可控型周期性两端交替进水潜流人工湿地污水处理系统及其处理工艺的制作方法

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种可控型周期性两端交替进水潜流人工湿地污水处理系统及其处理工艺。

背景技术：

人工湿地污水处理系统是在自然或半自然净化系统的基础上发展起来的污水处理技术，这种处理技术是对自然湿地的模拟，它利用自然生态系统中物理、化学和生物的三重协同作用，实现对污水的净化。湿地系统由植物、动物、微生物形成一个独特的生态环境，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等，实现对污水的高效净化处理。人工湿地污水处理技术对污水中污染成份有较好的去除效果，对于cod、bod5、tn以及tp的去除率分别可以达到80％、85％～95％、40％～50％以及80％～85％。与其他污水处理技术相比，人工湿地技术具有建造和运行成本低、处理效果好、操作简单等优点，同时选择合适的湿地植物会具有美化环境的作用，并且能产生一定的经济效益。基于以上这些优点，人工湿地被广泛应用于各类不同水体的水质净化，包括城镇生活污水、暴雨径流、工业废水、农业污水等方面。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有人工湿地植物营养不均衡导致长势不一的不足之处，提出的一种可控型周期性两端交替进水潜流人工湿地污水处理系统及其处理工艺。

一种可控型周期性两端交替进水潜流人工湿地污水处理系统，包括湿地进水布水区、湿地主体部分、湿地出水集水区；

其中，湿地进水布水区与湿地出水集水区位于整个系统的两端，呈对称型结构，所述湿地主体部分位于湿地进水布水区与湿地出水集水区之间，湿地进水布水区与湿地出水集水区的一端是墙壁，另一端与湿地主体部分之间设置有多孔布水花墙，所述多孔布水花墙上设置均匀多孔结构；

湿地进水布水区与湿地出水集水区的侧面墙壁上部内嵌进水管，所述进水管上设置有进水阀门控制装置，进水管下方的墙壁上内嵌2排以上的出水管，所述出水管排与排之间呈水平设置，湿地进水布水区与湿地出水集水区的侧面墙壁底部内嵌排空管；

湿地主体部分包括经济植物和湿地基质填料，其中，湿地基质填料位于整个湿地主体部分的底部，湿地基质填料上方种植有经济植物。

所述进水阀门控制装置由计时器与电磁阀构成，可以通过设置计时器开关时间控制湿地进水。

所述经济植物为空心菜、水稻、花卉。

所述湿地基质填料根据粒径大小分层装填，由下至上依次为粗砾石、细砾石及表层覆土，其中粗砾石粒径为30～50mm，细砾石粒径为10～20mm。

所述湿地主体部分还包括下流型折流板和上流型折流板，下流型折流板和上流型折流板分别在折流板的下部和上部设置多孔穿水，且呈垂直状交替地装嵌在湿地基质填料内部。

一种基于可控型周期性两端交替进水潜流人工湿地污水处理系统的污水处理工艺。

本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

1、整个系统呈对称型结构，即系统两端均设有进水口和出水口，这样的结构可以周期性地切换进水点，可以有效改善湿地前后段植物因营养不均导致的长势差异，也可调试不同的切换周期使湿地处理效果与植物生长状况达到最佳；周期性交换进、出水端亦可改变湿地内部水流流向，能对湿地基质起到类似于反冲洗效果，有效改善湿地基质堵塞状况；水流方向呈周期性改变也能增加湿地水流湍动程度，有利于水体复氧，使湿地内植物根系周围连续呈现好氧、缺氧及厌氧状态，形成多个串联或并联的a²/o微单元，使硝化及反硝化作用连续发生，脱氮效果明显。

2、湿地进水布水区和湿地出水集水区与湿地主体部分之间均设置有多孔布水花墙，进水端的多孔布水花墙可使污水均匀进入湿地主体内部，出水端的多孔布水花墙可使湿地末端植物在污水流出湿地前充分吸收水中污染物。

3、进水管上设置有进水阀门控制装置，通过进水阀门控制装置可改变湿地由连续运行为间歇运行并调整不同的间歇时间，有利于水中污染物被充分吸收净化；进水阀门控制装置上加装计时器，可以通过设置计时器开关时间控制湿地进水。

4、出水管设置2排以上且呈不同高度，这样的结构可以控制湿地浸润线深度，以便于根据不同植物及其在不同阶段的生长特性改变湿地基质湿润程度，保证植物达到最佳的生长状况。

5、系统的两端均设置排空管可定时完全排空湿地污水，强化潜流湿地内部大气复氧。

6、湿地内可根据地域及气候不同相应选择适宜的植物品种进行种植，选用经济价值更好的蔬菜及粮食作物代替传统的景观植物可一定程度上减少污水处理成本，也有利于工艺的在农村地区的推广。

7、湿地内可搭配种植空心菜和水稻，空心菜与水稻根系发达，营养需求量大，对污水中污染物吸收效果好，脱氮除磷效果显著；空心菜生长速率快，成熟周期短，而水稻生长周期较长，水稻一次成长周期内空心菜可进行多次收割，两者搭配种植保证空心菜收割期间湿地系统整体处理效果的延续性和稳定性。

8、湿地基质填料为砾石，表层覆土，砾石对水中磷素吸附效果好且吸附饱和度较大，保证湿地具有良好的除磷效果，而且能延长基质更换周期；表层覆土扩大了可种植植物的范围，土壤中多样化的微生物有利于植物根系生长，促进植物对水中营养元素的吸收。

9、湿地主体部分交替装嵌下流型折流板和上流型折流板，这样的结构有效增加了污水水力流程，相对延长了水力停留时间，有利于污染物被吸收净化，进一步提高了氮磷资源利用效率。

10、本发明中，湿地出水各种污染物浓度可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)一级排放标准。

11、该系统造价较低，操作简单，运行费用低，适于农村生活污水的处理。

附图说明

图1为可控型周期性两端交替进水潜流人工湿地污水处理系统的结构图；

图2为可控型周期性两端交替进水潜流人工湿地污水处理系统的俯视图；

图3为多孔布水花墙的结构图；

图4为上流型折流板的结构图；

图5为下流型折流板的结构图。

图中：1.进水管；2.进水阀门控制装置；3.湿地进水布水区；4.多孔布水花墙；5.经济植物；6.下流型折流板；7.上流型折流板；8.湿地出水集水区；9.出水管；10.排空管；11.湿地基质填料。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

实施例1

一种可控型周期性两端交替进水潜流人工湿地污水处理系统，主要包括湿地进水布水区3、湿地主体部分、湿地出水集水区8；如图1、2所示，湿地进水布水区3与湿地出水集水区8位于整个系统的两端，两者之间通过多孔布水花墙4连接湿地主体部分，如图3所示，多孔布水花墙4上设置均匀多孔结构，用以均匀布水；湿地基质填料11与种植于其上的经济植物5共同组成所述湿地主体部分，经济植物5根据营养需求类别与含量搭配种植；湿地基质填料11内部交替装嵌下流型折流板6和上流型折流板7，如图4、图5所示，下流型折流板6和上流型折流板7分别在下部和上部设置多孔穿水；湿地基质填料11根据粒径大小分层装填，由下至上依次为粗砾石、细砾石及表层覆土，其中粗砾石粒径为30～50mm，细砾石粒径为10～20mm；湿地进水布水区3与湿地出水集水区8的侧面墙壁上部内嵌进水管1，进水管1上设置有进水阀门控制装置2，进水阀门控制装置2由计时器与电磁阀构成，通过设置计时器开关时间控制湿地进水；进水管1下方的墙壁上内嵌多个不同高度的出水管9，湿地进水布水区3与湿地出水集水区8的侧面墙壁底部内嵌排空管10；湿地a、b两端呈完全对称结构，便于切换进、出水端点。

利用本系统处理污水的工艺如下：

污水从进水管1进入湿地，首先到达湿地进水布水区3，通过多孔布水花墙4均匀布水进入湿地主体部分，流经湿地过程中，其中的污染物在微生物转化、植物吸收及根系拦截作用和基质吸附等多种途径下被去除，期间流经交替布置的下流型折流板6和上流型折流板7，增加了水力流程，相对延长了停留时间，有利于污染物被吸收净化，脱氮除磷效果得到强化，污水到达湿地出水集水区8之后，通过末端设置的出水管9流出湿地，出水管9分别设置多个不同高度，以便于调整湿地浸润线深度。系统的两端均设置排空管10可定时完全排空湿地污水，强化潜流湿地内部大气复氧。

湿地内植物搭配种植，能充分利用水中氮磷等营养元素；空心菜与水稻根系发达，营养需求量大，对污水中污染物吸收效果好，脱氮除磷效果显著。空心菜生长速率快，成熟周期短，而水稻生长周期较长，水稻一次成长周期内空心菜可进行多次收割，两者搭配种植保证空心菜收割期间湿地系统整体处理效果的延续性和稳定性。湿地内还可以种植花卉等高价值植物。

进水阀门控制装置2可以设置不同进水点切换周期，按一定周期切换进水点可有效改善湿地前后段植物因营养不均导致的长势差异，也可调试不同的切换周期使湿地处理效果与植物生长状况达到最佳。周期性交换进、出水端可改变湿地内部水流流向，能对湿地基质起到类似于反冲洗效果，有效改善湿地基质堵塞状况。通过进水阀门控制装置可改变湿地由连续运行为间歇运行并调整不同的间歇时间，有利于水中污染物被充分吸收净化。

以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。