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CN109574234A - 一种高效低碳湿地系统 - Google Patents

一种高效低碳湿地系统 Download PDF

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CN109574234A CN201811586062.XA CN201811586062A CN109574234A CN 109574234 A CN109574234 A CN 109574234A CN 201811586062 A CN201811586062 A CN 201811586062A CN 109574234 A CN109574234 A CN 109574234A
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尹和桂
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Abstract

本发明涉及湿地系统技术领域，具体为一种高效低碳湿地系统，包括表面流湿地和潜流湿地，所述表面流湿地包括多功能强化处理区，所述潜流湿地包括沉水植物涵养湿地耐污区、沉水植物涵养湿地深度净化区和沉水植物涵养湿地涵养区；本发明为混合型湿地系统，利用土著微生物分解水体内的有机物、利用浮游动物控制水体内的浮游植物及悬浮物、利用这沉水植被及水下森林的吸收、吸附、促沉降、光合作用产生原生氧的生理代谢活动达到有效去除水中氮、磷及其他营养污染物、增加水体内溶氧度以净化水质的目的。它可以克服传统湿地中溶氧不足、氮磷去除率低、通透性差、水体景观性差的缺点，提高水质净化效果，具有突出的实质性特点和显著的进步。

Description

一种高效低碳湿地系统
技术领域
本发明涉及湿地系统技术领域，具体为一种高效低碳湿地系统。
背景技术
人工湿地(CONSTRUCTEDWETLAND)也叫构建湿地，是一种人工建造和监督控制的与沼泽类似的地面，其设计和建造是通过对湿地自然生态系统中的物理，化学和生物作用和优化组合来进行的，也是利用这三种作用的协调关系作用来进行污水的处理。
传统湿地包括表面流湿地和潜流湿地等，表面流湿地中，污水在填料表面流动，水位较浅，一般为0.2—0.4m，最短水力停留时间为10天。该系统投资少，比较接近自然湿地，但是负荷低，受气候影响大，且卫生条件不是很好，容易引起夏季滋生蚊蝇，冬季低温结冰等问题，尽管造价低廉，但实际应用很少。而且传统的挺水植物配置不合理，容易导致富营养的再次累积，导致水体水质变差。
而且传统的湿地系统需要通过定期更换基质或收割植物使得污染物质最终从系统中去除。但在这种传统的湿地设计中，挺水植物供氧能力差，氮磷去除效果低，床体容易堵塞。
传统潜流湿地中，污水在填料表面下流动，填料床底层为小豆石，中层为砾石，上层覆盖表层土壤层，种植耐水植物，为保证潜流污水在床内的均匀流态，需布置合理的床内配水系统和集水系统。其负荷高，处理效果好，受气候影响小，且卫生条件好，在实际中应用较广。但是传统的植物配置单一，净化能力有限，且持景观效果差。为此，我们提出一种低高效低碳湿地系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效低碳湿地系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高效低碳湿地系统，包括表面流湿地和潜流湿地，所述表面流湿地包括多功能强化处理区，所述潜流湿地包括沉水植物涵养湿地耐污区、沉水植物涵养湿地深度净化区和沉水植物涵养湿地涵养区；
所述多功能强化处理区、沉水植物涵养湿地耐污区、沉水植物涵养湿地深度净化区和沉水植物涵养湿地涵养区顺次连接，多功能强化处理区设置有污水进水管，沉水植物涵养湿地涵养区设置有出水管。
优选的，所述多功能强化处理区的底部还安装有曝气装置，曝气装置位于多功能强化处理区内的管道为pvc曝气管道。
优选的，所述多功能强化处理区内从下至上依次铺设生物膜载体、生态浮床和水生植物。
优选的，所述水生植物是由美人蕉、菖蒲、水芹菜、空心菜中两种或两种以上混合栽种。
优选的，所述沉水植物涵养湿地耐污区、沉水植物涵养湿地深度净化区和沉水植物涵养湿地涵养区内均铺设有底泥，底泥上种植有沉水植物。
优选的，所述沉水植物涵养湿地耐污区内的沉水植物为轮叶黑藻和穗状狐尾藻按照1:1的比例混合种植。
优选的，所述沉水植物涵养湿地深度净化区内的沉水植物为金鱼藻、眼子菜和矮型苦草按照2:2:1的比例混合种植。
优选的，所述沉水植物涵养湿地涵养区内的沉水植物为矮型苦草和小茨藻按照4:1的比例混合种植。
优选的，所述污水进水管的横断面平均流速为0.023m/s，水力停留时间HRT为4.0d，COD表面负荷LCOD为10g/m2d，TP表面负荷LTP为0.2g/m2d。
优选的，所述多功能强化处理区的高度为1.2-1.5m，HRT为0.3d，沉水植物涵养湿地耐污区的高度为1.5m，HRT为1.1d，沉水植物涵养湿地深度净化区的高度为1.5-2.0m，HRT为0.8d，沉水植物涵养湿地涵养区的高度为1.5-2.0m，HRT为1.8d，所述多功能强化处理区与沉水植物涵养湿地耐污区的面积按照1:3的比例设置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明为混合型湿地系统，系统包括表面流湿地和潜流湿地，并合理配置系统中的挺水植物与沉水植被，用耐污能力较强的普通四季水下草皮和矮型苦草构建稳定的水下生态系统(水下生态系统包括“土著微生物+浮游动物+原生动物+沉水植物+水生动物”的健康稳定的水下生态系统，使水体具备生态自净能力)，利用土著微生物分解水体内的有机物、利用浮游动物控制水体内的浮游植物及悬浮物、利用这沉水植被及水下森林的吸收、吸附、促沉降、光合作用产生原生氧的生理代谢活动达到有效去除水中氮、磷及其他营养污染物、增加水体内溶氧度以净化水质的目的。它可以克服传统湿地中溶氧不足、氮磷去除率低、通透性差、水体景观性差的缺点，提高水质净化效果，具有突出的实质性特点和显著的进步。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
一种高效低碳湿地系统，包括表面流湿地和潜流湿地，所述表面流湿地包括多功能强化处理区，所述潜流湿地包括沉水植物涵养湿地耐污区、沉水植物涵养湿地深度净化区和沉水植物涵养湿地涵养区；
所述多功能强化处理区、沉水植物涵养湿地耐污区、沉水植物涵养湿地深度净化区和沉水植物涵养湿地涵养区顺次连接，多功能强化处理区设置有污水进水管，沉水植物涵养湿地涵养区设置有出水管；多功能强化处理区的底部还安装有曝气装置，曝气装置位于多功能强化处理区内的管道为pvc曝气管道，按照水流方向铺设在底部，起到曝气增氧强化水质净化效果；多功能强化处理区内从下至上依次铺设生物膜载体、生态浮床和水生植物，水生植物是由美人蕉、菖蒲、水芹菜、空心菜中两种或两种以上混合栽种。
沉水植物涵养湿地耐污区、沉水植物涵养湿地深度净化区和沉水植物涵养湿地涵养区内均铺设有底泥，底泥上种植有沉水植物，沉水植物涵养湿地耐污区内的沉水植物为轮叶黑藻和穗状狐尾藻按照1:1的比例混合种植，沉水植物涵养湿地深度净化区内的沉水植物为金鱼藻、眼子菜和矮型苦草按照2:2:1的比例混合种植，沉水植物涵养湿地涵养区内的沉水植物为矮型苦草和小茨藻按照4:1的比例混合种植，污水进水管的横断面平均流速为0.023m/s，水力停留时间HRT为4.0d，COD表面负荷LCOD为10g/m2d，TP表面负荷LTP为0.2g/m2d，所述多功能强化处理区的高度为1.2-1.5m，HRT为0.3d，沉水植物涵养湿地耐污区的高度为1.5m，HRT为1.1d，沉水植物涵养湿地深度净化区的高度为1.5-2.0m，HRT为0.8d，沉水植物涵养湿地涵养区的高度为1.5-2.0m，HRT为1.8d，所述多功能强化处理区与沉水植物涵养湿地耐污区的面积按照1:3的比例设置。
多功能强化处理区对进入的污水进行中水强化处理，消减COD、SS和TN；沉水植物涵养湿地耐污区对污水做进一步的中水深度净化处理，进一步消减COD、TN和NH-N，水生植物生态产氧，提高DO；沉水植物涵养湿地深度净化区对污水做进一步水质深度净化，系统自净，N、P的掠夺型净化，生态产氧，进一步提高水体DO；沉水植物涵养湿地涵养区对进入的污水水质深度净化，系统自净，生态产氧，提高水体DO，实现出水达到地表III类水的标准。
本高效低碳湿地系统以每天两万吨一级A出水的污水处理厂的排放的中水深度净化为例：
多功能强化处理区的设计面积为5000m2，沉水植物涵养湿地耐污区的设计面积为15000m2，沉水植物涵养湿地深度净化区的设计面积为10000m2，沉水植物涵养湿地涵养区的设计面积为25000m2，每天两万吨一级A出水的污水处理厂的排放的中水进入到湿地系统后，经过系统的自净，最终出水达到地表III类水。
本发明为混合型湿地系统，系统包括表面流湿地和潜流湿地，并合理配置系统中的挺水植物与沉水植被，用耐污能力较强的普通四季水下草皮和矮型苦草构建稳定的水下生态系统(水下生态系统包括“土著微生物+浮游动物+原生动物+沉水植物+水生动物”的健康稳定的水下生态系统，使水体具备生态自净能力)，利用土著微生物分解水体内的有机物、利用浮游动物控制水体内的浮游植物及悬浮物、利用这沉水植被及水下森林的吸收、吸附、促沉降、光合作用产生原生氧的生理代谢活动达到有效去除水中氮、磷及其他营养污染物、增加水体内溶氧度以净化水质的目的。它可以克服传统湿地中溶氧不足、氮磷去除率低、通透性差、水体景观性差的缺点，提高水质净化效果，具有突出的实质性特点和显著的进步。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种高效低碳湿地系统，包括表面流湿地和潜流湿地，其特征在于：所述表面流湿地包括多功能强化处理区，所述潜流湿地包括沉水植物涵养湿地耐污区、沉水植物涵养湿地深度净化区和沉水植物涵养湿地涵养区；
所述多功能强化处理区、沉水植物涵养湿地耐污区、沉水植物涵养湿地深度净化区和沉水植物涵养湿地涵养区顺次连接，多功能强化处理区设置有污水进水管，沉水植物涵养湿地涵养区设置有出水管。
2.根据权利要求1所述的一种高效低碳湿地系统，其特征在于：所述多功能强化处理区的底部还安装有曝气装置，曝气装置位于多功能强化处理区内的管道为pvc曝气管道。
3.根据权利要求1所述的一种高效低碳湿地系统，其特征在于：所述多功能强化处理区内从下至上依次铺设生物膜载体、生态浮床和水生植物。
4.根据权利要求3所述的一种高效低碳湿地系统，其特征在于：所述水生植物是由美人蕉、菖蒲、水芹菜、空心菜中两种或两种以上混合栽种。
5.根据权利要求1所述的一种高效低碳湿地系统，其特征在于：所述沉水植物涵养湿地耐污区、沉水植物涵养湿地深度净化区和沉水植物涵养湿地涵养区内均铺设有底泥，底泥上种植有沉水植物。
6.根据权利要求5所述的一种高效低碳湿地系统，其特征在于：所述沉水植物涵养湿地耐污区内的沉水植物为轮叶黑藻和穗状狐尾藻按照1:1的比例混合种植。
7.根据权利要求5所述的一种高效低碳湿地系统，其特征在于：所述沉水植物涵养湿地深度净化区内的沉水植物为金鱼藻、眼子菜和矮型苦草按照2:2:1的比例混合种植。
8.根据权利要求5所述的一种高效低碳湿地系统，其特征在于：所述沉水植物涵养湿地涵养区内的沉水植物为矮型苦草和小茨藻按照4:1的比例混合种植。
9.根据权利要求1所述的一种高效低碳湿地系统，其特征在于：所述污水进水管的横断面平均流速为0.023m/s，水力停留时间HRT为4.0d，COD表面负荷LCOD为10g/m2d，TP表面负荷LTP为0.2g/m2d。
10.根据权利要求9所述的一种高效低碳湿地系统，其特征在于：所述多功能强化处理区的高度为1.2-1.5m，HRT为0.3d，沉水植物涵养湿地耐污区的高度为1.5m，HRT为1.1d，沉水植物涵养湿地深度净化区的高度为1.5-2.0m，HRT为0.8d，沉水植物涵养湿地涵养区的高度为1.5-2.0m，HRT为1.8d，所述多功能强化处理区与沉水植物涵养湿地耐污区的面积按照1:3的比例设置。
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