CN201553667U

CN201553667U - 一种污水处理湿地系统

Info

Publication number: CN201553667U
Application number: CN2009202660250U
Authority: CN
Inventors: 何航; 陆天友; 魏琛
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-11-03
Filing date: 2009-11-03
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2019-11-03

Abstract

本实用新型公开了一种污水处理湿地系统，包括调节池(7)、预沉淀处理池(8)、蠕动泵(9)和至少一个湿地单元(11)，调节池(7)连接污水排出管，调节池(7)、预沉淀处理池(8)、蠕动泵(9)、进水阀(10)、湿地单元(11)之间经过管道依次相连，集水管(12)与湿地单元(11)的出水口相接；所述的湿地单元(11)为装配式填料人工垂直潜流湿地单元。本实用新型所提供的污水处理湿地系统不仅可以有效防止湿地系统的堵塞，还可以根据进水水质不同调节湿地单元的填料组分；而且其维护非常方便，发生堵塞时可及时更换堵塞部分而不影响其他湿地单元；同时，发生堵塞的单元通过更换内部填料能再次用于污水处理，避免了浪费。

Description

一种污水处理湿地系统

技术领域：

本实用新型涉及一种污水处理湿地系统，尤其是包括装配式填料人工垂直潜流湿地单元的污水处理湿地系统，属于污水处理技术领域。

背景技术：

目前，人工湿地应用于污水处理的工程越来越多。人工湿地主要由湿地植物、填料、微生物三部分组成，湿地通过三者之间的协同作用来完成对污水中污染物的去除作用。但是，湿地系统运行时间久了就容易堵塞，造成处理效率下降，出水水质不理想。若不及时处理就会使整个湿地系统趋于瘫痪，无法实现污水的净化作用。一般湿地系统采用改变进水方式、改变填料级配等方法来延缓湿地系统的堵塞，但其效果不太理想。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于：提供一种污水处理湿地系统。本实用新型针对一般湿地系统易堵塞、更换不方便等问题，所提供的污水处理湿地系统不仅可以有效防止湿地系统的堵塞，还可以根据进水水质不同调节湿地单元的填料组分，而且，在发生堵塞时也能及时更换堵塞部分而不影响其他湿地单元。

本实用新型是这样构成的：一种污水处理湿地系统，包括调节池、预沉淀处理池、蠕动泵和至少一个湿地单元，调节池连接污水排出管，调节池、预沉淀处理池、蠕动泵、进水阀、湿地单元之间经过管道依次相连，集水管与湿地单元的出水口相接；所述的湿地单元为装配式填料人工垂直潜流湿地单元：包括顶部开口的外围容器和置于其中的五个结构层，外围容器中自上而下依次为渗水基质组成的种植层、布水层、填料层、渗滤层、集水层。

前述调节池的进水处设有中格栅；中格栅的栅条间隔为10～40mm。

前述预沉淀处理池的前段设有细筛；细筛的孔径为1.6mm。

相邻两个湿地单元之间用卡箍固定，更换时只需将卡箍松开，通过吊装安装即可，对其他部分的处理没有影响，保证了维护期间湿地系统的正常运行。

预沉淀处理池的底部设有1％～2％的坡度；坡底端设有污泥收集槽，槽底部设有排泥管和阀门。

为了使人工垂直潜流湿地在污水处理中发挥更大的作用，使其维护更加简便、省时、省力，设计人在提出合理的实验方案之前，综合考虑了以下几点：

1、人工垂直潜流湿地具有无表面水、占地面积小、使用率高、维护方便等特点。

2、为了易于调整，将潜流湿地分为若干个区，通过衔接使之构成一个整体，分区同时可以有效防止湿地植物的病虫害。

3、分区以后，能根据实际运行情况更换分区单元，使得湿地管理更加方便。

4、装配式填料人工湿地主要是针对小区生活污水及度假村生活污水。由于这些污水水量变化大，分区后可根据进水水量调整运行的湿地单元个数。

5、由于长期运行，湿地系统难免发生堵塞，装配式填料人工湿地处理系统可以根据堵塞情况更换堵塞部分，且装配式更换较为简便，对湿地运行的影响较小、易于实施。

6、湿地的分区单元可预先在工厂制作，根据湿地规模进行现场安装，安装工期短，有利于湿地系统的运行。

7、发生堵塞被更换的单元可以通过维修进行重复利用，无浪费现象。

以下是设计人确定本实用新型技术方案的主要试验研究过程：

1、工艺流程

试验工艺为预沉淀处理池+人工潜流湿地，即：进水→调节池→预沉淀处理池→水泵→人工潜流湿地→出水

2、处理对象

本实用新型设计的装配式填料人工潜流湿地的处理对象主要为居民生活小区以及度假村等小范围内的生活污水。居民小区及度假村的生活污水具有水质变化大、水量不稳定等特点。

本实用新型采用的移动拼装式人工湿地系统可以根据不同的水量调整拼装的单元数来进行调整，避免了设计与实际处理量之间的矛盾。移动式可以根据不同地点的需要进行调整，具有简便快捷且出水水质好等特点。

3、进水水质

由于不同的度假村、居民小区的生活污水中所含的污染物的浓度不一致，因此实验处理进水水质参照一般生活污水水质。一般生活污水的基本水质情况如表1所示(单位为mg/L)。

表1一般生活污水水质

主要指标	COD_Cr	BOD₅	SS	NH₃-N	TP
主要指标	COD_Cr	BOD₅	SS	NH₃-N	TP	一般污水	250～300	100～150	150～200	30(TKN＝40)	4～5

4、出水水质

为了防止环境污染，人工潜流湿地处理出水水质按照《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准执行。主要出水水质如表2所示。

表2出水基本控制项目最高允许排放浓度(日均值)单位：mg/L

5、湿地单元填料及进水、出水方式的选择

填料的类型以及比例是影响人工湿地处理污水的重要因素之一。填料对污染物的截留过程包括物理过滤、离子交换、专性与非专性吸附、螯合作用、沉降反应等。填料是人工湿地的重要组成部分，由于土壤通透性差，容易发生堵塞，从而形成短流或漫流，所以单纯以土壤为填料的人工湿地已经逐渐被砂石或混合填料所代替。采用混合填料作为人工湿地填料，既避免了单一填料长期使用可能导致堵塞、从而造成污水短路或填料长期区出现死水区的现象，也使得污水中的各种污染物得到较好的去除效果。近年来，一些通透性好、比表面积大、具有吸附能力的多孔介质也被填充到人工湿地系统里，大大提高了污染物、特别是氮磷的去除效果。

基质(即湿地单元中各结构层的填料，一般由土壤、细沙、粗砂、砾石、碎瓦片或灰渣等构成，按一定的厚度铺好，形成供植物生长和微生物附着的床体)的选用过程中通常需要考虑以下几个因素：(1)具有良好的吸附性能和离子交换性能，基质在磷的去除过程中主要是通过一些物理和化学(吸附、吸收、离子交换、络合反应等)作用实现，因而选择合适的基质对磷的去除率有着重要的影响。(2)基质的粒径不宜过大或过小，基质的水力传导率较小，容易造成堵塞，形成地表漫流；粒径太大，单位体积内微生物可附着的面积较小；目前选用的基质粒径范围在0～30mm，常用范围为4～16mm。(3)有利于生物膜的形成和更新，有利于提高有机物和氮的去除效率。(4)价廉，基质占湿地建设费用的比例最大，可达到50％～60％。

基质层厚度的确定取决于植物的根系生长深度、处理效率以及复氧效率。为了保证湿地床体中有足够的氧供好氧菌利用，湿地的基质层厚度(即湿地单元中各结构层的厚度之和)一般控制在0.6～0.8m之间，垂直流湿地的基质层厚度可相对较厚，一般在0.7～0.8m之间。人工湿地床体的设计深度一般是按水生植物根系自然扩展的深度来设计的，一般为0.6～0.7m。如香蒲、灯芯草湿地床深度以0.2～0.6m为宜。

垂直流湿地常采用多孔管进水。湿地的出水系统可采用沟排、管排、井排等方式，设计时应考虑受纳水体的特点、湿地系统的布置及现场条件等因素。为有效的控制湿地水位，垂直流人工湿地排水系统一般是在基质层中布设穿孔集水管，并设置旋转弯头和控制阀门，同时在系统的必要部位设置控制阀和放空阀。

本实用新型潜流湿地主要由五部分组成：湿地从上部至底部依次为：种植层、布水层、填料层、渗滤层、集水层。种植层的厚度为15～25cm，主要成分为稻田土及细沙(d＜2mm)，其重量比例为3∶1～4∶1。布水层的厚度为10～15cm，主要成分为粗砂，粒径为10～15mm。填料层的厚度为20～30cm，主要成分为自制的生物填料，其粒径在3～5mm。渗滤层的厚度为20～30cm，主要成分为用5mm筛网筛细的稻田土及粒径0.25～0.35mm的细沙(重量比例为3∶2～2∶1)。集水层的厚度为10～15cm，主要成分为粗砂，粒径为10～15mm。布水管及集水管的材质均为U-PVC，管径为De32。布水支管下部交替均匀开孔，开孔方向为斜向下30°；集水管支管开孔为水平均匀开孔。在渗滤层与集水层之间敷设一层无纺布，主要作用是为了防止渗滤层的土壤沉陷以堵塞集水管。外围容器的顶部超高设置为15cm。为防止湿地系统因渗漏而造成地下水污染，要求在工程施工时应尽量保持原土层，并在原土层上设置防渗层。防渗层的设置有多种方法，如采用厚度为0.5～1mm的高密度聚乙烯树脂、油毛毡密封铺垫等，防止床体填料尖角对薄膜的损坏，施工时可在塑料薄膜上预铺设一层细沙。本实验采用高密度聚乙烯树脂防渗。

6、湿地单元的制作材料

制作湿地单元外围容器的材质最好选用玻璃钢。玻璃钢具有如下特点：

(1)轻质高强

(2)耐腐蚀性能好

(3)电性能好

(4)热性能良好

(5)可设计性好

玻璃钢可以根据需要，灵活地设计出各种结构的产品，来满足使用要求，可以使产品有很好的整体性。

同时，用玻璃钢作为制作材料，可以观察到湿地单元内的水位动态变化。

7、植物的选择

植物不同，微生物数量不同，这主要是植物的根际效应在起作用。根分泌物种类繁多，数量各异，不仅有糖、有机酸、氨基酸等初生代谢产物，还有酮酚和胺等次生代谢产物以及一些不知名的代谢产物。作用于周围环境形成根际(一般指根-土界面不足1mm到几mm的范围的微区土壤)，产生根际效应。根分泌物直接影响根际微生物的种类和数量分布，不同植物或在不同土壤种植的植物或同一植物不同发育阶段根分泌物的种类和数量不同，从而有选择性地影响着根际微生物。根际微生物是聚居在根际土壤，以根际分泌物为主要营养的一群微生物，根分泌物为土壤微生物提供大量的营养和能源物质，根际微生物不仅种类和数量远高于非根际植物，而且其代谢活性也比非根际微生物高。植物的存在使人工湿地系统中的微生物如硝化细菌、反硝化细菌、磷细菌、纤维素分解菌的数量显著增加。

7.1种植方式的选择

湿地植物是影响湿地处理系统功效的重要因素，故其种植/移植和维护也是植物建设中的重要任务。湿地植物的种植/移植主要包括裸根幼苗移植、种子繁殖、收割植物的移植以及盆栽移植等。

7.2种植时间的选择

人工湿地污水处理系统中种植湿地植物的最佳时间是春天或初夏，湿地植物一般在此季节开始生长。此时段日照时间渐长，来自杂生植物和病虫害的影响最小，大多数植物能够适应性生长。而且，在湿地植物开始生长季节种植，既有充足的时间生长为成熟植物，又能在寒冷季节到来和植物生长速率减慢之前达到有效的覆盖率。

7.3种植密度的选择

湿地植物的种植密度主要由植物种类、污水处理效能、湿地类型、景观要求决定，对于水生植物来说，前者显得更为重要，水生植物种植主要为片植、块植与丛植，片植或块植一般都需要满种，竣工验收时要全部覆盖地面(水面)。

7.4湿地植物的选择

人工湿地植物的选择原则：

1.净化能力强

水生植物对污水中的BOD₅、COD、TN、TP主要是靠附着生长在根区表面及附近的微生物去除的，因此应选择根系比较发达的水生植物。

2.具有抗逆性

1)抗病虫害能力

污水生态处理系统中的植物易滋生病虫害，抗病虫害能力直接关系到植物自身的生长与生存，也直接影响其在处理系统中的净化效果。

2)对周围环境的适应能力

由于人工湿地中的植物根系要长期浸泡在水中和接触浓度较高且变化较大的污染物，因此所选用的水生植物除了耐污能力要强外，对当地的气候条件、土壤条件和周围的动植物环境都要有很好的适应能力。一般应选用当地或本地区天然湿地中存在的植物。

3)易管理

管理简单、方便是人工湿地生态污水处理工程的主要特点之一。若能筛选出净化能力强、抗逆性相仿，而生长量较小的植物，将会减少管理上尤其是对植物体后处理上的许多麻烦。

4)综合利用价值高

若所处理的污水不含有毒、有害成分，其综合利用可从以下几个方面考虑：①作饲料，一般选择粗蛋白的含量＞20％(干重)的水生植物。②作肥料，应考虑植物体含肥料有效成分较高，易分解。③生产沼气，应考虑发酵、产气植物的碳氮比，一般选用植物体的碳氮比为25～30。

5)美化景观

由于城镇污水的处理系统一般都靠近城郊，同时面积较大，故美化景观也是必须考虑的。

备选植物：

①灯芯草 ② 香蒲③菖蒲 ④美人蕉 ⑤芦苇

根据以上原则选择灯芯草和美人蕉两种植物。两种植物交替种植，即相邻的两块湿地一块种植美人蕉，一块种植灯芯草，形成错落有致的人造景观。灯芯草的种植密度为40株/m²，美人蕉的种植密度为20株/m²。采用幼苗裸根移植，植物来自贵州省植物园，移植时间为四月份。

7.5湿地的启动

人工湿地的启动就是在处理系统中培养出合适的动植物群落。启动时间的长短与湿地类型、进水水质及季节有关。在运行初期，除了气候、植物的适应性等因素，水力负荷及人工湿地的床体水位是影响植物成活率及其生长的主要因素。在人工湿地植物栽植初期，水力负荷稍大且调节水位达到人工湿地保持轻度水淹，植物生长较快，成活率较高。否则较低水位的潜流人工湿地，由于夏季气温升高，造成上部砾石温度填料温度升高，会危害到植物的生存。温度高，蒸腾蒸发量大，也会造成水位降低，影响植物生存。因此湿地水位的调节在湿地启动中至关重要。

对于潜流型人工湿地来说，植物生长时，保持湿地的水位极其重要。在人工湿地植物达到较高成活率、生长稳定后，还需要对人工湿地植物根系的生长进行引导。一般做法是降低人工湿地床体水位，在植物根的趋水性作用下，刺激了植物根系向下生长，以满足生长对水的要求。

大量杂草特别是浅根旱生杂草的生长会降低人工湿地净化效率。由于杂草生命力强，在湿地启动初期可能成为优势物种，影响湿地植被的成熟。因此，在种植初期通过调节水位使床体表面淹水减少杂草或人工拔除来控制，不鼓励在湿地中使用杀虫剂。

8.进水方式

人工湿地传统的布水方式有固定式喷灌、移动式喷灌、淹灌和沟灌。在大多数情况下，布水方式取决于当地的地形、土壤、植物和气候条件。为了使人工湿地水流均匀分布以及增加湿地的溶解氧，研究人员开发了许多新型的布水方式。阶梯进水可避免处理床前部堵塞，使植物长势均匀，有利于后部的硝化脱氮作用；回流式可对进水进行一定的稀释，增加水中的溶解氧并减少出水中可能出现的臭味，促进填料床中的硝化和反硝化脱氮作用；综合式则一方面设置出水回流，另一方面还将进水分布至填料床的中部，以减少填料床前端的负荷。最近，科研人员还研究出一种新颖的辐射流人工湿地，水流由湿地的中心呈辐射状流向砾石床，在湿地的周边进行水的收集，此辐射流式布水能提高砾石基质的水力传导性。

根据水流方向不同，传统的人工湿地分为平行流与下行流两种。已有相当多的研究表明，平行流的传氧能力有限。下行流常采用分批进水的方式，污水由表面纵向流至床底，一批污水通过后，床体处于不饱和状态，氧由大气扩散至床体中，因此，较平行流系统具有较高的好氧处理能力。近年来，除平行流与下行流外，人们已开始对潮汐流进行研究，在这一类系统中，污水由下至上逐渐充满床体后，再被排出，排水的过程也是大气复氧的过程。空气中的氧经表面扩散和植物根系传输进人床体，床体上部处于微氧环境，再进水时，污染物可进行好氧降解。这种间歇流人工湿地可被视为一个复杂的微生物反应系统，附着于植物根系以及砾石表面的微生物群落进行好氧或厌氧代谢，从而去除水中的污染物。

人工湿地能够满足湿地植物对水分的需求，干湿交替的运行方式更有利于湿地植物的生长，地上生物量的增加，须根和根毛数量的增加，提高植物的输氧量，改善介质中氧化还原状态以促进有机物的降解和硝化细菌的生长。运行方式采用干湿交替运行，采用间歇进水方式。每天进水三次，每次进水4h，间隔约4h。间歇进水可以便于较低水力负荷时的布水均匀，充分利用湿地表面和体积。

9.调节池、预沉淀处理池

调节池的容积设定为1m³，有效容积为0.75m³。水力停留时间24h。调节池尺寸是边长为1m的立方体。材质为玻璃钢。

为防止堵塞，需设置预处理区，通过预沉淀作用将可沉淀物质去除。基于最大处理量，将预沉淀处理池的HRT设为36h。预沉淀处理池容积为1.25m³，有效容积为1.125m³。预沉淀处理池的尺寸：长×宽×高＝1m×1m×1.25m。底部坡度为2％，一端设置污泥收集槽，尺寸为长×宽×高＝0.25m×1m×0.3m。底部设排泥管，DN50钢管，并设置阀门。同时，预沉淀处理池在进水位置设置一细筛，主要是用以阻拦或去除流动状态下水或废水中的悬浮或漂浮固体物质。细筛的规格为孔径1.6mm的网筛，网筛的材料为不锈钢。

由于生活污水中的有机成分易于降解，且悬浮颗粒含量较大，潜流湿地处理单元前设置预处理区，通过自然沉降去除部分悬浮颗粒，减少后续处理单元发生堵塞的概率。

潜流湿地处理单元的床体规格对污水的处理效率有一定的影响。一般情况下，长宽比对BOD₅、TSS和氨的去除有影响，故取长宽比为1∶1。潜流湿地面积较大，应当分区，这样可以均匀分配流量，利于植物的管理和保护植物免受病虫的危害。按长度将潜流湿地处理单元再等分为三部分。即最小的处理分格的尺寸为0.5m×0.5m，深度为0.91m。为了便于排水，底部坡度取为1％～5％。

10.运行效果

在装配式填料人工湿地系统投入试运行后，进水、出水水样每隔2天测一次。测定方法均按照标准测定方法进行。

COD测定采用重铬酸盐法，BOD测定采用活性污泥曝气降解法，NH₃-N测定采用纳氏试剂比色法。

(1)5月份湿地运行效果如表4所示：(单位mg/L)

表4五月份进水、出水水质数据记录

	进水COD	出水COD	进水NH₃-N	NH₃-N	进水BOD₅	BOD₅
	进水COD	出水COD	进水NH₃-N	NH₃-N	进水BOD₅	BOD₅	5.1	296	46	26.7	7.5	96.5	19
5.4	318	52	25.3	6.2	101.8	17.5	5.1	296	46	26.7	7.5	96.5	19
5.4	318	52	25.3	6.2	101.8	17.5	5.7	256	48	29.5	8.2	120.2	21
5.10	291	38	32.5	5.6	106.7	16	5.7	256	48	29.5	8.2	120.2	21

	进水COD	出水COD	进水NH₃-N	NH₃-N	进水BOD₅	BOD₅
	进水COD	出水COD	进水NH₃-N	NH₃-N	进水BOD₅	BOD₅	5.13	306	53	31.7	5.1	86.5	10.5
5.16	285	35	26.4	5.6	100.9	16.5	5.13	306	53	31.7	5.1	86.5	10.5
5.16	285	35	26.4	5.6	100.9	16.5	5.19	268	36	23.5	6.7	96.5	20.5
5.22	298	26	29.5	7	112.6	16.7	5.19	268	36	23.5	6.7	96.5	20.5
5.22	298	26	29.5	7	112.6	16.7	5.27	263	29	25.4	4.7	120.8	13.8
5.30	345	52	19.8	5.1	110.6	17.2	5.27	263	29	25.4	4.7	120.8	13.8

由表4可知，五月份出水水质基本能满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准，有两次出水BOD₅超出一级B规定，其原因可能是由于运行初期，系统运行不稳定造成的。各种污染物的去除率随着运行时间的延长均表现出增加的趋势，主要原因是填料上固定的微生物适应了人工湿地系统内的环境，已经形成了良好的去除机制，对进水有较好的去除作用。

(2)6月份湿地运行效果如表5所示：(单位mg/L)

表5六月份进水、出水水质数据记录

	进水COD	出水COD	进水NH₃-N	NH₃-N	进水BOD₅	BOD₅
	进水COD	出水COD	进水NH₃-N	NH₃-N	进水BOD₅	BOD₅	6.2	263	35	25.4	5.3	112.6	17.5
6.5	298	50	29.5	7.5	106.7	19.2	6.2	263	35	25.4	5.3	112.6	17.5
6.5	298	50	29.5	7.5	106.7	19.2	6.8	325	52	30.4	7.8	100.8	18.2
6.11	306	59	31.7	5.4	87.2	15.2	6.8	325	52	30.4	7.8	100.8	18.2
6.11	306	59	31.7	5.4	87.2	15.2	6.14	285	34	26.4	6.3	92.5	18.3
6.17	294	41	26.7	7.5	99.4	17.5	6.14	285	34	26.4	6.3	92.5	18.3
6.17	294	41	26.7	7.5	99.4	17.5	6.20	286	42	28.6	6.9	103.8	19.2
6.23	310	51	31.6	7.8	110.7	18.6	6.20	286	42	28.6	6.9	103.8	19.2
6.23	310	51	31.6	7.8	110.7	18.6	6.28	279	35	28.4	6.4	106.5	17.3

由表5可知，六月份出水水质都能满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。各种污染物的去除率随着运行时间的延长基本呈现稳定的趋势，波动较小。主要原因是因为人工潜流湿地的运行系统已经成熟，各项去除作用也都形成了良好的运作，因此各项污染物的去除也趋于稳定。

(3)7月份湿地运行效果如表6所示：(单位mg/L)

表6七月份进水、出水水质数据记录

	进水COD	出水COD	进水NH₃-N	NH₃-N	进水BOD₅	BOD₅
	进水COD	出水COD	进水NH₃-N	NH₃-N	进水BOD₅	BOD₅	7.1	305	53	26.8	7.8	95.2	18.6
7.4	298	47	29.5	7.1	110.5	18.4	7.1	305	53	26.8	7.8	95.2	18.6
7.4	298	47	29.5	7.1	110.5	18.4	7.7	325	55	30.4	7.6	106.7	20.8
7.10	316	50	28.4	6.8	113.1	19	7.7	325	55	30.4	7.6	106.7	20.8
7.10	316	50	28.4	6.8	113.1	19	7.13	294	43	31.2	8.5	96.1	15.6
7.16	286	41	26.7	6.4	99.4	18.4	7.13	294	43	31.2	8.5	96.1	15.6
7.16	286	41	26.7	6.4	99.4	18.4	7.19	297	38	28.6	7.2	102.7	19.2
7.22	306	47	31.6	7.8	106.5	17.2	7.19	297	38	28.6	7.2	102.7	19.2
7.22	306	47	31.6	7.8	106.5	17.2	7.27	279	31	28.4	6.1	103.8	15.9
7.30	308	52	26	6.8	104.2	17.6	7.27	279	31	28.4	6.1	103.8	15.9

由表6可知，七月份出水水质能满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。七月份各种污染物的去除率随着时间的变化基本稳定，各项污染物的出水含量均低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准规定的值。

结论：

通过三个月的稳定运行，可知装配式填料人工潜流湿地的处理效果良好，出水水质能够满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。从最初运行的五月份到运行稳定的七月份，系统对各项污染物的降解效果也日趋稳定，去除效率也能维持在很高的水平。从平均效果可以看出，随着时间的推移，系统出水的各项指标的数据呈现增加的趋势，说明人工湿地系统的处理能力随着时间的延长会有所降低，适时更换湿地中的填料和基质是必要的。

与现有技术相比，本实用新型所提供的包括装配式填料人工垂直潜流湿地单元的污水处理湿地系统不仅可以有效防止湿地系统的堵塞，还可以根据进水水质不同调节湿地单元的填料组分；而且其维护非常方便，在发生堵塞时可以及时更换堵塞部分而不影响其他湿地单元，保证了湿地系统的连续运行；同时，发生堵塞的单元通过更换内部填料又能重新被用于污水处理，避免了浪费。此外，采用本实用新型湿地系统进行污水处理的效果良好，对各项污染物的降解效果稳定，去除效率较高，出水水质好，能够满足城镇污水排放标准。

附图说明：

图1是装配式填料人工垂直潜流湿地单元的纵向剖面图；

图2是污水处理湿地系统的平面布置示意图；

图3是预沉淀处理池(8)的纵向剖面图。

具体实施方式：

实施例1：一种污水处理湿地系统(见图2)，包括调节池7、预沉淀处理池8、蠕动泵9和若干个湿地单元11，调节池7连接污水排出管，调节池7、预沉淀处理池8、蠕动泵9、进水阀10、湿地单元11之间经过管道依次相连，集水管12与湿地单元11的出水口相接。

所述的湿地单元11为装配式填料人工垂直潜流湿地单元(如图1所示)：包括顶部开口的外围容器6和置于其中的五个结构层，外围容器6中自上而下依次为渗水基质组成的种植层1、布水层2、填料层3、渗滤层4、集水层5。布水层2、填料层3、渗滤层4和集水层5的基质铺设于孔隙直径小于基质粒径的塑料托盘上，种植层1的基质直接铺设在布水层2的上面。外围容器6用玻璃钢制作，其顶端高出种植层115cm。种植层1的厚度为15cm，其中的基质由粒径＜2mm的稻田土与细砂按照4∶1的重量比混合组成；布水层2的厚度为10cm，其中的基质由粒径为15mm的粗砂组成；填料层3的厚度为20cm，其中的基质由粒径5mm的生物填料(用脱水污泥、粉煤灰和黏土按照5∶4∶1的重量比例在1150℃温度下烧结25min制得)组成；渗滤层4的厚度为20cm，其中的基质由过5mm筛网的稻田土和粒径0.30mm的细砂按照3∶2的重量比混合组成；集水层5的厚度为10cm，其中的基质由粒径为15mm的粗砂组成。布水层2中设有布水支管，布水支管下部交替均匀开孔，开孔方向为斜向下30°。集水层5中布设有穿孔集水支管，水平均匀开孔；并设有旋转弯头和控制阀、放空阀。为了防止渗滤层的土壤沉陷堵塞集水管，在渗滤层4与集水层5之间设有一层无纺布。湿地单元的床体长宽比为1∶1；为提高污水处理效率，根据湿地面积将湿地处理部分分割为若干单元，每个单元的尺寸为0.5m×0.5m×0.91m(长×宽×高)。为了便于排水，湿地单元的底部设有3％的坡度。

调节池7(用玻璃钢制作)的尺寸为1m×1m×1m，有效容积为0.75m³；其进水处设有中格栅，中格栅的栅条间隔为20mm，中格栅的尺寸为0.5m×0.5m。为了减小后续处理单元发生堵塞的概率，预沉淀处理池8的前段设有细筛，细筛的孔径为1.6mm。相邻两个湿地单元11之间用卡箍固定，更换时只需将卡箍松开，通过吊装安装即可，对其他部分的处理没有影响，保证了维护期间湿地系统的正常运行。

预沉淀处理池8(参见图3)的尺寸为长×宽×高＝1m×1m×1.25m，有效容积为1.125m³，底部坡度为2％；坡底端设有污泥收集槽13，尺寸为长×宽×高＝0.25m×1m×0.3m；槽底部设有排泥管14(DN50钢管)和阀门15。

实施例2：一种污水处理湿地系统(见图2)，包括调节池7、预沉淀处理池8、蠕动泵9和若干个湿地单元11，调节池7连接污水排出管，调节池7、预沉淀处理池8、蠕动泵9、进水阀10、湿地单元11之间经过管道依次相连，集水管12与湿地单元11的出水口相接。

所述的湿地单元11为装配式填料人工垂直潜流湿地单元(如图1所示)：包括顶部开口的外围容器6和置于其中的五个结构层，外围容器6中自上而下依次为渗水基质组成的种植层1、布水层2、填料层3、渗滤层4、集水层5。布水层2、填料层3、渗滤层4和集水层5的基质铺设于孔隙直径小于基质粒径的塑料托盘上，种植层1的基质直接铺设在布水层2的上面。外围容器6的顶端高出种植层115cm。种植层1的厚度为20cm，其中的基质由粒径＜2mm的稻田土与细砂按照3∶1的重量比混合组成；布水层2的厚度为15cm，其中的基质由粒径为10mm的粗砂组成；填料层3的厚度为25cm，其中的基质由粒径3mm的生物填料组成；渗滤层4的厚度为25cm，其中的基质由过5mm筛网的稻田土和粒径0.25mm的细砂按照2∶1的重量比混合组成；集水层5的厚度为15cm，其中的基质由粒径为10mm的粗砂组成。布水层2中设有布水支管，布水支管下部交替均匀开孔，开孔方向为斜向下40°。集水层5中布设有穿孔集水支管，水平均匀开孔。为了防止渗滤层的土壤沉陷堵塞集水管，在渗滤层4与集水层5之间设有一层无纺布。湿地单元的床体长宽比为1∶1；为了便于排水，湿地单元的底部设有1％的坡度。

调节池7的进水处设有中格栅；中格栅的栅条间隔为30mm。预沉淀处理池8的前段设有细筛；细筛的孔径为1.6mm。相邻两个湿地单元11之间用卡箍固定。预沉淀处理池8(参见图3)的底部坡度为1％，坡底端设有污泥收集槽13，槽底部设有排泥管14和阀门15。

Claims

1.一种污水处理湿地系统，包括调节池(7)、预沉淀处理池(8)、蠕动泵(9)和至少一个湿地单元(11)，其特征在于：调节池(7)连接污水排出管，调节池(7)、预沉淀处理池(8)、蠕动泵(9)、进水阀(10)、湿地单元(11)之间经过管道依次相连，集水管(12)与湿地单元(11)的出水口相接；所述的湿地单元(11)为装配式填料人工垂直潜流湿地单元：包括顶部开口的外围容器(6)和置于其中的五个结构层，外围容器(6)中自上而下依次为渗水基质组成的种植层(1)、布水层(2)、填料层(3)、渗滤层(4)、集水层(5)。

2.按照权利要求1所述的污水处理湿地系统，其特征在于：调节池(7)的进水处设有中格栅。

3.按照权利要求2所述的污水处理湿地系统，其特征在于：中格栅的栅条间隔为10～40mm。

4.按照权利要求1所述的污水处理湿地系统，其特征在于：预沉淀处理池(8)的前段设有细筛。

5.按照权利要求4所述的污水处理湿地系统，其特征在于：细筛的孔径为1.6mm。

6.按照权利要求1所述的污水处理湿地系统，其特征在于：相邻两个湿地单元(11)之间用卡箍固定。

7.按照权利要求1或4所述的污水处理湿地系统，其特征在于：预沉淀处理池(8)的底部设有1％～2％的坡度。

8.按照权利要求7所述的污水处理湿地系统，其特征在于：预沉淀处理池(8)的底部最低端设有污泥收集槽(13)，槽底部设有排泥管(14)和阀门(15)。