技术领域
[0001] 本
发明涉及水污染治理与污水深度处理领域，特别是涉及多级生态组合的污水深度处理系统。
背景技术
[0002] 水污染治理技术包括物理方法、化学方法、物理化学方法、
生物方法，通常经过以上几种方法组合处理后基本上可以达到国家规定的排放标准。
[0003] 污水深度处理是指城市污水或工业
废水经一级、二级处理后，为了达到一定的回用水标准使污水作为水资源回用于生产或生活的进一步
水处理过程。针对污水(废水)的
原水水质和处理后的水质要求可进一步采用三级处理或多级处理工艺。污水深度处理常用于去除水中的微量COD和BOD有机污染物质，SS及氮、磷高浓度营养物质及盐类。但是常规污水厂在水污染治理与污水深度处理的同时对周边环境带来不良影响。
发明内容
[0004] 本发明提供一种污水深度处理系统，在实现水污染治理与污水深度处理的同时消除常规污水厂建设对周边环境带来的不良影响。利用生态方法处理污水是一种既传统又现代的水污染治理方法，污水通过多级生态组合处理后，既可以达标排放，也可以回用，并且生态组合处理可以营造良好的景观环境，减少常规污水厂建设对周边环境带来的不良影响。
[0005] 本发明的技术方案如下：
[0006] 一种多级生态组合的污水深度处理系统，所述系统根据
污水处理流程依次包括格栅、沉砂池、
提升泵站、配水井、生态池、滤池、消毒段、计量装置；其中，所述格栅、沉砂池、
提升泵站作为前处理工段，所述配水井、生态池、滤池作为主体处理工段，所述消毒段、计量装置作为排放或回用工段。其中，计量装置可以为计量槽或计量井。
[0007] 在本发明的优选实施方式中，所述多级生态组合的污水深度处理系统还包括改良型湿地，所述改良型湿地根据污水处理流程位于所述滤池和所述消毒段之间，并且所述改良型湿地作为排放或回用工段的组成部分。加入该改良型湿地后，所述多级生态组合的污水深度处理系统处理后的水不仅可以达到现有排放标准，而且能够达到污水回用标准。
[0008] 在本发明的具体
实施例中，所述生态池根据污水处理流程依次包括生态组合区、混凝反应区、
植物过滤沉淀区；其中，所述生态组合区沿竖向从下而上依次区分为
污泥稳定区、厌
氧区、缺氧区、好氧区、植物浮岛区；所述生态组合区在所述好氧区层沿水平向间隔排布若干生态缺氧单元和若干生态好氧单元，该些生态缺氧单元和生态好氧单元组成生态缺氧/好氧组合单元；所述植物过滤沉淀区沿竖向从下而上依次区分为污泥矿化区、污泥沉淀区、植物浮岛区。所述植物浮岛区可以设置多个浮动生物滤床。
[0009] 在本发明的具体实施例中，所述生态池需在生态组合区通入空气，需在混凝反应区加入混凝剂，因此，所述生态池的所述生态组合区还设置有供气系统和空气通入装置，所述混凝反应区设置有混凝剂投加装置，此外所述生态组合区还设有
混合液回流设备、布水装置、集水导流装置和投加
碳源装置，所述植物过滤沉淀区还预留有富磷污泥抽提设备空间。具体地，空气通入装置可以为曝气管，投加碳源装置可以为碳源投加管。
[0010] 在本发明的优选实施例中，所述滤池类型为
水头损失小的
纤维转盘滤池、连续流砂滤池或地埋式反洗滤池。
[0011] 在本发明的具体实施例中，所述改良型湿地根据污水流向依次包括配水井、配水渠、垂直流湿地、整流渠、潜流湿地、集水井和滤水井，或所述改良型湿地根据污水流向依次包括配水井、配水渠、垂直流湿地或潜流湿地、集水井和滤水井。
[0012] 在本发明的具体实施例中，所述改良型湿地的每个集水井后段工序设置两个以上滤水井，所述滤水井中铺设1.0-1.5m高滤料层，并且所述滤水井配套
反冲洗系统。
[0013] 在本发明的优选实施例中，所述改良型湿地包括多个改良型湿地功能区，每个所述改良型湿地功能区包括配水渠、垂直流湿地、整流渠、潜流湿地、集水井和滤水井。
[0014] 在本发明的具体实施例中，所述垂直流湿地的坡度宜为0.5％～1；所述垂直流湿地由上至下依次包括植物、厚0～200mm的滤料/粘土层、厚200～400mm的粗砂层、厚200～400mm的粒径10-20mm碎石层、厚300～500mm的粒径20-35mm碎石层、
水泥砂浆土工布/PE膜、厚300～500mm的素填土夯实层。
[0015] 在本发明的具体实施例中，所述潜流湿地的坡度宜为0.5～1％；所述潜流湿地由上至下依次包括植物、厚0～200mm的滤料/粘土层、厚200～400mm的粗砂层、厚200～400mm的粒径10-20mm碎石层、厚300～500mm的粒径20-35mm碎石层、水泥砂浆土工布/PE膜、厚300～500mm的素填土夯实层。
[0016] 在本发明的具体实施例中，所述潜流湿地的高度低于所述垂直流湿地的高度。此处设置高度差是为了污水自流。
[0017] 在本发明的具体实施例中，所述Ⅲ-垂直流湿地和Ⅴ-潜流人工湿地前后端均设有1.5-2.5m长的粗滤料区。湿地运行过程中前后端很容易堵塞，这样设置大孔隙滤料可以避免滤池堵塞。
[0018] 与
现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0019] 本发明的多级生态组合的污水深度处理系统，利用生态方法处理污水；具体地，生态池中，生态组合区的多个生态组合单元上附着有
微生物，通过微生物去除污水中大部分有机物以及氮磷等营养物，并通过植物浮岛区的植物降解残留微污染物，并且植物根系可附着微生物，可以起到
生物滤池作用，实现生物除臭，并通过
水生动物去除水中藻类和浮萍；混凝反应区和植物过滤沉淀区的磷富集后，磷先以无机磷方式在植物过滤沉淀区的污泥矿化区暂存，最后通过富磷污泥形式抽提出系统；本发明的系统利用滤池过滤生态池出水，可避免湿地堵塞；优选设置的改良型湿地利用
土壤-植物-微生物复合系统的深度处理，对残留微污染物进行深度降解。
[0020] 本发明运用生态学原理与传统污水处理技术结合来开发和建立人工
生态系统，组成污水多级生态组合深度处理系统，污水经该系统处理后既可以达标排放，也可以回用。
[0021] 本发明利用多级生态组合深度处理污水的系统可以营造良好的景观环境，减少常规污水厂建设对周边环境带来的不良影响。
附图说明
[0022] 图1是本发明一实施例中多级生态组合的污水深度处理系统的装置和工艺
流程图；
[0023] 图2是本发明一实施例中生态池的平面图；
[0024] 图3是本发明一实施例中生态组合区的竖向分区示意图；
[0025] 图4是本发明一实施例中混凝反应区、植物过滤沉淀区的竖向分区示意图；
[0026] 图5是本发明一实施例中改良型湿地平面布置图；
[0027] 图6是本发明一实施例中改良型湿地竖向结构示意图。
[0028] 图中，1-布水渠、2-生态组合区、3-集水导流渠、4-混凝反应区、5-植物过滤沉淀区、6-出水渠、7-污泥稳定区、8-厌氧区、9-缺氧区、10-好氧区、11-植物浮岛区、12-污泥沉淀区、13-污泥矿化区；
[0029] 图中，Ⅰ-配水井、Ⅱ-配水渠、Ⅲ-垂直流湿地、Ⅳ-整流渠、Ⅴ-潜流湿地、Ⅵ-集水井、Ⅶ-滤水井。
具体实施方式
[0030] 以下将结合图1至图6对本发明提供的多级生态组合的污水深度处理系统进行详细的描述，其为本发明一可选的实施例，可以认为，本领域的技术人员在不改变本发明精神和内容的范围内能够对其进行
修改和润色。
[0031] 实施例
[0032] 请参考图1，本发明提供了一种多级生态组合的污水深度处理系统，其根据污水处理流程依次包括格栅、沉砂池、提升泵站、配水井、生态池、滤池、改良型湿地、消毒段、计量槽。
[0033] 当然，除上述工段和设备外，该污水深度处理系统还设有供气系统、加药系统、碳源系统、污泥磷回收系统、自动控制系统等等，这些系统的设置方式属于领域内常用手段，故而不做详细说明。
[0034] 本发明上述描述仅就污水流经的次序进行限定，至于格栅、沉砂池、提升泵站、配水井、生态池、滤池、改良型湿地、消毒段、计量槽的实体排布次序，并非一定要按此顺序排布，只要满足污水以此顺序流经即可。
[0035] 在本实施例中，所述滤池类型选自水头损失小的纤维转盘滤池、连续流砂滤池或地埋式反洗滤池。
[0036] 在本发明的其它实施例中，对于污水处理仅以达到现有排放标准为处理目的的系统，本系统还可以省略掉改良型湿地工段或改良型湿地可以不必包含下述的全部结构。具体地，例如改良型湿地还可以是将两级湿地变为一级湿地，取消其一，并保留配水井、配水渠、集水井和滤水井。
[0037] 请参考图2，所述生态池依次包括1-布水渠、2-生态组合区、3-集水导流渠、4-混凝反应区、5-植物过滤沉淀区、6-出水渠。
[0038] 请参考图3，所述2-生态组合区的池深在6-10m范围内，该池沿竖向从下而上依次区分为7-污泥稳定区、8-厌氧区、9-缺氧区、10-好氧区。图中，W代表污水，S代表污泥，W和S旁边的箭头表示各自的竖直流向。
[0039] 此外，所述2-生态组合区还包括竖向布水管，曝气管，碳源投加管等。请参见图3，布水渠内分流出每根布水支管，并通过布水支管连接到设置在每个分区底部的竖向布水管。
[0040] 所述2-生态组合区在所述好氧区层沿水平向间隔排布若干生态缺氧单元和若干生态好氧单元，该些生态缺氧单元和生态好氧单元组成生态缺氧/好氧组合单元，其中，单个所述生态缺氧单元和所述生态好氧单元均包括曝气装置和回流模
块，通过若干所述曝气装置的多个曝气口
位置的排布实现竖直方向溶解氧含量的变化，曝气的气体流动方向是
自上而下，进而区分所述8-厌氧区、9-缺氧区、10-好氧区。除回流模块外，2-生态组合区还可以设有用于各分区之间的混合液回流设备(图中未示)，当对于富氮水质或出水总氮指标异常时或冬季低温季节可以选择开启该混合液回流设备。所述2-生态组合区还包括供气系统。
[0041] 当进水中碳源不足或低温运行时，需要通过碳源系统和设置在所述2-生态组合区的碳源投加管补充投加碳源。
[0042] 所述2-生态组合区的10-好氧区上部设置11-植物浮岛区，该11-植物浮岛区设有多个浮动生物滤床，这些浮动生物滤床上生长水生植物。
[0043] 所述4-混凝反应区投加混凝剂，一般投加聚合氯化
铝(PAC)或聚合
硫酸铁(PFS)，通过混凝剂投加装置进行投加，并可根据污水水质现场试验选用。图4中PAC/PFS下方箭头所指的区域即为所述4-混凝反应区。
[0044] 请参考图4，所述5-植物过滤沉淀区的池深在6-10m范围内，沿竖向从上而下依次区分11-植物浮岛区、12-污泥沉淀区、13-污泥矿化区。图中W、S的含义及其旁边箭头的含义同图3。
[0045] 所述5-植物过滤沉淀区还预留富磷污泥抽提设备空间(图中未示)。
[0046] 所述5-植物过滤沉淀区的11-植物浮岛区种植的植物可根据系统实际情况调整和选取，可供选择的水生植物包括挺水植物、沉水植物、浮水植物等。
[0047] 请参考图5至图6，所述改良型湿地依次包括Ⅰ-配水井、Ⅱ-配水渠、Ⅲ-垂直流湿地、Ⅳ-整流渠、Ⅴ-潜流人工湿地、Ⅵ-集水井、Ⅶ-滤水井。所述改良型湿地包括多个改良型湿地功能区，并通过所述Ⅰ-配水井将污水分配至每个改良型湿地功能区，每个改良型湿地功能区包括Ⅱ-配水渠、Ⅲ-垂直流湿地、Ⅳ-整流渠、Ⅴ-潜流人工湿地、Ⅵ-集水井、Ⅶ-滤水井。
[0048] 每个改良型湿地功能区通过所述Ⅱ-配水渠引出的配水管均匀配水至整个Ⅲ-垂直流湿地上部，所述Ⅲ-垂直流湿地的坡度为0.75％，在一个具体实施方式中，该Ⅲ-垂直流湿地由上至下依次包括植物、滤料/粘土层(厚100mm)、粗砂层(厚300mm)、粒径10-20mm碎石层(厚300mm)、20-35mm碎石层(厚400mm)、水泥砂浆土工布/PE膜、素填土夯实层(厚300mm)。
[0049] 经所述Ⅲ-垂直流湿地处理后的污水在Ⅲ-垂直流湿地底部汇集至Ⅳ-整流渠，Ⅳ-整流渠上部设有整流墙/整
流管，经所述整流墙/整流管均匀布水后，污水流经Ⅴ-潜流湿地。所述Ⅴ-潜流湿地的坡度为0.75％，在一个具体的实施方式中该Ⅴ-潜流人工湿地由上至下依次包括植物、滤料/粘土层(厚100mm)、粗砂层(厚300mm)、粒径10-20mm碎石层(厚200mm)、20-35mm碎石层(厚200mm)、水泥砂浆土工布/PE膜、素填土夯实层(厚300mm)。经所述Ⅴ-潜流湿地处理后的污水通过设在Ⅴ-潜流人工湿地底部的集水管汇集后流入Ⅵ-集水井。
[0050] 在本实施例中，所述Ⅳ-整流渠和所述Ⅵ-集水井设置有液位调节器，可以调整所述Ⅲ-垂直流湿地和所述Ⅴ-潜流湿地的人工湿地液位。
[0051] 在本实施例中，所述Ⅲ-垂直流湿地和Ⅴ-潜流人工湿地前后端均设有1.5-2.5m长的粗滤料区，具体可填充粗砂、碎石等大孔隙滤料。由于湿地运行过程中前后端很容易堵塞，这样设置大孔隙滤料可以避免滤池堵塞。
[0052] 在本实施例中，每个所述Ⅵ-集水井后设置两个Ⅶ-滤水井，每个Ⅶ-滤水井中铺设1.0-1.5m高的滤料层，污水通过滤料层过滤后流入下一工段。每个Ⅵ-集水井中设置两个电磁
阀，并且Ⅵ-集水井配套反冲洗系统，当Ⅶ-滤水井中液位达到设定液位或设定间隔时间后，一个
电磁阀先关闭2-5分钟，在此时间段内Ⅶ-滤水井开始反洗，反洗水流入前段的生态池或就近流入市政下水道、厂区排水渠道或者厂区污泥池。当其中一个Ⅶ-滤水井反洗时，另一个Ⅶ-滤水井正常进行过滤。
[0053] 综上所述，本发明具有以下优点：
[0054] 1)利用生态方法处理污水，生物链长，降解彻底，可以处理微污染物，并用于污水深度处理；
[0055] 2)系统应用灵活，适用性强，对于特定要求，本系统还可以省略改良型湿地工段，或设计时改良型湿地可以不必包含全部结构；
[0056] 3)相比常规工艺，本发明运行
费用低，系统一般仅需进行一次提升，并且所需曝气量少；
[0057] 4)系统景观效果好，运行无明显臭味产生，通过植物根系附着微生物可以起到生物滤池作用，生物除臭；
[0058] 5)污泥量少，远期可以通过富磷污泥形式回收磷元素；
[0059] 6)设置滤池过滤生态池出水，避免后端湿地堵塞；
[0060] 7)其中的改良型湿地设置和利用垂直流湿地与潜流湿地
串联，保温性能好、出水水质好；
[0061] 8)其中的改良型湿地设置滤水井，出水悬浮物低。
[0062] 本发明通过将生态学原理与传统污水处理技术结合建立人工生态系统，组成多级生态组合的污水深度处理系统，该处理系统耐冲击负荷，出水稳定，处理后既可以达标排放，也可以回用；并且，生态组合处理可以营造良好的景观环境，减少常规污水厂建设对周边环境带来的不良影响，具有良好的应用前景。
[0063] 以上公开的仅为本发明优选实施例。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本
说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受
权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
