本發(fā)明屬于生態(tài)環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有利于生物填料表面生物膜生成的濕地處理型水處理方法和系統(tǒng)，更進(jìn)一步涉及一種新的生物填料表面生物膜生成方法。

背景技術(shù)：

目前在受污染飲用水源原水凈化領(lǐng)域，應(yīng)用較為廣泛的生態(tài)凈化技術(shù)主要有人工濕地、生態(tài)草人工介質(zhì)、生態(tài)浮床等，近年來(lái)由生態(tài)凈化技術(shù)組合形成的受污染飲用水源原水的生態(tài)凈化工藝提升了飲用水源原水水質(zhì)，申請(qǐng)?zhí)枮?01210181368.3的中國(guó)發(fā)明專利說(shuō)明書中公開了一種工藝，工藝包括預(yù)處理凈化單元、復(fù)合濕地凈化單元、高效氧化凈化單元、沉水植物凈化單元和深度凈化單元。該工藝使用中發(fā)現(xiàn)，由于飲用水源地原水水質(zhì)相對(duì)較好，預(yù)處理單元中生物填料表面生物膜形成的周期長(zhǎng)、生物膜活性不高、對(duì)水質(zhì)凈化的作用未能得到有效發(fā)揮。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種濕地處理型水處理方法和系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明第一方面提供一種濕地處理型水處理方法，包括如下步驟：

將待處理水體引入生物填料單元進(jìn)行生物膜處理，所述生物填料單元中設(shè)有生物填料；

將經(jīng)受生物膜處理后的水體引入濕地單元進(jìn)行濕地凈化處理，所述濕地單元按水體的流動(dòng)方向依次包括挺水植物區(qū)和沉水植物區(qū)，至少部分的沉水植物區(qū)中的沉水植物和/或水體和/或泥作為碳源被回流至生物填料單元；

所述生物填料單元中水體的總有機(jī)碳的含量≥12mg/l，所述生物填料單元中水體的含氧量為≥7.5mg/l，當(dāng)生物填料上的生物膜老化時(shí)，吹落生物填料上老化的生物膜。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述生物填料單元中水力停留時(shí)間為≥3h。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述生物填料單元的水深為1.0～2.0m。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述生物填料選自生物繩類填料和/或土工布類填料。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，按水體的流動(dòng)方向，所述生物填料單元中依次設(shè)有生物繩類填料和土工布類填料。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，按水體的流動(dòng)方向，土工布類填料位于生物填料單元后部，優(yōu)選水體的后10～15％的部分。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述生物填料單元中，位于水體中的生物繩類填料的體積與生物填料區(qū)水體總體積之比≥75％。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述生物填料單元中，生物繩類填料均勻地分布于生物填料單元的水體中。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述生物繩類填料的材質(zhì)為聚丙烯和/或維尼綸，所述土工布類填料的材質(zhì)為無(wú)紡?fù)凉げ肌?/p>

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述生物繩類填料的外徑為80～120mm。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述生物繩類填料的比表面積為1.6～2.4m²/m。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，按水體的流動(dòng)方向，土工布類填料的截留面積相對(duì)水體橫截面的比例≥75％。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述土工布類填料的規(guī)格≥400g/m²，厚度≥3mm，等效孔徑0.07～0.2mm。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，通過引入氣水混合物保持生物填料單元中水體的含氧量和/或吹落生物填料上老化的生物膜，所述氣水混合物為待處理水體與氣體混合所形成的混合物。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，在生物填料單元的底部引入氣水混合物。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述氣水混合物中的氣泡粒徑≤200nm。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述氣水混合物中的溶解氧含量≥12mg/l。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述氣水混合物的流量為≥1(m³·h^-1)/(m³單位生物填料單元區(qū)體積)。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述生物膜老化具體指生物膜的活性下降50％以上，優(yōu)選為下降60％以上，更優(yōu)選為下降70％以上，更優(yōu)選為下降80％以上。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述挺水植物區(qū)的水力停留時(shí)間為≥36h。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述挺水植物區(qū)的水深為0.1～0.5m。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述挺水植物區(qū)中種植有挺水植物，所述挺水植物選自蘆葦、香蒲、菖蒲、再力花、水蔥、茭草中的一種或多種的組合。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述挺水植物的種植密度為≥6株/m²，每株挺水植物株高≥40cm。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述沉水植物區(qū)的水力停留時(shí)間為≥24h。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述沉水植物區(qū)的水深為1.3～2.3m。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述沉水植物區(qū)中種植有沉水植物，所述沉水植物選自苦草、黑藻、金魚藻、狐尾藻、眼子菜、伊樂藻、菹草中的一種或多種的組合。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述沉水植物的種植密度為≥10叢/m²，每叢≥10株，每株長(zhǎng)度≥15cm。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，自沉水植物區(qū)被回流至生物填料單元的流股中，總有機(jī)碳的含量≥40mg/l。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，自沉水植物區(qū)被回流至生物填料單元的流股中，泥所提供的有機(jī)碳的含量為≥15mg/g。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，自沉水植物區(qū)被回流至生物填料單元的流股中，沉水植物所提供的有機(jī)碳的含量為≥85mg/g。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，自沉水植物區(qū)被回流至生物填料單元的流股被回流至生物填料單元的底部。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，至少部分的沉水植物區(qū)中的沉水植物和/或水體和/或泥自沉水植物區(qū)的底部作為碳源被回流至生物填料單元。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，自沉水植物區(qū)被回流至生物填料單元的流股還經(jīng)受破碎處理。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，自沉水植物區(qū)被回流至生物填料單元的流股的流量為≥0.5(m³·h^-1)/(m³單位生物填料單元區(qū)體積)。

本發(fā)明第二方面提供一種濕地處理型水處理系統(tǒng)，包括：

用于對(duì)待處理水體進(jìn)行生物膜處理的生物填料單元，所述生物填料單元中設(shè)有生物填料；

用于對(duì)經(jīng)受生物膜處理后的水體進(jìn)行濕地凈化處理的濕地單元，所述濕地單元按水體的流動(dòng)方向依次包括挺水植物區(qū)和沉水植物區(qū)；

所述生物填料單元與濕地單元之間通過生物填料單元出水管道流體連通，所述生物填料單元與濕地單元之間還通過回流管道流體連通。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述生物填料單元中水力停留時(shí)間為≥3h。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述生物填料單元的水深為1.0～2.0m。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述生物填料選自生物繩類填料和/或土工布類填料。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，按水體的流動(dòng)方向，所述生物填料單元中依次設(shè)有生物繩類填料和土工布類填料。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，按水體的流動(dòng)方向，土工布類填料位于生物填料單元后部，優(yōu)選水體的后10～15％的部分。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述生物填料單元中，位于水體中的生物繩類填料的體積與生物填料區(qū)水體總體積之比≥75％。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述生物填料單元中，生物繩類填料均勻地分布于生物填料單元的水體中。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述生物繩類填料的材質(zhì)為聚丙烯和/或維尼綸，所述土工布類填料的材質(zhì)為無(wú)紡?fù)凉げ肌?/p>

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述生物繩類填料的外徑為80～120mm。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述生物繩類填料的比表面積為1.6～2.4m²/m。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述生物填料單元中設(shè)有用于放置生物填料的生物填料框架。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，按水體的流動(dòng)方向，土工布類填料的截留面積相對(duì)水體橫截面的比例≥75％。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述土工布類填料的規(guī)格≥400g/m²，厚度≥3mm，等效孔徑0.07～0.2mm。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述生物填料單元與氣水混合物發(fā)生裝置流體連通，所述氣水混合物發(fā)生裝置包括氣水混合物發(fā)生器，所述氣水混合物發(fā)生裝置的流體出口優(yōu)選位于生物填料單元的底部，氣水混合物發(fā)生裝置流體出水孔均勻分布于生物填料單元中。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述氣水混合物發(fā)生裝置所產(chǎn)生的氣水混合物中的氣泡粒徑≤200nm。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述氣水混合物發(fā)生裝置所產(chǎn)生的氣水混合物中的溶解氧含量≥12mg/l。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述氣水混合物發(fā)生裝置所產(chǎn)生的氣水混合物的流量為≥1(m³·h^-1)/(m³單位生物填料單元區(qū)體積)。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，還包括待處理水體存儲(chǔ)單元，所述待處理水體存儲(chǔ)單元與生物填料單元之間通過生物填料單元入水管道流體連通，所述待處理水體存儲(chǔ)單元與氣水混合物發(fā)生裝置之間還通過氣水混合物輸送管道流體連通。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述挺水植物區(qū)的水力停留時(shí)間為≥36h。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述挺水植物區(qū)的水深為0.1～0.5m。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述挺水植物區(qū)中種植有挺水植物，所述挺水植物選自蘆葦、香蒲、菖蒲、再力花、水蔥、茭草中的一種或多種的組合。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述挺水植物的種植密度為≥6株/m²，每株挺水植物株高≥40cm。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述沉水植物區(qū)的水力停留時(shí)間為≥24h。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述沉水植物區(qū)的水深為1.3～2.3m。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述沉水植物區(qū)中種植有沉水植物，所述沉水植物選自苦草、黑藻、金魚藻、狐尾藻、眼子菜、伊樂藻、菹草中的一種或多種的組合。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述沉水植物的種植密度為≥10叢/m²，每叢≥10株，每株長(zhǎng)度≥15cm。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，回流管道的入口位于沉水植物區(qū)的底部。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，回流管道的出口位于生物填料單元的底部，回流管道出水孔通常均勻分布于物填料單元中。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，所述回流管道上還設(shè)有破碎處理裝置。

在本發(fā)明一些實(shí)施方式中，回流管道的流量為≥0.5(m³·h^-1)/(m³單位生物填料單元區(qū)體積)。

本發(fā)明第三方面提供一種濕地處理型水處理方法，使用所述濕地處理型水處理系統(tǒng)對(duì)待處理水體進(jìn)行處理。

附圖說(shuō)明

圖1顯示為本發(fā)明工藝流程圖。

圖2顯示為本發(fā)明生物填料單元俯視圖。

圖3顯示為本發(fā)明生物填料單元側(cè)視圖。

圖4顯示為本發(fā)明濕地單元俯視圖。

圖5顯示為本發(fā)明濕地單元側(cè)視圖。

元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明

1水體存儲(chǔ)單元

2生物填料單元

21生物填料

211生物繩類填料

212土工布類填料

22生物填料框架

23生物填料單元出水管道

24生物填料單元入水管道

3濕地單元

31挺水植物區(qū)

311挺水植物

312挺水植物區(qū)的底部

32沉水植物區(qū)

321沉水植物

322沉水植物區(qū)的底部

33處理所得水體

41回流管道

42破碎處理裝置

43回流管道出口

431回流管道出水孔

44回流管道入口

5氣水混合物發(fā)生裝置

51氣水混合物發(fā)生器

52氣水混合物輸送管道

53氣水混合物發(fā)生裝置流體

出口

531氣水混合物發(fā)生裝置流體

出水孔

具體實(shí)施方式

本發(fā)明發(fā)明人通過依次布置的生物填料單元和濕地單元，并在周邊布置氣水系統(tǒng)和回流系統(tǒng)，從而提供了一種具有成型時(shí)間短、生物膜活性效果好、對(duì)水質(zhì)凈化效率高等特點(diǎn)的濕地處理型水處理方法和系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上完成了本發(fā)明。

本發(fā)明第一方面提供一種濕地處理型水處理方法，所述濕地處理型水處理方法可以包括：

將待處理水體引入生物填料單元進(jìn)行生物膜處理，所述生物填料單元中設(shè)有生物填料；

將經(jīng)受生物膜處理后的水體引入濕地單元進(jìn)行濕地凈化處理，所述濕地單元按水體的流動(dòng)方向依次包括挺水植物區(qū)和沉水植物區(qū)，至少部分的沉水植物區(qū)中的沉水植物和/或水體和/或泥作為碳源被回流至生物填料單元；

所述生物填料單元中水體的總有機(jī)碳的含量≥12mg/l，優(yōu)選為12～36mg/l，所述生物填料單元中水體的含氧量為≥7.5mg/l，當(dāng)生物填料上的生物膜老化時(shí)，吹落生物填料上老化的生物膜。

本發(fā)明所提供的濕地處理型水處理方法中，待處理水體中通常包括有機(jī)物、氮、磷等污染物，例如，水體中ss(懸浮物濃度)可以≥20mg/l、≥50mg/l、≥100mg/l或≥200mg/l，在本發(fā)明一具體實(shí)施方式中，ss為200～250mg/l；codmn(高錳酸鉀檢測(cè)的cod)可以≥1.0mg/l、≥2.0mg/l、≥3.0mg/l、≥4.0mg/l、≥5.0mg/l或≥6.0mg/l，在本發(fā)明一具體實(shí)施方式中，codmn為6～7mg/l；nh3-n(水體中的氨氮含量)可以≥0.1mg/l、≥0.5mg/l、≥1.0mg/l或≥1.5mg/l，在本發(fā)明一具體實(shí)施方式中，nh3-n為1～2mg/l；tp(水體中總磷含量)可以≥0.01mg/l、≥0.05mg/l、≥0.1mg/l或≥0.15mg/l，在本發(fā)明一具體實(shí)施方式中，tp為0.1～0.2mg/l。

本發(fā)明所提供的濕地處理型水處理方法中，生物填料單元通?？梢允窃O(shè)有生物填料的水處理池，底部可以設(shè)有適量的土壤，生物填料單元中水力停留時(shí)間通?？梢詾椤?h，所述生物填料單元的水深通常可以為1.0～2.0m。所述生物填料通常選自生物繩類填料和/或土工布類填料，按水體的流動(dòng)方向，所述生物填料單元中可以依次設(shè)有生物繩類填料和土工布類填料。所述生物繩類填料通常具有較大的比表面積，用于生成生物膜，例如，生物繩類填料的比表面積可以為1.6～2.4m²/m，生物繩類填料的外徑通常可以為80～120mm。所述生物填料單元中，生物繩類填料的使用量通常根據(jù)其所提供的總的比表面積確定，例如，所述生物填料單元中，位于水體中的生物繩類填料的體積與生物填料區(qū)水體總體積比之≥75％，生物繩類填料可以均勻地分布于生物填料單元的水體中，例如，可以通過框架支撐后均勻分布于生物填料單元的水體中。本領(lǐng)域技術(shù)人員可選擇合適的材質(zhì)的生物繩類填料，例如，生物繩類填料的材質(zhì)可以為聚丙烯和/或維尼綸。所述土工布類填料通常位于生物填料單元的后部，用于對(duì)水體產(chǎn)生截留效果，按水體的流動(dòng)方向，優(yōu)選位于水體的后10～15％的部分，土工布類填料的截留面積相對(duì)水體橫截面的比例≥75％。本領(lǐng)域技術(shù)人員可選擇合適的材質(zhì)的土工布類填料，例如，土工布類填料的材質(zhì)可以為無(wú)紡?fù)凉げ?，土工布類填料的?guī)格可以為≥400g/m²，厚度可以≥3mm，等效孔徑可以為0.07～0.2mm。

本發(fā)明所提供的濕地處理型水處理方法中，可以通過引入氣水混合物保持生物填料單元中水體的含氧量和/或吹落生物填料上老化的生物膜，所述生物膜老化具體指生物膜的活性下降50％以上、下降60％以上、下降70％以上、或下降80％以上。所述氣水混合物可以是待處理水體與氣體混合所形成的混合物，所述氣體可以是空氣等，氣水混合物的引入位置通常在水體的底部(例如，通常為水體的下1/3～1/4的部分)，所述氣水混合物中氣泡的粒徑通常為納米級(jí)別，例如，氣泡粒徑可以≤200nm，氣水混合物中的溶解氧含量≥12mg/l，氣水混合物的流量為≥1(m³·h^-1)/(m³單位生物填料單元區(qū)體積)。

本發(fā)明所提供的濕地處理型水處理方法中，濕地單元通?？梢允前ㄍλ参飬^(qū)和沉水植物區(qū)的水處理池，水體流經(jīng)挺水植物區(qū)和沉水植物區(qū)后被引出濕地單元，即為處理所得水體。所述挺水植物區(qū)底部通常有適量的土壤，挺水植物區(qū)的水深通常為0.1～0.5m，種植密度通?？梢詾椤?株/m²，每株挺水植物株高通常≥40cm，水力停留時(shí)間通?！?6h，挺水植物區(qū)中通常種植有挺水植物，所述挺水植物選自包括但不限于蘆葦(phragmitesaustraliastrin.)、香蒲(typhaorientalispresl)、菖蒲(acoruscalamusl.)、再力花(thaliadealbatafraser)、水蔥(scirpusvalidusvahl)、茭草(zizanialatifolia)中的一種或多種的組合；所述沉水植物區(qū)底部通常有適量的土壤，沉水植物區(qū)的水深通常為1.3～2.3m，種植密度通?？梢詾椤?0叢/m²，每叢通?！?0株，每株長(zhǎng)度通?！?5cm，水力停留時(shí)間通常為≥24h，沉水植物區(qū)中通常種植有沉水植物，所述沉水植物選自包括但不限于苦草(vallisnerianatans(lour.)hara)、黑藻(hydrillaverticillata)、金魚藻(ceratophyllumdemersuml.)、狐尾藻(myriophyllumverticillatuml.)、眼子菜(potamogetondistinctusa.benn.)、伊樂藻(elodeanuttallii)、菹草(potamogetoncrispusl.)中的一種或多種的組合。

本發(fā)明所提供的濕地處理型水處理方法中，自沉水植物區(qū)被回流至生物填料單元的流股中，總有機(jī)碳的含量為≥40mg/l，流股回流的過程中通常經(jīng)受破碎處理，流股中的有機(jī)碳通常來(lái)源于泥和沉水植物，泥所提供的有機(jī)碳的含量可以為≥15mg/g，沉水植物所提供的有機(jī)碳的含量可以為≥85mg/g。自沉水植物區(qū)被回流至生物填料單元的流股通常自沉水植物區(qū)的底部為碳源被回流至生物填料單元，進(jìn)一步通常被回流至生物填料單元中水體的底部(例如，通常為水體的下1/3～1/4的部分)。自沉水植物區(qū)被回流至生物填料單元的流股的流量為≥0.5(m³·h^-1)/(m³單位生物填料單元區(qū)體積)。

本發(fā)明第二方面提供一種濕地處理型水處理系統(tǒng)，包括：

用于對(duì)待處理水體進(jìn)行生物膜處理的生物填料單元(2)，所述生物填料單元(2)中設(shè)有生物填料(21)；

用于對(duì)經(jīng)受生物膜處理后的水體進(jìn)行濕地凈化處理的濕地單元(3)，所述濕地單元(3)按水體的流動(dòng)方向依次包括挺水植物區(qū)(31)和沉水植物區(qū)(32)；

所述生物填料單元(2)與濕地單元(3)之間通過生物填料單元出水管道(23)流體連通，從而可以將經(jīng)受生物膜處理后的水體引入濕地單元進(jìn)行濕地凈化處理，所述生物填料單元(2)與濕地單元(3)之間還通過回流管道(41)流體連通，從而可以將至少部分的沉水植物區(qū)中的沉水植物和/或水體和/或泥作為碳源被回流至生物填料單元。

本發(fā)明所提供的濕地處理型水處理系統(tǒng)中，如圖2、3所示，生物填料單元(2)通?？梢允窃O(shè)有生物填料(21)的水處理池，底部可以設(shè)有適量的土壤，所述生物填料單元(2)中水力停留時(shí)間為≥3h，所述生物填料單元(2)的水深為1.0～2.0m。所述生物填料(21)選自生物繩類填料(211)和/或土工布類填料(212)，按水體的流動(dòng)方向，所述生物填料單元(2)中依次設(shè)有生物繩類填料(211)和土工布類填料(212)。所述生物繩類填料(211)通常具有較大的比表面積，用于生成生物膜，例如，生物繩類填料(211)的比表面積為1.6～2.4m²/m，生物繩類填料(211)的外徑通?？梢詾?0～120mm。所述生物填料單元(2)中，生物繩類填料(211)的使用量通常根據(jù)其所提供的總的體積占比確定，且通常需要保證水體中的生物繩類填料(211)具有合適的比表面積，例如，所述生物填料單元(2)中，生物繩類填料(211)的體積與生物填料區(qū)水體總體積比之≥75％，生物繩類填料(211)可以均勻地分布于生物填料單元(2)的水體中，例如，生物填料單元(2)中可以設(shè)有用于放置生物填料(21)的生物填料框架(22)，生物繩類填料(211)可以通過生物填料框架(22)支撐后均勻分布于生物填料單元(2)的水體中。本領(lǐng)域技術(shù)人員可選擇合適的材質(zhì)的生物繩類填料(211)，例如，生物繩類填料(211)的材質(zhì)可以為聚丙烯和/或維尼綸。所述土工布類填料(212)通常位于生物填料單元(2)的后部，通?？梢酝ㄟ^生物填料框架(22)支撐后分布于生物填料單元(2)中，用于對(duì)水體產(chǎn)生截留效果，按水體的流動(dòng)方向，優(yōu)選位于水體的后10～15％的部分，土工布類填料(212)的截留面積相對(duì)水體橫截面的比例可以≥75％。本領(lǐng)域技術(shù)人員可選擇合適的材質(zhì)的土工布類填料(212)，例如，土工布類填料(212)的材質(zhì)可以為無(wú)紡?fù)凉げ?，土工布類填料的?guī)格可以≥400g/m²，厚度可以≥3mm，等效孔徑可以為0.07～0.2mm。

本發(fā)明所提供的濕地處理型水處理系統(tǒng)中，所述生物填料單元(2)通常與氣水混合物發(fā)生裝置(5)流體連通，氣水混合物發(fā)生裝置(5)可以包括氣水混合物發(fā)生器(51)，所述氣水混合物發(fā)生裝置(5)的氣水混合物發(fā)生裝置流體出口(53)優(yōu)選位于生物填料單元(2)的底部(例如，通常為使用時(shí)水體的下1/3-1/4的部分)，氣水混合物發(fā)生裝置流體出水孔(531)通常均勻分布于生物填料單元(2)中，所述氣水混合物發(fā)生器(51)通?？梢允菤馀莅l(fā)生器等，更具體可以是納米氣泡發(fā)生器。所述氣水混合物發(fā)生裝置(5)所提供的氣水混合物通常是待處理水體與氣體混合所形成的混合物，所述氣體可以是空氣等，所述氣水混合物中氣泡的粒徑通常為納米級(jí)別，氣水混合物發(fā)生裝置(5)所產(chǎn)生的氣水混合物中的氣泡粒徑通?？梢浴?00nm，氣水混合物中的溶解氧含量通?！?2mg/l，氣水混合物的流量可以為≥1(m³·h^-1)/(m³單位生物填料單元區(qū)體積)。

本發(fā)明所提供的濕地處理型水處理系統(tǒng)中，還可以包括待處理水體存儲(chǔ)單元(1)，所述水體存儲(chǔ)單元(1)可以是用于儲(chǔ)存水體的罐體、水池等，所述待處理水體存儲(chǔ)單元(1)與生物填料單元(2)之間可以通過生物填料單元入水管道(24)流體連通，從而可以將待處理水體直接引入生物填料單元(2)中。所述待處理水體存儲(chǔ)單元(1)與氣水混合物發(fā)生裝置(5)之間還通過氣水混合物輸送管道(52)流體連通，從而可以將含有氣水混合物(即含有氣泡的待處理水體)引入生物填料單元(2)中。

本發(fā)明所提供的濕地處理型水處理系統(tǒng)中，如圖4、5所示，濕地單元通?？梢允前ㄍλ参飬^(qū)(31)和沉水植物區(qū)(32)的水處理池，水體流經(jīng)挺水植物區(qū)(31)和沉水植物區(qū)(32)后被引出濕地單元(3)，即為處理所得水體(33)。挺水植物區(qū)的底部(312)通常有適量的土壤，挺水植物區(qū)(31)的水深通常為0.1～0.5m，種植密度通?！?株/m²，每株挺水植物株高通?！?0cm，水力停留時(shí)間通常為≥36h，挺水植物區(qū)(31)中通常種植有挺水植物(311)，所述挺水植物(311)選自包括但不限于蘆葦、香蒲、菖蒲、再力花、水蔥、茭草中的一種或多種的組合；所述沉水植物區(qū)的底部(322)通常有適量的土壤，沉水植物區(qū)(32)的水深通常為1.3～2.3m，種植密度通常可以為≥10叢/m²，每叢通?！?0株，每株長(zhǎng)度通?！?5cm，水力停留時(shí)間通常為≥24h，沉水植物區(qū)(32)中通常種植有沉水植物(321)，所述沉水植物(321)選自包括但不限于苦草、黑藻、金魚藻、狐尾藻、眼子菜、伊樂藻、菹草中的一種或多種的組合。

本發(fā)明所提供的濕地處理型水處理系統(tǒng)中，回流管道(41)的回流管道入口(44)可以位于沉水植物區(qū)(32)的底部，從而可以將位于沉水植物區(qū)(32)的底部的沉水植物和/或水體和/或泥引出，回流管道(41)的回流管道出口(43)可以位于生物填料單元(2)的底部(例如，通常為使用時(shí)水深的下1/3-1/4的部分)，從而可以將回流的流股引導(dǎo)至生物填料(21)的下部，回流管道出水孔(431)通常均勻分布于物填料單元(2)中。所述回流管道(41)上通常還設(shè)有破碎處理裝置(42)，所述破碎處理裝置(42)可以是位于回流管道中的攪拌葉片，用于盡量打碎回流流股中的固形物，回流管道(41)的流量通常為≥0.5(m³·h^-1)/(m³單位生物填料單元區(qū)體積)。

在本發(fā)明一具體實(shí)施方式中，生物填料單元(2)中可以設(shè)有用于放置生物填料(21)的生物填料框架(22)，生物填料(21)懸掛于單元內(nèi)的生物填料框架(22)上，按水體的流動(dòng)方向，所述生物填料單元(2)中依次設(shè)有生物繩類填料(211)和土工布類填料(212)。填料框架可由防銹金屬管材焊接或鋼筋混凝土預(yù)制而成，呈框架結(jié)構(gòu)。填料框架頂部淹沒于生物填料單元(2)水位以下，下部埋設(shè)于生物填料單元(2)的底部土層中。單道生物填料呈繩狀(通常為生物繩類填料)懸掛于生物填料框架(22)上，相鄰兩道生物填料之間留有一定的間隙，單道生物填料的上端和下端均固定在生物填料框架(22)上，多道生物填料并排形成一個(gè)懸掛面。在垂直于水流運(yùn)動(dòng)方向上設(shè)置多個(gè)生物填料(21)懸掛面，順?biāo)鞣较驊覓烀嬷g的距離由大變小。最后一個(gè)懸掛面懸掛土工布類填料(212)，其它懸掛面懸掛生物繩類填料(211)，最后一個(gè)懸掛面設(shè)置的土工布可將水流中懸浮物攔截。懸掛面之間空間的下方設(shè)置有回流管道出口(43)和氣水混合物發(fā)生裝置流體出口(53)。泥水和氣水分別從各自分配管的孔口向上噴出，在懸掛面之間的空間形成微生物高含量的渾濁液。待處理的原水進(jìn)入生物填料單元(2)后，迎著懸掛面水平推流運(yùn)動(dòng)，穿過生物填料(21)間的間隙，經(jīng)生物填料(21)表面的生物膜處理后流出生物填料單元(2)，進(jìn)入濕地單元(3)濕地單元(3)一般采用表流濕地，其包含挺水植物區(qū)(31)和沉水植物區(qū)(32)，分別種植挺水植物(311)和沉水植物(321)，挺水植物區(qū)底部高于沉水植物區(qū)底部。挺水植物區(qū)水深較淺，使得所選用的挺水植物株高一半以上均可露出水面。沉水植物區(qū)水深相對(duì)較深，使得所選用的沉水植物均能夠淹沒于水中。沉水植物區(qū)底部在不同的區(qū)域可以設(shè)置多個(gè)低于底部的凹坑，凹坑的大小和深度可根據(jù)需要確定，并能便于回流管吸泥口將濕地區(qū)的含有微生物和沉水植物的泥水混合物吸出，泥水混合物為生物填料表面生物膜的生成提供微生物和碳源，其中沉水植物經(jīng)回流泵破碎挺水植物區(qū)和沉水植物區(qū)平面按照水體先流入挺水植物區(qū)后再經(jīng)過沉水植物區(qū)流出濕地單元的原則進(jìn)行布置?；亓鞴艿?41)連接濕地單元(3)和生物填料單元(4)，中間設(shè)置破碎處理裝置(42)。泥水回流管道(41)一端為回流管吸泥口，位于濕地單元(3)內(nèi)，其可在濕地單元(3)內(nèi)不同的凹坑之間移動(dòng)，泥水回流管道(41)另一端為回流管出口，位于生物填料單元(2)懸掛面間空隙的下方，回流管出口處設(shè)置有擴(kuò)大口，擴(kuò)大口上設(shè)置橫管，橫管上設(shè)置帶有孔口的分配管，分配管的孔口朝上。泥水回流管道(41)可將含有泥、沉水植物、水的泥水混合液吸入，然后將沉水植物、泥破碎后與水混合，然后再輸出至回流管出口。沉水植物在破碎過程中會(huì)向外釋放有機(jī)碳，為生物膜的生長(zhǎng)提供碳源。氣水混合物發(fā)生裝置(5)生物填料單元(2)輸送并分配氧氣和營(yíng)養(yǎng)鹽的運(yùn)輸系統(tǒng)，其為微生物在生物填料表面形成生物膜提供所需營(yíng)養(yǎng)鹽和好氧環(huán)境。氣水混合物發(fā)生裝置(5)由氣水混合物輸送管道(52)、氣水混合物發(fā)生器(51)、氣水混合物發(fā)生裝置流體出口(53)。首先通過輸送管將待處理原水吸入，氣水混合物發(fā)生器(51)同步將空氣吸入并轉(zhuǎn)變成微小氣泡，并在機(jī)器內(nèi)部將微小氣泡與待處理原水混合，然后將混合液從氣水出口輸出。氣水出口位于生物填料單元(2)懸掛面之間空隙的下方，也位于回流管道出口(43)的下方?；亓鞴艹隹谏显O(shè)置橫管，橫管上設(shè)置帶有孔口的分配管，孔口朝上。

本發(fā)明第三方面提供一種濕地處理型水處理方法，使用所述濕地處理型水處理系統(tǒng)對(duì)待處理水體進(jìn)行處理，原理與本發(fā)明第一方面所闡述的水處理方法相同。

本發(fā)明所提供的濕地處理型水處理方法和系統(tǒng)在濕地處理型水源地內(nèi)依次布置生物填料單元和濕地單元，并在周邊布置氣水系統(tǒng)和回流系統(tǒng)。水源地待處理原水依次經(jīng)過生物填料單元和濕地單元；當(dāng)填料表面需要生成生物膜時(shí)，回流系統(tǒng)將濕地單元內(nèi)含有大量微生物與有機(jī)碳的泥水回流至生物填料單元，同時(shí)氣水系統(tǒng)將混合有空氣的待處理原水輸送至生物填料單元，兩個(gè)系統(tǒng)分別為生物填料表面生物膜的形成提供微生物、氧氣、營(yíng)養(yǎng)鹽；當(dāng)填料表面生物膜老化后，先運(yùn)行氣水系統(tǒng)將表面老化的生物膜吹落，然后再同步啟動(dòng)回流系統(tǒng)。

本發(fā)明具有成型時(shí)間短、生物膜活性效果好、對(duì)水質(zhì)凈化效率高的特點(diǎn)，可提高生物填料應(yīng)用在濕地、河道等自然水體處理時(shí)的生物膜處理水體的效果。

以下通過特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

實(shí)施例1

待處理水體的主要組分含量為ss、codmn、nh3-n、tp的濃度分別為221mg/l、6.8mg/l、1.5mg/l、0.15mg/l，直接被引入生物填料單元的水流流量為1000m³/d。

生物填料單元的結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)12m、寬7m、高2.5m、水深2.0m。

生物填料：生物繩類生物填料為生物繩，材質(zhì)為聚丙烯+維尼綸，其中繩芯為聚丙烯、外部的舒展體為維尼綸，在水深舒展開后的外徑100mm，比表面積2.4m²/m，單道長(zhǎng)1.8m。土工布類生物填料為無(wú)紡?fù)凉げ?，?guī)格為400g/m²，單道寬度5cm、長(zhǎng)1.8m。生物填料框架寬6m、長(zhǎng)10m、高1.8m，設(shè)置15個(gè)懸掛面，框架順?biāo)鞣较蚯?m均隔設(shè)置5個(gè)懸掛面、后5m均隔設(shè)置10個(gè)懸掛面，最后2個(gè)懸掛面懸掛土工布，其余13個(gè)懸掛面懸掛生物繩，每個(gè)懸掛面分別懸掛50道生物填料，各懸掛面均垂直于水體整體流動(dòng)方向設(shè)置。

濕地單元的結(jié)構(gòu)為中挺水植物區(qū)長(zhǎng)100m、寬30m；沉水植物區(qū)長(zhǎng)30m、寬25m。

挺水植物區(qū)水深0.3m，種植的挺水植物為蘆葦，蘆葦?shù)姆N植密度為6株/m²，每株蘆葦株高≥40cm；沉水植物區(qū)水深1.5m，凹坑低于沉水植物區(qū)底部0.3m，種植的沉水植物為苦草，苦草種植密度為10叢/m²，每叢10株，每株長(zhǎng)度≥15cm。

生物填料單元中水體中初始總有機(jī)碳的含量平均為8.5mg/l，通過回流，補(bǔ)充并維持生物填料單元中水體中總有機(jī)碳的含量至12mg/l以上，所述生物填料單元中水體的初始含氧量平均為8mg/l，通過回流，維持生物填料單元中水體的含氧量為≥7.5mg/l，當(dāng)生物填料上的生物膜老化時(shí)，使用氣水混合物吹落生物填料上老化的生物膜，當(dāng)泥水混合液回流至生物填料單元時(shí)，亦使用氣水混合物同步供養(yǎng)。

泥水混合液：泥中有機(jī)碳含量約15mg/g(泥干質(zhì)量中的含量)，苦草破碎釋放有機(jī)碳含量約85mg/g(苦草干質(zhì)量中的含量)。

微泡發(fā)生與混合器：功率7.5kw，流量18-22m³/h，氣泡粒徑＜200nm，混合液溶解氧含量＞12mg/l。

對(duì)生物填料上生物膜的監(jiān)測(cè)顯示：其總固體含量平均＞14mg/g(生物膜生物量/填料重)、微生物多樣性指數(shù)(香農(nóng)指數(shù))平均＞3，生物膜成熟時(shí)間平均＜25d、比自然條件下縮短一半時(shí)間。

當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)以后，經(jīng)過上述方法和系統(tǒng)處理后的水體中，主要組分ss、codmn、nh3-n、tp的平均去除率達(dá)到80％、30％、55％、70％以上。

綜上所述，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。