本發(fā)明涉及一種污水處理方法，具體是一種用于污水處理的人工濕地，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

利用人工濕地處理城市污水是20世紀(jì)七八十年代才興起的生態(tài)處理法,它是為處理污水而人為地在有一定長寬比和底面坡度的洼地上用土壤和填料混合組成填料床，使污水在床體的填料縫隙中流動或在床體表面流動，并在床體表面種植具有性能好，成活率高，抗水性強(qiáng)，生長周期長，美觀及具有經(jīng)濟(jì)價值的水生植物(如蘆葦，蒲草等)形成一個獨特的動植物生態(tài)體系。目前，人工濕地依靠物理、化學(xué)、生物的協(xié)同作用完成污水的凈化過程，強(qiáng)化了自然濕地生態(tài)系統(tǒng)的去污能力。從自然調(diào)節(jié)作用看，人工濕地還具有強(qiáng)大的生態(tài)修復(fù)功能，不僅在提供水資源、調(diào)節(jié)氣候、降解污染物等方面發(fā)揮著重要作用，還能吸收二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等氣體，增加氧氣、凈化空氣，消除城市熱島效應(yīng)、光污染和吸收噪聲等。

然而，人工濕地處理污水也存在一些弊端，其中最明顯的弊端就是其受氣候溫度條件影響較大：隨季節(jié)的變化，人工濕地對污染物的去除效果也隨之變化。因人工濕地中的植物和微生物對溫度尤為敏感，如果植物和微生物在濕地中的生長受到影響，將直接影響人工濕地的處理效果。大量研究表明，水溫低于10℃時，人工濕地的處理效率會明顯下降，且有研究認(rèn)為，在4℃以下時濕地中的硝化作用趨于停止。同時，在較低溫度和氧含量的情況下，微生物活性也會降低，使微生物對有機(jī)物的分解能力下降。研究報道稱各人工濕地隨季節(jié)的變化去除率排序為：夏季＞秋季＞春季＞冬季，氨氮、高錳酸鹽指數(shù)變化較大，冬季去除率下降尤為明顯。在冬季低溫條件下，不僅對人工濕地的去除效果產(chǎn)生影響，同時還存在人工濕地處理工藝脫氮效率低、基質(zhì)堵塞、床體缺氧等問題。此外，低溫還會帶來某些其它問題，包括濕地介質(zhì)/基質(zhì)的凍結(jié)、濕地床體缺氧以及管道爆裂等問題。人工濕地受氣候溫度條件影響較大，這也是限制人工濕地在寒冷地區(qū)推廣應(yīng)用的原因之一。

由于人工濕地的工藝性能和穩(wěn)定性存在一定的局限性，因此在工程應(yīng)用過程中，必須采取相應(yīng)的強(qiáng)化技術(shù)或管理措施，加以應(yīng)對或弱化氣溫對系統(tǒng)的影響。此外，如果能在工程規(guī)劃階段，將人工濕地與其它工藝技術(shù)相互搭配結(jié)合，也是揚(yáng)長避短，充分發(fā)揮人工濕地優(yōu)勢的較佳方式。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種用于污水處理的人工濕地，可提高污水處理效果，不受氣候溫度條件影響，可常年穩(wěn)定運(yùn)行，確保出水達(dá)標(biāo)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的一種用于污水處理的人工濕地，包括池壁，所述池壁為防水結(jié)構(gòu)，池壁內(nèi)設(shè)有隔墻，隔墻將池壁分為前端的進(jìn)水下行池和后端的出水上行池；進(jìn)水下行池和出水上行池內(nèi)部均布設(shè)有填料基質(zhì)，填料基質(zhì)從下到上依次為：墊砂層、礫石層、鵝卵石層、碎石層及碎石砂層；所述進(jìn)水下行池和出水上行池的填料基質(zhì)最上部種植有挺水水生植物；池壁底部礫石層處安裝有貫穿進(jìn)水下行池和出水上行池的集水布水管；集水布水管上安裝有兩個通氣管，兩個通氣管分別位于進(jìn)水下行池和出水上行池內(nèi)，通氣管的上端伸出最上層基質(zhì)填料；進(jìn)水下行池和出水上行池內(nèi)集水布水管的上方分別布設(shè)有穿孔曝氣管，兩個穿孔曝氣管分別通過曝氣調(diào)節(jié)閥與空氣管連接，通過曝氣調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)對應(yīng)穿孔曝氣管的曝氣量；進(jìn)水下行池的上方安裝有與進(jìn)水管相連的進(jìn)水布水管，出水上行池的上部安裝有與出水管相連的出水集水管；所述進(jìn)水布水管、穿孔曝氣管、集水布水管及出水集水管均設(shè)開有若干個通孔。

優(yōu)選地，所述進(jìn)水布水管、穿孔曝氣管、集水布水管及出水集水管上的通孔均勻分布在相應(yīng)的管子上。

優(yōu)選地，所述通氣管的上端伸出最上層基質(zhì)填料0.5m。

優(yōu)選地，所述進(jìn)水布水管布設(shè)在進(jìn)水下行池內(nèi)挺水水生植物的中上部，出水集水管布設(shè)在出水上行池內(nèi)的碎石砂層中。

優(yōu)選地，所述墊砂層的厚度為50mm。

優(yōu)選地，所述礫石層的填充高度為1.0-3.0m，礫石層中礫石的粒徑為100-300mm。

優(yōu)選地，所述鵝卵石層的填充高度為0.35m，鵝卵石層中鵝卵石的粒徑為6-32mm。

優(yōu)選地，所述碎石層的填充高度0.50m，碎石層中碎石的粒徑為8-16mm。

優(yōu)選地，所述進(jìn)水下行池內(nèi)碎石砂層的填充高度為0.3m，出水上行池內(nèi)碎石砂層的填充高度為為0.2m，碎石砂層中碎石砂的粒徑為4-8mm。

本發(fā)明通過對現(xiàn)有人工濕地進(jìn)行了改良，在濕地的下部設(shè)置了礫石層和穿孔曝氣管道，由于礫石間存在許多大小不同的孔隙，當(dāng)污水流經(jīng)這些孔隙時，水流因受礫石阻擋而致流速減緩，水中的懸浮物質(zhì)會與礫石接觸并在很短的孔隙距離內(nèi)沉降。而且，礫石粗糙的表面，可供許多微生物附著生長，其具粘性的生物膜則主要負(fù)責(zé)吸著懸浮物質(zhì)，其整體機(jī)制為水中溶解性的有機(jī)物在流經(jīng)礫石表面的生物膜時，被微生物攝取或利用而達(dá)到固液分離的效果，使水質(zhì)獲得凈化。同時，由于礫間接觸氧化工藝采用全地下式結(jié)構(gòu)，不受冬季低溫條件影響，可常年穩(wěn)定運(yùn)行，確保出水達(dá)標(biāo)；上部垂直復(fù)合潛流人工濕地填料具有級配差別，吸附、過濾功能比一般人工濕地強(qiáng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明人工濕地的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明人工濕地上部布水集水管道的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明人工濕地下部布水集水管道的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明人工濕地下部穿孔曝氣管道的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、池壁，2、隔墻，3、進(jìn)水管，4、進(jìn)水布水管，5、集水布水管，6、通氣管，7、出水集水管，8、出水管，9、穿孔曝氣管，10、空氣管，11、曝氣調(diào)節(jié)閥，12、墊砂層，13、礫石層，14、鵝卵石層，15、碎石層，16、碎石砂層，17、挺水水生植物。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1至圖4所示，一種用于污水處理的人工濕地，包括池壁1，所述池壁1為防水結(jié)構(gòu)，池壁1內(nèi)設(shè)有隔墻2，隔墻2將池壁1分為前端的進(jìn)水下行池和后端的出水上行池；進(jìn)水下行池和出水上行池內(nèi)部均布設(shè)有填料基質(zhì)，填料基質(zhì)從下到上依次為：墊砂層12、礫石層13、鵝卵石層14、碎石層15及碎石砂層16；所述進(jìn)水下行池和出水上行池的填料基質(zhì)最上部種植有挺水水生植物17；池壁1底部礫石層13處安裝有貫穿進(jìn)水下行池和出水上行池的集水布水管5；集水布水管5上安裝有兩個通氣管6，兩個通氣管6分別位于進(jìn)水下行池和出水上行池內(nèi)，通氣管6的上端伸出最上層基質(zhì)填料；進(jìn)水下行池和出水上行池內(nèi)集水布水管5的上方分別布設(shè)有穿孔曝氣管9，兩個穿孔曝氣管9分別通過曝氣調(diào)節(jié)閥11與空氣管10連接，通過曝氣調(diào)節(jié)閥11的調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)對應(yīng)穿孔曝氣管9的曝氣量；進(jìn)水下行池的上方安裝有與進(jìn)水管3相連的進(jìn)水布水管4，出水上行池的上部安裝有與出水管8相連的出水集水管7；所述進(jìn)水布水管4、穿孔曝氣管9、集水布水管5及出水集水管7均設(shè)開有若干個通孔。其中，墊砂層12由墊砂填充，礫石層13由礫石填充，鵝卵石層14由鵝卵石填充，碎石層15由碎石填充，碎石砂層16由碎石砂填充。

使用時，待處理水經(jīng)進(jìn)水管3進(jìn)入進(jìn)水布水管4，通過進(jìn)水布水管4上的通孔散落進(jìn)入系統(tǒng)下行池，依次經(jīng)過碎石砂層16、碎石層15、鵝卵石層14以及密布在這些基質(zhì)填料中挺水水生植物17的根系，經(jīng)基質(zhì)填料的過濾作用，以及植物根際的多種微生物活動，使水質(zhì)得到初步凈化。經(jīng)初步凈化的水繼續(xù)下行進(jìn)入由礫石組成的礫石層13，由于礫石間存在許多大小不同的孔隙，當(dāng)初步凈化的水流經(jīng)這些孔隙時，水流因受礫石阻擋而致流速減緩，水中的懸浮物質(zhì)會與礫石接觸并在很短的孔隙距離內(nèi)沉降。同時，礫石粗糙的表面，可供許多微生物附著生長，其具粘性的生物膜則主要負(fù)責(zé)吸著懸浮物質(zhì)，其整體機(jī)制為水中溶解性的有機(jī)物在流經(jīng)礫石表面的生物膜時，被微生物攝取或利用而達(dá)到固液分離的效果，使水質(zhì)獲得再次凈化。再次凈化的水經(jīng)過集水布水管5上的孔口收集并被分配至出水上行池的礫石層，再經(jīng)鵝卵石層14、碎石層15、碎石砂層16以及密布在這些基質(zhì)填料中挺水水生植物17的根系進(jìn)行進(jìn)一步的凈化。最終凈化完畢的水經(jīng)出水集水管7上的孔口收集進(jìn)入出水管8，從而排出系統(tǒng)。通過穿孔曝氣管9可向基質(zhì)填料的礫石層13及其它各層提供氣流，促進(jìn)各層內(nèi)水的流動以及與碎石砂、碎石、鵝卵石等的充分接觸，進(jìn)一步提升凈化效果。

優(yōu)選地，所述進(jìn)水布水管4、穿孔曝氣管9、集水布水管5及出水集水管7上的通孔均勻分布在相應(yīng)的管子上。通孔的均勻分布可使經(jīng)進(jìn)水管3進(jìn)入進(jìn)水布水管4的待處理水均勻的散落進(jìn)入進(jìn)水下行池。均勻布設(shè)確保均勻散落，與基質(zhì)填料均勻接觸，使得整個過程中的凈化效果最佳。

優(yōu)選地，所述通氣管6的上端伸出最上層基質(zhì)填料0.5m，效果最佳。

優(yōu)選地，所述進(jìn)水布水管4布設(shè)在進(jìn)水下行池內(nèi)挺水水生植物17的中上部，出水集水管7布設(shè)在出水上行池內(nèi)的碎石砂層16中。

優(yōu)選地，所述墊砂層12的厚度為50mm；所述礫石層13的填充高度為1.0-3.0m，礫石層13中礫石的粒徑為100-300mm；所述鵝卵石層14的填充高度為0.35m，鵝卵石層14中鵝卵石的粒徑為6-32mm；所述碎石層15的填充高度0.50m，碎石層15中碎石的粒徑為8-16mm；所述進(jìn)水下行池內(nèi)碎石砂層的填充高度為0.3m，出水上行池內(nèi)碎石砂層的填充高度為為0.2m，碎石砂層中碎石砂的粒徑為4-8mm。

由上述結(jié)構(gòu)可見，本發(fā)明中碎石砂層、碎石層及鵝卵石層發(fā)揮了過濾作用，以及密布在這些基質(zhì)填料中挺水水生植物的根系的多種微生物活動可對待處理水初步凈化。而濕地下部設(shè)置的礫石層和穿孔曝氣管道，由于礫石間存在許多大小不同的孔隙，當(dāng)污水流經(jīng)這些孔隙時，水流因受礫石阻擋而致流速減緩，水中的懸浮物質(zhì)會與礫石接觸并在很短的孔隙距離內(nèi)沉降；而且，礫石粗糙的表面，可供許多微生物附著生長，其具粘性的生物膜則主要負(fù)責(zé)吸著懸浮物質(zhì)，其整體機(jī)制為水中溶解性的有機(jī)物在流經(jīng)礫石表面的生物膜時，被微生物攝取或利用而達(dá)到固液分離的效果，使水質(zhì)獲得再次凈化。同時，由于礫間接觸氧化工藝采用全地下式結(jié)構(gòu)，不受冬季低溫條件影響，可常年穩(wěn)定運(yùn)行，確保出水達(dá)標(biāo)?？偟膩碚f，上部垂直復(fù)合潛流人工濕地填料具有級配差別，吸附、過濾功能比一般人工濕地強(qiáng)。而礫石層和穿孔曝氣管道可使其不受冬季低溫條件影響，常年穩(wěn)定運(yùn)行，確保出水達(dá)標(biāo)。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳具體實施方式，但本發(fā)明保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此本發(fā)明保護(hù)范圍以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。