包括均匀布水和增氧系统，该系统简单，利用延长环形流人工湿地污水接触时间以及自动增氧设备系统；不仅创造硝化、反硝化反应所需的好氧、厌氧交替进行的环境条件，大大提高了脱氮效果，而且通过延长污水在湿地中的停留时间及增加回流系统提高有机物的去除率。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种垂直流自动增氧环形人工湿地系统，其包括分流凹槽、下行流环形池、上行流环形池、集水池、回流泵、自动充氧回流装置和浅调节池；所述分流凹槽设置在所述下行流环形池的外壁上，所述上行流环形池位于下行流环形池的内侧，下行流环形池和上行流环形池内均设有填充物且二者之间通过池底部相连通；所述集水池设于上行流环形池的内侧，集水池用以从上行流环形池的上部溢出或导出水并收集于集水池内；所述回流泵的入水口与集水池相连，其出水口通过回流管路与设置在所述浅调节池上方、内部或池壁上的自动充氧回流装置相连；所述浅调节池设有污水入口和污水出口，该污水出口通过管道或水槽与所述分流凹槽相通。

本系统中，分流凹槽设置在下行流环形池外壁的顶端，分流凹槽为具有溢流边或溢流孔的凹槽结构，而溢流边或溢流孔均位于同一水平面上，不论下行流环形池为何种形状，分流凹槽均设置在下行流环形池外壁上。分流凹槽内的污水通过下行流环形池的外壁可均匀流入下行流环形池内。

本发明中对下行流环形池的形状并没有具体要求，只要在水平方面上能够形成环流的池子皆可，常采用的形式有矩形池、两端为弧形的类矩形池、椭圆形池或环形池。上行流环形池与下行流环形池之间设有上沿高出两池内填充物的隔墙，隔墙不透水，为了使上行流环形池与下行流环形池之间通过底部相连通，在隔墙的下部设有通道、缺口或间隙。

一种优选方案为下行流环形池和上行流环形池均采用圆形环流池，二者之间设有隔墙并通过隔墙底部的间隙相通。