前置酸化-潮汐流多形态湿地组群污水处理系统及方法

摘要

本发明提出一种前置酸化-潮汐流多形态湿地组群污水处理系统及处理方法，处理系统包括沉砂池、前置酸化沉淀池、溢流布水系统和潮汐流多形态湿地组群。该系统将酸化沉淀池与潮汐流多形态湿地组群系统相串联，构筑成为一个一体化的污水处理系统，污水经过沉砂池沉淀过滤后进入前置酸化沉淀池，再通过溢流布水系统进入潮汐流多形态湿地进行进一步处理，达到对污水的有效处理。

说明书

技术领域：

本发明属于污水处理领域，具体是涉及一种前置酸化-潮汐流多形态湿地组群污水处理系统。

背景技术：

随着人口增长、工农业和城市化的发展，我国污水排放量急剧增加，水污染状况日益严重。据统计，我国每年污水排放量有数百亿吨，但只有24％的工业废水和4％的生活污水经处理排放，有80％的饮用水源受到了污染。在我国水资源短缺的现状下，各种污水处理技术的研究发展便显得尤为重要。近年来人工湿地技术作为一种生态处理技术成为污水净化领域最受关注的方法，其中又以潜流湿地技术研究应用最为广泛。与传统的二级处理技术相比，潜流湿地技术具有建设运行成本低、耗能少、出水水质好、运行维护方便、系统配置可塑性强、对负荷变化适应性强、有机物去除能力强以及生态环境效益显著并可美化环境等特点。

但潜流湿地技术也存在以下缺陷：(1)湿地内部氧环境状况单一，不利于硝化反硝化过程的顺利发生，导致湿地脱氮效果欠佳。(2)一般湿地填料除磷吸附量低，导致湿地除磷效果欠佳。(3)湿地系统处理污染物负荷量较大，导致湿地床体易淤积堵塞。(4)由于湿地进水方式以及水流模式常导致湿地填料利用不充分。

发明内容：

为解决现有潜流湿地技术的不足之处，本发明的目的在于提供污水处理方法以及实现该方法的一种前置酸化-潮汐流多形态湿地组群污水处理系统，该系统将酸化沉淀池与潮汐流多形态湿地组群系统相串联，构筑成为一个一体化的污水处理系统，达到对污水的有效处理。

本发明采用的技术方案如下：

一种前置酸化-潮汐流多形态湿地组群污水处理系统，其包括沉砂池、前置酸化沉淀池、溢流布水系统和潮汐流多形态湿地组群。污水经过沉砂池沉淀过滤后进入前置酸化沉淀池，再通过溢流布水系统进入潮汐流多形态湿地进行进一步处理。

所述沉砂池位于系统进水口，其出水接前置酸化沉淀池；所述前置酸化沉淀池的正下方布置溢流布水系统，污水由前置酸化沉淀池跌水进入溢流布水系统，溢流布水系统通过布水管和帘式进水管接潮汐流多形态湿地组群，将污水均匀分布进入潮汐流多形态湿地组群。

一种污水处理方法，步骤如下：

(1)先将污水经沉砂池沉淀过滤，后进入前置酸化池；

(2)将污水在前置酸化沉淀池中通过重力作用沉降其中的悬浮有机物，同时通过池内厌氧微生物作用酸化降解污水中有机物；

(3)然后让污水由前置酸化沉淀池跌水进入溢流布水系统，通过溢流布水系统使污水均匀分布进入潮汐流多形态湿地组群系统的每个湿地单元；

(4)利用潮汐流多形态湿地组群系统对污水进行处理，最后处理后的水自潮汐流多形态湿地组群系统湿地末端的集水区排出。

本发明具有下述优点：

1、前置酸化沉淀池可大幅度削减污水有机负荷，显著提高了系统整体处理的有机负荷量，也相对降低了湿地单元处理的有机负荷，降低了湿地堵塞的风险。

2、湿地通过一个在不同高度装有调节阀的水位调节结构进行出水水位调节，以便在池体内形成潮汐现象，明显改善了湿地脱氮效果。

3、系统采用跌水和大气复氧作为充氧方式明显改善了湿地内部溶解氧状况，较其他机械曝气而言大大简化了运行维护的复杂程度，降低了运行成本。

4、系统通过沉淀、格栅截留、卵石渗滤以及漫灌排空在污水处理沿程对颗粒物等进行拦截和清理，有效降低了湿地堵塞的可能；同时将湿地整体零化，避免了湿地局部堵塞导致整体瘫痪的可能。

5、系统通过溢流布水和帘式进水使湿地填料得到充分利用。

附图说明：

图1为前置酸化-潮汐流多形态湿地组群污水处理系统的平面图。

图2为前置酸化沉淀池2的剖面图。

图3为溢流布水器3的俯视图。

图4为图3的A-A剖面图。

图5为潮汐流子单元湿地的俯视图。

图6为图5的A-A剖面图。

具体实施方式：

如图1所示，系统从进水到出水路径上依次布置有沉砂池1、前置酸化沉淀池2、溢流布水系统3和潮汐流多形态湿地组群4。污水经过沉砂池1过滤后进入前置酸化沉淀池2，再通过溢流布水系统3，最后进入潮汐流多形态湿地组群4进行进一步处理。

沉砂池1位于系统进水口，可采用常规的沉砂池结构，如其具体可包括沉砂池体和格栅，格栅栅条间距可为10mm，主要是通过重力作用以及格栅的截留去除污水中较大的无机颗粒物和悬浮杂质。

参见图2，前置酸化沉淀池2内通过挡板7形成半分隔，分成两个连通的酸化池体，进水口5设置在第一酸化池体6上，出水口10设置在第二酸化池体9的底部，在第一酸化池体6底部设置排泥管8。前置酸化沉淀池2一方面通过重力作用沉降污水中悬浮有机物，另一方面通过池内厌氧微生物作用酸化降解污水中有机物。

参见图3和图4，溢流布水系统3位于前置酸化沉淀池2的正下方，由溢流布水器、布水管12以及帘式进水管16构成。溢流布水器有一个位于中间的圆柱形贮水池11和八个围绕分布在贮水池11外周的布水格13，贮水池11位于前置酸化沉淀池的出水口10的正下方，每个布水格13底部都接有布水管12，各布水管12分别接帘式进水管16。帘式进水管16为一两端封闭纵向开有缝的管道，使水呈水帘式流出。帘式进水管16布置在潮汐流多形态湿地组群的每个子单元湿地的布水区前端。污水由前置酸化沉淀池2跌水进入溢流布水器，然后通过布水管12和帘式进水管16均匀分布进入每个湿地单元的布水区，以实现污水最大程度与填料接触，使湿地内填料得到充分利用。

潮汐流多形态湿地组群4是由八个子单元湿地并联组成，该设计将湿地整体处理的污染负荷分散化，一方面可使湿地填料得到充分利用，另一方面也可避免整体化的湿地局部堵塞导致整体瘫痪的可能。

参见图5和图6，八个子单元湿地构造相同，均由池体、填料20、植物24、复氧管21以及水位调节结构构成。

湿地池体底部进行防渗处理，并构筑1～2％的坡度，由进水向出水方向下降。分别在池体前后端设置0.5m宽的布水区17和集水区18，并在其中填埋粒径较大的卵石19以避免池体和集水管的堵塞。在湿地池体内填埋对磷素吸附量大、吸附效率高的煤渣或/和钢渣等，以增强湿地对污水中磷的去除效率。分别在湿地池体纵向1/3处和2/3处植入复氧管21，该管管身均匀布孔，用于大气复氧，以缓解湿地内部厌氧状况，在湿地内部厌氧环境下形成好氧微环境以满足污水脱氮过程中各种功能微生物对氧环境的要求。湿地内种植植物如风车草等，依靠植物24对各种元素的吸附摄取进一步提高系统效率。湿地末端采用了水位调节结构，使出水水位可调，由此可间歇性地通过出水口22调节湿地出水水位，使湿地床体间歇性的处于干-湿交替状态，使湿地产生硝化反硝化效果，提高湿地脱氮效率。其具体结构是从集水区18的底部接出多根L型出水管23，该L型管的垂直部分插在集水区18中，与集水区18中的填料等高，并在垂直部分的管身上均匀布孔，这样便于在集水区18的各个位置均匀集水，避免由于水流短路造成的出水不均匀。所有的出水管23在池体外汇集到一根水平的集水管26，集水管26上垂直连接有一根水位调节排水管27，在水位调节排水管27的不同高度上安装多个水位调节出水阀22，以达到间隙性地调节湿地出水水位的目的。

另外，集水管26的两端可以设计成排泥口25，在湿地运行中可通过漫灌池体，然后通过排泥口25排空池体，依靠水力冲刷和流动将池体中各种微生物代谢产物以及降解残余物等排出池体，解决湿地易堵塞问题。

污水的处理过程如下：

污水自流进入沉砂池1后，通过重力作用以及格栅的截留去除污水中较大的无机颗粒物和悬浮杂质。然后污水通过前置酸化沉淀池2右侧的进水口5进入第一酸化池体6，一方面通过重力作用分离污水中悬浮物，另一方面通过厌氧微生物的作用将污水中有机物酸化降解，产生的沉淀污泥通过排泥管8排出，污水经过挡板7进入第二酸化池体9发生进一步酸化降解，然后经过出水口10跌水进入溢流布水系统3的贮水池11，当贮水池11贮满后污水从贮水池边沿溢出均匀分布进入八个布水格13，然后经过布水管12流出，贮水池11内的污泥通过排泥管15排出。污水分别经布水管12进入帘式进水管16，污水通过帘式进水管16的狭缝形成水帘均匀进入每个子单元湿地的布水区17，经卵石19渗虑后进入池体，通过复氧管21在湿地处理沿程给污水补充氧气，污水在填料20、植物24和微生物三者形成的复合生态系统的物理、化学和生物三重协同作用下得到净化处理，然后污水流至集水区18通过水位调节结构的出水管23汇集到池体外的集水管26，再由与集水管26垂直连接的水位调节排水管27上的水位调节出水阀22排出。在实际运行过程中可间歇性通过选择不同位置的水位调节出水阀22以调节湿地池体水位高度，使湿地床体间歇性的处于干-湿交替状态，使湿地产生硝化反硝化效果，提高湿地脱氮效率。同时在湿地运行中可通过漫灌池体，然后通过排泥口25排空池体，依靠水力冲刷和流动将池体中各种微生物代谢产物以及降解残余物等排出池体。