[发明专利]一种多功能膜曝气人工湿地污水处理系统

说明书

技术领域

本发明属于环境保护领域，具体涉及一种多功能膜曝气人工湿地污水处理系统。

背景技术

人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。

人工湿地处理系统主要用于污水深度处理，具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点，非常适合中、小城镇的污水处理。但也有不足之处：如占地面积过大，氧气供应传质不佳等缺点。尤其对潜流型人工湿地若无地下曝气装置，则其硝化反应较难进行。

已见公知的曝气型人工湿地（张建等，准潜流曝气人工湿地[P].CN101708898A；方焰星等。曝气对人工湿地氮去除效果的影响[J].湿地科学,第9卷第3期，270-276，2011；王磊等.低氧接触氧化/微曝气人工湿地工艺净化污染河水[J].中国给水排水，第24卷第5期，22-26，2008）通常的曝气装置主要是穿孔曝气管曝气，具有曝气不均匀、气泡形状大、易堵塞等不足之处，且功能单一。而在人工湿地中应用膜曝气方式却鲜有报道。而同时将人工湿地工艺通过改变运行状态使其形成膜生物反应器工艺则未见报道。

发明内容

针对上述现有技术存在的的传质不均、氧利用率低的缺点，本发明的目的在于，提供一种曝气方式灵活、运行形式灵活、处理效果佳、节约能源的多功能膜曝气人工湿地污水处理系统。该系统具备传统人工湿地的功能，又具有曝气型人工湿地的功能，同时可以以膜生物反应工艺、生物接触氧化工艺形式进行多功能的运行。可以针对污水的进水水质进行变换处理。

为了实现上述任务，本发明采用如下的技术解决方案：

一种多功能膜曝气人工湿地污水处理系统，包括人工湿地池，其特征在于，在人工湿地池底部有防渗处理层，防渗处理层上方依次铺设卵石垫层、陶粒滤料层和种植土层；在人工湿地池两侧分别设置有配水区和集水区，配水区和集水区与人工湿地池之间由穿孔花墙相连接，其中：

所述的配水区中设有用于连接进水泵的进水管；进水管上安装有用于控制流量的第一流量计；在配水区底部设有第一放空阀；

所述的集水区设有第一出水管和第二出水管，其中，第一出水管为自由出流管，第二出水管上有用于控制流量的第二流量计；在集水区底部有第二放空阀；

在卵石垫层上方有曝气管网，该曝气管网包括有两根曝气主管和数根曝气支管，一根曝气主管位于配水区之外，另一根曝气主管位于集水区之外；曝气主管沿人工湿地池的卵石垫层边缘布置，曝气支管并排平铺于卵石垫层内部，各曝气支管上连接曝气主管端设置有调节阀；曝气管网中的两根曝气主管和数根曝气支管均为穿孔曝气管与曝气的复合管网，曝气膜在两根曝气主管和数根曝气支管上固定；

在位于配水区之外的曝气主管上设置有主控阀和外部风机，其中主控阀用以切换曝气方式；在位于集水区之外的曝气主管上设置有带PLC控制系统的自吸泵，其中，自吸泵与外部风机为切换状态，即开启自吸泵不能使用外部风机，开启外部风机不能使用自吸泵。

本发明的多功能膜曝气人工湿地污水处理系统，其创新点在于：

（1）采用膜曝气的方式对人工湿地进行曝气，提高了氧的利用效率，加强了气体传质性能，提高了硝化反应的效果，节约能源，曝气效率高。

（2）可根据进水的水质情况进行多种方式处理，即可实现多功能、多工艺运行。例如：当进水水质较差，而出水水质不要求回用时，可采用生物接触氧化工艺方式对污水进行处理；当进水水质差，而出水水质要求回用时，可采用膜生物反应器工艺方式处理污水；当进水为微污染原水时，可采用传统型人工湿地的功能进行污水处理；当进水为高氨氮污水时，可采用膜曝气型人工湿地的功能进行污水处理。

（3）本发明采用膜曝气方式，可实现无气泡曝气，对湿地植物有益。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

（1）用途较多，实现人工湿地工艺、生物接触氧化工艺以及膜生物反应器三大工艺的有机结合。

（2）操作简便易行。实现了在一个单体构筑物内的三大污水处理工艺的快速转换，非常适用于进水水质和出水水质要求不同而设定相应的工艺。

附图说明

图1是本发明的多功能膜曝气人工湿地污水处理系统结构示意图；