一種污染河道旁路修復(fù)人工濕地系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種污染河道旁路修復(fù)人工濕地系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及城市化進(jìn)程的加快，城市河道水受到了嚴(yán)重的污染和破壞。一方面城市污水收集、處理設(shè)施的建設(shè)落后于城市建設(shè)的步伐；另一方面，雨水徑流污染導(dǎo)致城市河道遭受的面源污染日益加劇。有機(jī)物、氨氮和磷是城市河道的主要污染物。不同類型的方法被用于治理河道，保障水質(zhì)。污染河道水旁路處理是目前值得關(guān)注的一條新思路，是在河岸帶上建設(shè)處理系統(tǒng)，將河水分流其中進(jìn)行處理的旁路處理法，如建于河岸上的人工濕地處理系統(tǒng)、氧化塘以及多種形式的生物床或生物反應(yīng)器等。如何去除污染河道水中的氨氮一直是關(guān)注的熱點(diǎn)?，F(xiàn)有的方法通常是采用曝氣的方式，使水中的有機(jī)物被好氧分解后，再由自養(yǎng)硝化菌將氨氮氧化為硝酸鹽氮。這種方式存在兩個問題，一是有機(jī)物好氧分解菌是異養(yǎng)菌，其對自養(yǎng)的硝化菌形成抑制；二是有機(jī)物降解后，氨氮硝化產(chǎn)生的硝酸鹽因缺乏反硝化電子供體，導(dǎo)致不能被完全去除。
[0003]為此，根據(jù)城市污染河道的水質(zhì)特征，針對性的開發(fā)具有強(qiáng)化氨氮去除功能的人工濕地系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種污染河道旁路修復(fù)人工濕地系統(tǒng)，所述濕地系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)污染河水的高效強(qiáng)化脫氮，有效的降低固體碳源消耗量，有效的對污染河水進(jìn)行深度處理，保障出水水質(zhì)。
[0005]—種污染河道旁路修復(fù)人工濕地系統(tǒng)，包括依次連接的氨氮硝化區(qū)、固體碳源反硝化區(qū)、深度凈化區(qū)、虹吸排水系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明所述的污染河道旁路修復(fù)人工濕地系統(tǒng)，其中所述氨氮硝化區(qū)包括第一基質(zhì)區(qū)和第一排水區(qū)，所述第一基質(zhì)區(qū)由下部的第一集水層和上部的沸石層構(gòu)成，在所述第一集水層中設(shè)置有第一集水管，其出水口設(shè)置在所述第一排水區(qū)的下部，在所述沸石層的中設(shè)置有布水管，所述布水管的進(jìn)水口端與外部連通。
[0007]本發(fā)明所述的污染河道旁路修復(fù)人工濕地系統(tǒng)，其中所述固體碳源反硝化區(qū)包括第二基質(zhì)區(qū)和第二排水區(qū)，所述第二基質(zhì)區(qū)由下部的第二集水層和上部的固體碳源填充層構(gòu)成，在所述第二集水層中設(shè)置有第二集水管，其出水口設(shè)置在所述第二排水區(qū)的下部。
[0008]本發(fā)明所述的污染河道旁路修復(fù)人工濕地系統(tǒng)，其中所述深度凈化區(qū)包括第三基質(zhì)區(qū)和第三排水區(qū)，所述第三基質(zhì)區(qū)由下部的第三集水層和上部的凈化層構(gòu)成，在所述第三集水層中設(shè)置有第三集水管，其出水口設(shè)置在所述第三排水區(qū)的下部。
[0009]本發(fā)明所述的污染河道旁路修復(fù)人工濕地系統(tǒng)，其中所述控制系統(tǒng)包括控制器、第一電磁閥、第二電磁閥和第三電磁閥，所述第一電磁閥設(shè)置在靠近所述布水管的進(jìn)水口端;
[0010]所述虹吸排水系統(tǒng)的前端包括進(jìn)水管，所述進(jìn)水管設(shè)置在所述第一排水區(qū)內(nèi)，所述進(jìn)水管的下端為進(jìn)水口，設(shè)置在所述第一排水區(qū)的下部，上端分別連接第一管道和第二管道的一端，所述第一管道的另一端設(shè)置在所述固體碳源填充層的上部，所述第二管道的另一端設(shè)置在所述凈化層的上部，在所述第一管道和所述第二管道上分別設(shè)置有所述第二電磁閥和所述第三電磁閥；在所述第二排水區(qū)的上部設(shè)置有排水管，所述排水管與所述第二管道相連通，在所述第三排水區(qū)的上部設(shè)置有排放管。
[0011]本發(fā)明所述的污染河道旁路修復(fù)人工濕地系統(tǒng)，其中，在所述第一排水區(qū)的上部設(shè)置有液位控制器，所述液位控制器和所述進(jìn)水管的上端的設(shè)置高度與所述布水管的底部高度一致，所述虹吸排水系統(tǒng)的進(jìn)水管的進(jìn)水口與所述氨氮硝化區(qū)的底部之間的距離為3cm0
[0012]本發(fā)明所述的污染河道旁路修復(fù)人工濕地系統(tǒng)，其中所述第一集水層、所述第二集水層和所述第三集水層的高度均為5cm，填充有粒徑為I?2cm的礫石；所述沸石層的高度為30?50cm，填充有粒徑為5?1mm的沸石；所述布水管設(shè)置在所述沸石層表層以下2cm的位置；所述固體碳源填充層填充的固體碳源為生物降解性能較差的熱塑性可生物降解聚酯類，為聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚羥基丁酸戊酸酯/聚乳酸共混物、聚碳酸酯中的一種或多種的混合，填充高度為20?40cm ;所述熱塑性可生物降解聚酯類的粒徑為3?5mm，單獨(dú)填充或與粒徑為0.5?Icm的爍石按0.5?2:1的質(zhì)量比混合均勾后填充。
[0013]本發(fā)明所述的污染河道旁路修復(fù)人工濕地系統(tǒng)，其中所述固體碳源填充層的孔隙的體積設(shè)置為首次進(jìn)水體積的1.05?1.2倍；所述凈化層采用的基質(zhì)為紅磚磚渣或高爐渣，粒徑為5?20mm，填充厚度為40?60cm ;在所述氨氮硝化區(qū)和所述深度凈化區(qū)的表層分別種植有黑麥草和美人蕉。
[0014]一種采用所述的污染河道旁路修復(fù)人工濕地系統(tǒng)進(jìn)行污水處理的方法，包括如下步驟:
[0015]所述濕地系統(tǒng)以間歇方式運(yùn)行，單個運(yùn)行周期包括進(jìn)水期和靜置期；進(jìn)水前，控制器將第二電磁閥和第三電磁閥關(guān)閉；進(jìn)水期，打開第一電磁閥進(jìn)水，液位達(dá)到布水管底部時，由液位控制器發(fā)出信號，首次進(jìn)水終止；氨氮硝化區(qū)首次進(jìn)水結(jié)束后，控制器將第一電磁閥關(guān)閉，并于1min后將第二電磁閥打開，將氨氮硝化區(qū)的水排入固體碳源反硝化區(qū)；此次排水結(jié)束后，控制器將第二電磁閥關(guān)閉、第一電磁閥和第三電磁閥打開，進(jìn)水經(jīng)氨氮硝化區(qū)處理后直接進(jìn)入深度凈化區(qū)；
[0016]其中，在進(jìn)水期，河水中的氨氮和部分有機(jī)物在氨氮硝化區(qū)被快速吸附，隨后在靜置期氨氮被微生物硝化及有機(jī)物被降解；氨氮硝化區(qū)在進(jìn)水期由虹吸排水系統(tǒng)首次排放的水將氨氮硝化區(qū)在靜置期產(chǎn)生的氧化態(tài)氮，即硝氮和亞硝氮帶入至固體碳源反硝化區(qū)，被反硝化微生物以固體碳源為底物實(shí)現(xiàn)反硝化；在進(jìn)水期，氨氮硝化區(qū)除首次排放的水外，其余由虹吸排水系統(tǒng)排放的水以及固體碳源反硝化區(qū)的出水均進(jìn)入深度凈化區(qū)進(jìn)一步凈化處理。
[0017]本發(fā)明所述的污染河道旁路修復(fù)人工濕地系統(tǒng)，其中所述固體碳源填充層孔隙的體積為首次進(jìn)水體積的1.05?1.2倍；所述濕地單個運(yùn)行周期內(nèi)，靜置期的時間不小于6h0
[0018]本發(fā)明污染河道旁路修復(fù)人工濕地系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于:
[0019]1、本發(fā)明針對污染河水的水質(zhì)特征，將旁路修復(fù)人工濕地系統(tǒng)分為氨氮硝化區(qū)、固體碳源反硝化區(qū)和深度凈化區(qū)，實(shí)現(xiàn)污染河水的高效強(qiáng)化脫氮。
[0020]2、氨氮硝化區(qū)在靜置期產(chǎn)生的硝酸鹽氮大部分均在進(jìn)水期的第一次進(jìn)水時被帶走，固體碳源反硝化區(qū)僅處理運(yùn)行周期內(nèi)第一次的進(jìn)水，可有效的降低固體碳源消耗量。
[0021]3、以生物降解性能較差的熱塑性可生物降解聚酯類為固體碳源，可有效的降低出水中有機(jī)物的濃度。同時，深度凈化區(qū)的設(shè)置可有效的對污染河水進(jìn)行深度處理，保障出水水質(zhì)。
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的污染河道旁路修復(fù)人工濕地系統(tǒng)作進(jìn)一步說明。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明污染河道旁路修復(fù)人工濕地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為圖1的俯視圖。
[0025]其中，1:氨氮硝化區(qū)；2:固體碳源反硝化區(qū)；3:深度凈化區(qū)；4:虹吸排水系統(tǒng)；5:第一集水層；6:沸石層；7:第一集水管；8:布水管；9:第二集水層；10:固體碳源填充層；11:第二集水管；12:第三集水層；13:凈化層；14:第三集水管；15:第一電磁閥；16:第二電磁閥；17:第三電磁閥；18:進(jìn)水管；19:第一管道；20:第二管道；21:排水管；22:排放管；23:液位控制器。
【具體