利用河道构建污水处理厂尾水湿地的方法与流程

本发明涉及污水处理，更具体的是涉及一种利用河道构建污水处理厂尾水湿地的方法。

背景技术：

1、污水处理厂尾水主要是指经污水处理厂处理后的出水。目前用于污水厂尾水处理主要有:混凝、过滤、活性炭吸附、膜分离、高级氧化以及表面流湿地技术等。活性炭吸附优点是适应性很强，操作过程简单，对分子量在500-3000的有机物去除明显，基建和运行费用较高，并且容易产生亚硝酸盐等致癌物质，对突发性污染适应性差。膜分离法的主要特点是操作方便安全，启动快，运行可靠性高，不污染环境，投资少，用途广等优点，但能耗高、强度差、寿命差、抗污染能力差，并且还需要清洗及更新。高级氧化技术以产生具有强氧化能力的羟基自由基(·oh)为特点，在高温高压、电、声、光辐照、催化剂等反应条件下，使大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质，但是技术操作难度大、运行费用高。单项技术各有所长，但不能去除多种类型的污染物质，后续陆续出现了创新型组合工艺：生物接触氧化-沸石生物滤池、粉末活性碳-超滤、氧化-混凝、生物-生态协同技术、混凝沉淀-超滤组合等。然而，目前单体工艺或者组合过后的工艺均不能同时满足基建费用低、运行成本低和处理效果好的要求，使得城市尾水的回收利用率大打折扣、推广应用受到限制。

2、由于尾水水量大，一般污水处理厂的规模都是几千到几万吨/天，对于以上这些处理方法来说，不可能实现；另外这些方法费用昂贵，管理较复杂，处理每吨水的费用也较高，约为一级处理费用的5-7倍以上。从实际应用来看，现有的污水处理技术依然存在投资高，运行和维护费用高等缺点，严重制约了污水处理技术的发展。对污水处理而言，即担负着继续改善水生态环境质量的重任，又应以提升人民群众对生态人居环境满意度为准则。在建设生态文明的要求下，需对现有系统提质增效，将污水处理回归生态循环，污水处理的低碳化势在必行。因此，开发高效、低耗、低成本、占地面积需要不大且具有良好生态价值的工艺对实现尾水深度净化回用有重大意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决污水处理厂尾水不能达标排放、现有污水处理厂尾水处理采用湿地工艺占地面积较大以及河道生态环境的技术问题，本发明提供一种利用河道构建污水处理厂尾水湿地的方法。

2、本发明采用的技术方案如下：一种利用河道构建污水处理厂尾水湿地的方法，在靠近污水处理厂的位置构建依次连通的预处理区、湿地处理区和稳定区，将污水处理厂的尾水和河道的河水引流至预处理区，尾水和河水经预处理区、湿地处理区和稳定区处理后，引流到河道；

3、所述预处理区水力坡度为0.3-0.5%；种植水生植物；将污水处理厂尾水引入到预处理区的前端；

4、所述湿地处理区包括自然湿地、表面流湿地、水平潜流湿地；

5、所述自然湿地建设在预处理区后端，所述自然湿地水力坡度为0.2-0.4%；种植水生植物；

6、所述表面流湿地建设在自然湿地后端，水力坡度为0.1-0.2%；在表流湿地最末端建设生态溢流堰，种植水生植物；

7、所述水平潜流湿地建设在表面流湿地后端，所述水平潜流湿地前端设有进水渠，后端设有出水渠，通过进水渠内地漏、伸缩管、upvc实壁管、upvc穿孔管进行均匀布水；水力坡度为0-0.5%；池底铺设防渗土工布，再敷设砂垫层；湿地内填充碎石填料，湿地外墙采用砖砌墙，出水管由upvc穿孔管收集汇至upvc实壁管再进入到出水渠出水；湿地内种植挺水植物；

8、稳定区包括自然湿地和生态塘，所述生态塘建设在自然湿地后端，塘内种植水生植物。

9、所述湿地处理区修建高差三级湿地，重力流依次经过三级湿地，第一级湿地、第二级湿地、第三级湿地由“自然湿地+表面流湿地”或“水平潜流湿地+表面流湿地”组成，第一级湿地、第二级湿地、第三级湿地中至少有一组为“水平潜流湿地+表面流湿地”组成。

10、所述第一级湿地由一级自然湿地和一级表面流湿地组成；

11、所述一级自然湿地的具体构建步骤如下：

12、（1）选择预处理后端作为一级自然湿地的建设位置，构造池底微地形，使其水力坡度为0.2-0.4%；

13、（2）种植水生植物；

14、所述一级表面流湿地的具体构建步骤如下：

15、（1）选择一级自然湿地后端作为一级表面流湿地的建设位置，构造池底微地形，使其水力坡度为0.1-0.2%；

16、（2）在一级表面流湿地最末端建设生态溢流堰；

17、（3）种植水生植物。

18、所述第二级湿地由二级自然湿地和二级表面流湿地组成；

19、所述二级自然湿地的具体构建步骤如下：

20、（1）选择一级表面流湿地后端作为二级自然湿地的建设位置，构造池底微地形，使其水力坡度为0.2-0.4%；

21、（2）种植水生植物；

22、所述二级表面流湿地的具体构建步骤如下：

23、（1）选择二级自然湿地后端作为二级表面流湿地的建设位置，构造池底微地形，使其水力坡度为0.1-0.2%；

24、（2）在二级表流湿地最末端建设生态溢流堰，种植水生植物。

25、所述生态溢流堰主要由镀锌覆高耐磨有机涂层赛克格宾、聚酯长纤无纺布、挺水植物组成，在进行生态溢流堰实施时应对其基础进行处理，主要通过抛石挤淤和碎石碾压垫层夯实基础。

26、所述第三级湿地由三级水平潜流湿地和三级表面流湿地组成；

27、所述三级水平潜流湿地的具体构建步骤如下：

28、（1）选择二级表面流湿地后端作为三级水平潜流湿地的建设位置，构造池底微地形，水力坡度为0-0.5%；

29、（2）来水进入进水渠，通过进水渠内地漏、伸缩管、upvc实壁管、upvc穿孔管进行均匀布水；

30、（3）池底铺设500g/m2的复合型防渗土工布，再敷设15cm厚砂垫层；

31、（4）湿地内填充碎石填料，进水区和出水区周边位置碎石填料粒径为40mm,其他位置碎石粒径为20-30mm；

32、（5）湿地外墙采用砖砌墙，并将复合型防渗土工布压制其中；

33、（6）湿地靠近河岸侧则铺设复合型防渗土工布和砂垫层，在河岸顶部通过锚固沟固定复合型防渗土工布；

34、（7）出水管由upvc穿孔管收集汇至upvc实壁管再进入到出水渠出水；

35、（8）湿地内分区种植挺水植物；

36、所述三级表面流湿地的具体构建步骤如下：

37、（1）选择三级水平潜流湿地后端作为三级表面流湿地的建设位置，构造池底微地形，使其水力坡度宜为0.1-0.2%；

38、（2）在三级表流湿地最末端建设生态溢流堰；

39、（3）种植水生植物。

40、所述稳定区的自然湿地为稳定区自然湿地，稳定区自然湿地的具体构建步骤如下：

41、（1）选择三级表面流湿地后端作为稳定区自然湿地的建设位置，构造池底微地形，使其水力坡度为0.2-0.4%；

42、（2）种植水生植物。

43、所述自然湿地水生植物的沉水植物选择苦草、金鱼藻中的一种或多种，沉水植物种植密度3株/m2；所述表面流湿地水生植物的沉水植物选择苦草、黑藻、微齿眼子菜、金鱼藻中的一种或多种，沉水植物种植密度6株/m2。

44、所述自然湿地水生植物的挺水植物选择水葱、千屈菜、黄花鸢尾中的一种或多种，挺水植物种植密度9株/m2；

45、表流湿地水生植物的挺水植物选择水葱、千屈菜、雨久花、黄花鸢尾、菖蒲、香蒲中的一种或多种，挺水植物种植密度16株/m2；

46、水平潜流湿地水生植物的挺水植物选择水葱、千屈菜、雨久花、黄花鸢尾、菖蒲中的一种或多种，挺水植物种植密度25株/m2。

47、所述碎石填料主要采用石灰岩碎石，在填料底部敷设20mm厚的粗砂，粗砂粒径5-10mm。

48、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

49、本发明将尾水湿地及河道生态修复结合，即解决了污水处理厂尾水不能达标排放的问题，又解决了污水处理厂尾水处理采用湿地工艺占地面积较大的问题，还解决了河道生态环境问题。将尾水处理及河道生态修复相结合，满足了尾水处理的水质要求，同时解决了河道生态功能退化，水土流失较为严重等问题，获得污水处理与生态效益的最佳化。其他污水处理厂尾水处理工艺如絮凝沉淀法+过滤法、臭氧氧化法+曝气生物滤池、膜分离法、催化氧化法等，此类深度处理方法运行费用高，管理较复杂。相对于以上几种工艺，湿地处理工艺投资较少，运营管理难度较小，同时本发明污水厂尾水进入河道湿地处理后水可回用于沿线农田灌溉、市政杂用，如灌溉生态护岸，冲洗巡护路、车辆、景观用水等。

50、一般河道周边有大面积的农田，农业种植过程中，大量地使用化肥、农药等，其残留物通过农田排水和地表径流等进入河道，同时周边未经处理的各类污废水也汇入到河流，水中含有大量的氮、磷，增加了河流的污染负荷，从而造成形成污染。若河流水量小、流动性差，则水体复氧能力较弱且无法保证生态系统功能正常运行，尤其在北部半干旱地区，生态基流不足是导致大部分河流水环境恶化的重要因素。同时由于常年河水流动性差，污染底泥淤积严重，底泥颜色偏黑黄浑浊，散发异味，进一步恶化了河道生态环境，在一定环境条件下，底泥中的这些物质重新释放出来，成为河流的内在污染源，容易引发富养化现象。这些都将导致河道存在生态环境差、排涝功能减弱等问题，缺失生物多样性，自然水生生态系统功能已基本丧失，面源污染降解和自净能力严重降低。

51、本发明利用引流河道河水和工厂尾水形成湿地，达到进一步降解污染物浓度，提升水质的要求。解决目前表面流湿地占地面积大，无合适位置建设的问题。

52、河道尾水湿地将部分河水和尾水中和净化处理后，再流回河道，让受损的城市河流生态系统重新恢复其必要的结构和功能，促进生物多样性恢复，发挥其自我恢复及净化水质功能。在河道两岸结合生态河岸构建湿地外墙，同时种植挺水植物、沉水植物，并结合固土效果较好的乔木、灌木植物，拦截外源污染、过滤水质的同时，对两侧裸露河岸起到一个稳固的作用，防止水土流失带来更严重的污染及生态破坏。

53、综上所述，本发明解决了现有污水处理厂尾水处理工艺投资较高、运营维护难度较大、占地面积较大的问题，将污水处理厂尾水处理与河道生态修复相结合，通过在河道内因地制宜种植处理效果好的挺水植物、沉水植物及浮叶植物，对污水处理厂尾水中的污染物质进行进一步降解，修建生态河岸，进行周边污染的拦截、径流污染的净化。