一种新型人工湿地运行方式及系统
阅读说明：本技术 一种新型人工湿地运行方式及系统 (Novel constructed wetland operation mode and system ) 是由 严峰 于 2021-08-05 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种新型人工湿地运行方式及系统,包括以下步骤:(1)将污水进行过滤处理,去除水中悬浮颗粒；(2)将过滤后的污水进行曝气处理；(3)经过曝气处理的污水导入多级藻类反应塘中,在藻类反应塘的水面以下进行充氧操作,并提供光源保证藻类充分生长,吸收污水中的氮磷；(4)定期对藻类反应塘中的藻类和水生植物进行收割,收割后的藻类和水生植物与饵料混合作为饲料回收(5)对藻类反应塘中的出水进行消毒杀菌。利用藻类植物对营养元素的大量需求这一特性,对污水进行净化的同时,产出具有较大价值的藻类产品,既可以降低水处理成本,又可以增加生产副产品,实现污水处理中营养元素的资源化,是一种理想的水处理模式。(The invention relates to a novel artificial wetland operation mode and a system, comprising the following steps of (1) filtering sewage to remove suspended particles in the water; (2) carrying out aeration treatment on the filtered sewage; (3) introducing the sewage subjected to aeration treatment into a multi-stage algae reaction pond, carrying out oxygenation operation below the water surface of the algae reaction pond, providing a light source to ensure that algae grow fully and absorb nitrogen and phosphorus in the sewage; (4) the algae and the aquatic plants in the algae reaction pond are harvested regularly, and the harvested algae and the harvested aquatic plants are mixed with bait to be used as feed for recycling (5) the effluent in the algae reaction pond is disinfected and sterilized. By utilizing the characteristic that the algae plants have large demands on nutrient elements, the algae products with higher value are produced while the sewage is purified, so that the water treatment cost can be reduced, the production by-products can be increased, the resource utilization of the nutrient elements in the sewage treatment is realized, and the method is an ideal water treatment mode.)
技术领域
本发明污水处理领域，具体涉及一种新型人工湿地运行方式及系统。
背景技术
传统的污水处理工艺将氮、磷等均视为污染元素。为了除去污水中的氨氮，传统的污水生化处理工艺中，利用硝化和反硝化原理将水中的营养元素氨氮转化为无用的氮气释放，很多时候由于污水中碳氮比偏低（BOD/NH3-N），不得不人为加入大量的甲醇、葡萄糖等有机物；而为了除磷，采用排泥方式将含有较大量磷的剩余从污水中转移到剩余污泥中，剩余污泥的主要处置方式（焚烧、填埋等）。这种处理方式未能利用或者消除这些营养元素；从根本上看，仍然不能消除磷对生态环境的影响。
污水中的氮磷从常规污水处理的角度来说是污染物，是造成水体富营养化、藻类大量繁殖、水体发黑发臭的罪魁祸首，但从植物生长的角度来说是有益的营养元素，特别是可加速水生植物、藻类生长。
根据相关文献，藻类是自养型生物，生长对废水中营养要求较低，以光能作为能源，利用氮、磷等营养物质合成复杂的有机质。因此，藻类可降低水体中的氮、磷含量。由于藻类生长速度快，代谢迅速，吸附作用快而净化效率高。因此，利用藻类净化污水正成为污水处理中的重要研究方向。现有技术中，专利号为2015103922481的专利文献提供的基于水生态系统的污水处理方法及其装置公开了污水经格栅、沉沙池与处理后，导入藻类反应器进行反应，接着再导入食藻虫反应器，待反应后分离食藻虫，最后将分离液倒入包含水生动物、水生植物以及微生物的生态处理系统中，处理后出水即可。
上述专利文献采用了藻类净化水质-食藻虫处理藻类的方法存在以下不足之处：藻类没有被充分利用；反应器中的藻类对污水中氮磷的分解吸收率无法保证。基于以上问题，需要研发一种新型的湿地处理系统。
发明内容
本发明提供一种新型人工湿地运行方式及系统，以解决现有技术中藻类处理污水中的氮磷分解率无法保证的问题。
本发明的一种新型人工湿地运行方式采用如下技术方案：一种新型人工湿地运行方式，包括以下步骤:
（1）将污水进行过滤处理，去除水中悬浮颗粒；
（2）将过滤后的污水进行曝气处理；
（3）经过曝气处理的污水导入多级藻类反应塘中，在藻类反应塘的水面以下进行充氧操作，并提供充足光源保证藻类充分分解污水中的氮磷；
（4）定期对藻类反应塘中的藻类和水生植物进行收割，收割后的藻类和水生植物与饵料混合作为饲料回收；
（5）对藻类反应塘中的出水进行消毒杀菌。
作为改进，所述藻类反应塘中设有上层水生植物和藻类带和/或下层水生植物和藻类带。
本发明的新型人工湿地系统采用如下技术方案。一种新型人工湿地系统，包括：
悬浮物预处理系统，具有用于过滤悬浮物的机械格栅；
预处理均化水池，池内设有氧化沟、积泥泵坑；
多级藻类塘，具有多个串联的藻类塘，各个藻类塘中具有上下分布的上层水生植物和藻类带和/或下层水生植物和藻类带，由预处理均化水池中流出的污水逐级流入相应的藻类塘；
藻类收割机，导向滑动设置在藻类塘中，用于对塘内的藻类进行收割；
紫外消毒系统，用于将离开多级藻类塘的水质进行消毒处理。
作为改进，所述多级藻类塘包括3个串联的一级藻类塘、二级藻类塘、三级藻类塘。
作为改进，所述上层水生植物和藻类带为凤眼莲、大漂、水鳖、满江红、槐叶萍中的一种或多种。
作为改进，所述下层水生植物和藻类带为苦草、金鱼藻、狐尾藻、黑藻中的一种或多种。
作为改进，作为改进，所述一级藻类塘完全采用悬浮植物系统。
作为改进，各个藻类塘中均间隔设置有用于防止植物随水移动的阻拦网。
作为改进，所述藻类塘的池壁上设置有沿上下方向可拆卸的辅助照明灯。
作为改进，所述藻类塘的池底设有辅助充氧装置。
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种新型人工湿地运行方式，包括以下步骤:（1）将污水进行过滤处理，去除水中悬浮颗粒；（2）将过滤后的污水进行曝气处理；（3）经过曝气处理的污水导入多级藻类反应塘中，在藻类反应塘的水面以下进行充氧操作，并提供光源保证藻类充分生长、吸收分解污水中的氮磷；（4）定期对反应塘中的水生植物和藻类进行收割，收割后的水生植物、藻类与饵料混合作为饲料回收（5）对藻类反应塘中的出水进行消毒杀菌。利用藻类植物对营养元素的大量需求这一特性，对污水进行净化的同时，产出具有较大价值的藻类产品，既可以降低水处理成本，又可以增加生产副产品，实现污水处理中营养元素的资源化，是一种理想的水处理模式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种新型人工湿地运行系统的具体实施例的结构示意图；
图2为本发明的一种新型人工湿地运行系统的藻类塘的具体实施例的剖面图；
附图标记：
1、预处理均化水池，11、积泥泵坑，2、一级藻类塘，21、起端充氧装置，3、二级藻类塘，31、中间充氧装置，4、三级藻类塘，41、末端充气装置，5、藻类收割机，6、辅助照明灯，7、辅助充氧装置，8、进水，9、出水。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的基体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表达只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明的一种新型人工湿地运行方式的实施例，包括以下步骤:
（1）将污水进行过滤处理，去除水中悬浮颗粒；（2）将过滤后的污水进行曝气处理；（3）经过曝气处理的污水导入多级藻类反应塘中，在藻类反应塘的水面以下进行充氧操作，并提供光源保证藻类充分生长、吸收污水中的氮磷；（4）定期对反应塘中的水生植物和藻类进行收割，收割后的水生植物、藻类与饵料混合作为饲料回收；（5）对藻类反应塘中的出水进行消毒杀菌。
定期对藻类进行收割能够将及时为新生藻类提供生长空间，加速分解污水中的氮磷，同时将收割后的藻类用作饲料，解决了治理污水时产生的副产品。
藻类反应塘中设有上层水生植物和藻类带和/或下层水生植物和藻类带。
本发明的一种新型人工湿地系统的实施例，包括悬浮物预处理系统、预处理均化水池1、多级藻类塘、藻类收割机5、紫外消毒系统。
悬浮物预处理系统，具有用于过滤悬浮物的机械格栅，具体来讲，机械格栅包括粗细格栅，用于处理过量的悬浮物、降低系统浊度，便于光线透射。
预处理均化水池1，池内设有氧化沟、积泥泵坑，用于对污水进行曝气处理。
多级藻类塘，具有多个串联的藻类塘，请参阅图1中的箭头标识，污水在藻类塘中呈S型流向，各个藻类塘中具有上下分布的上层水生植物和藻类带和/或下层水生植物和藻类带，由预处理均化水池1中流出的污水逐级流入相应的藻类塘；具体来讲，本实施例中的多级藻类塘包括3个串联的一级藻类塘2、二级藻类塘3、三级藻类塘4；其中一级藻类塘2完全采用悬浮植物系统。
藻类塘，池底设有辅助充氧装置，具体来讲，本设施例中一级藻类塘2中设置有起端充氧装置21，二级藻类塘3中设置有中间充氧装置31，三级藻类塘4中设置有末端充气装置41。设置辅助充氧装置用于提高水中溶氧，防止水体发臭。
藻类收割机5，导向滑动设置在藻类塘中，用于对塘内的藻类进行收割，具体来讲，藻类塘的池壁上设有导轨、用于驱动藻类收割机5沿导轨做直线运动的电机，藻类收割机5为本领域的现有技术，其结构和原理不再赘述。
紫外消毒系统，用于将离开三级藻类塘4的水质进行消毒处理，经过消毒后满足地表三类水、四类水的要求。
在本实施例中，上层水生植物和藻类带为凤眼莲、大漂、水鳖、满江红、槐叶萍中的一种或多种，上述植物均属于自由漂浮植物，主要起到均化水质、预沉等作用。
在本实施例中，下层水生植物和藻类带为苦草、金鱼藻、狐尾藻、黑藻中的一种或多种，上述植物均属于沉水植物，沉水型水生植物根茎生于泥中，整个植株沉入水中，仅在开花时花柄、花朵才露出水面。具发达的通气组织，利于进行气体交换。叶多为狭长或丝状，能吸收水中部分养分，在水下弱光的条件下也能正常生长发育。因为沉水植物在生长过程中会吸收水体中的营养物质，包括氮、磷等。针对富营养化的湖泊、湿地，可采用每年有计划地收割沉水植物的方式转移水体中过量的营养物质，对缓解水体富营养化起到积极作用。
本实施例中的一级藻类塘2完全采用悬浮植物系统，二级藻类塘3、三级藻类塘4均具有上层水生植物和藻类带、下层水生植物和藻类带；各个藻类塘中均间隔设置有用于防止植物随水移动的阻拦网。
藻类塘的底部设有植物附着层，包括砂石层、沙土层、砾石层，植物附着层能够为沉水植物的根茎提供附着物。
藻类塘的池壁上设置有沿上下方向可拆卸的辅助照明灯6。采用低压直流电，提高藻类处理系统有效深度。
本发明提供的新型人工湿地系统还包括鱼塘，用于将轨道式收割机收割后的藻类投食鱼塘中的鱼；本发明提供的新型人工湿地系统还包括观赏植物塘，经过消毒的水质导入观赏植物塘，将人工湿地和景观水体结合，开发集自然作用、人工作用与一体的设计，避免传统污水处理厂式的设计，实现水体的生态化处理、资源化处理，体现绿色、可持续发展的、低能耗的污水处理过程。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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