一種鄉鎮生活污水人工濕地處理系統技術方案

本實用新型專利技術屬于水處理技術領域，具體涉及一種鄉鎮生活污水人工濕地處理系統。該鄉鎮生活污水人工濕地處理系統包括自上而下依次設置的復合栽植土層、除重金屬材料層、麥飯石層、除COD材料層、礫石層、精度除磷納米材料層以及鵝卵石層，其中，復合栽植土層內填充有多功能納米復合材料顆粒，或者，復合栽植土層內埋置有多功能納米材料復合層。本實用新型專利技術所提供的人工濕地用于鄉鎮生活污水處理，COD去除率≥95％，SS去除率≥93％，重金屬去除率≥96％，磷和氮的去除率在95％以上，配合前級簡單預處理措施，出水絕大部分指標可以穩定達到一級A標準，磷污染物的指標優于一級A標準。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于水處理
，具體涉及一種鄉鎮生活污水人工濕地處理系統。
技術介紹
近年來，隨著我國鄉鎮經濟水平的發展，鄉鎮生活污水污染物濃度與排放總量逐年增加，傳統人工濕地采用單一栽植土與普通人工基質，針對污水中污染物，特別是重金屬與氮磷污染物，已經難以取得較好的處理效果，出水重金屬超標會導致嚴重的土壤污染，甚至轉移到農業作物中，危害人體健康；出水氮磷超標會造成水體富營養化，最終導致水體黑臭。土壤重金屬污染與水體黑臭是我國目前亟待解決的環境難題之一。人工濕地在污水處理中，是一種投資少、運行費用低的技術，近年來被廣泛應用于鄉鎮生活污水與黑臭水體治理當中。人工濕地去除污染因子主要依靠栽植土、人工基質、植物和微生物的物理、化學、生物三重協同作用。因此，在設計構建人工濕地時，對于人工濕地的層結構的設置顯得尤為重要。中國專利201510390125.4公開了一種農村生活污水人工濕地系統及凈化方，但其整體結構、功能層的設置導致水處理的綜合效果一般。同類其他的專利在整體效果上也有一定的局限。
技術實現思路
為解決現有技術的不足，本技術提供了一種鄉鎮生活污水人工濕地處理系統。該系統解決了傳統人工濕地對污水中重金屬和氮磷污染物去除效果較差且受季節影響不穩定的技術問題，還為增強濕地微生物與植物活性、減少淤堵改善透水透氣性能、提升出水透明度提供了解決方案。本技術所提供的技術方案如下：一種鄉鎮生活污水人工濕地處理系統，包括自上而下依次設置的復合栽植土層、除重金屬材料層、麥飯石層、除COD材料層、礫石層、精度除磷納米材料層以及鵝卵石層，其中：所述復合栽植土層內填充有多功能納米復合材料顆粒，或者，所述復合栽植土層內埋置有多功能納米材料復合層。進一步的，所述多功能納米復合材料顆粒的粒徑為15～25mm，所述多功能納米復合材料顆粒的填充率為30～40％。具體的，所述多功能納米復合材料顆粒包括以下重量份的各組分：除COD材料20～30份，除重金屬材料5～10份，除氨氮材料10～20份，除總氮材料10～20份，除總磷材料15～20份。將各組分的原料混合、造粒，即得到多功能納米復合材料顆粒。將各組分的原料混合、造粒，即得到多功能納米復合材料顆粒。進一步的，所述多功能納米顆粒復合層從上到下依次包括：4～6cm的除COD材料層、2～3cm的除重金屬材料層、2～3cm的除氨氮材料層、2～3cm的除總氮材料層以及4～6cm的除總磷材料層。進一步的：所述復合栽植土層的厚度為25～35cm；所述除重金屬材料層的厚度為4～6cm，除重金屬材料為粒徑為3～8mm，的顆粒；所述麥飯石層的厚度為18～22cm，麥飯石為粒徑為5～10mm的顆粒；所述除COD材料層的厚度為9～11cm，除COD材料為粒徑為5～10mm的顆粒；所述礫石層的厚度為9～11cm，礫石為粒徑為10～20mm的顆粒；所述精度除磷納米材料層的厚度為9～11cm，精度除磷納米材料為粒徑為5～10mm的顆粒；所述鵝卵石層為厚度為25～35cm，鵝卵石為粒徑為40～80mm的顆粒。在上述技術方案中：精度除磷納米顆粒可通過現有技術獲得，也可以通過下述方法制備得到。優選的，通過下述方法制備得到：1)將20～50份的蒙脫石、30～60份的膨潤土和10～30份的活性白土投入到高速混料機中混合，得到干混料。優選的，蒙脫石的細度在5微米以下，純度在98％以上；膨潤土的細度在10微米以下，純度在95％以上；活性白土的細度在8微米以下，純度在95％以上。2)將18～22％的醋酸鈣溶液與步驟1)得到的干混料按照0.2～0.4：1的質量比進行濕混，濕混后練泥，得到泥塊。具體的，練泥時間為20～30分鐘。3)將步驟2)得到的泥塊擠出成型成顆粒。優選的，顆粒的粒徑為3～12毫米。4)將步驟3)得到的顆粒在干燥窯中烘干，得到干燥成型品。優選的，干燥成型品的含水率低于8％。5)將步驟4)得到的干燥成型品經過0.5～1.5小時升溫至燒成溫度700～850℃燒制0.5～1.5小時，得到精度除磷納米顆粒材料。除總氮材料可通過現有技術獲得，也可以通過下述方法制備得到。優選的，通過下述方法制備得到：1)將原材料投入混煉機中，先干混10～20分鐘、再加入所述原材料40～60wt％的水一起混煉10～30分鐘，得到泥塊，其中，所述原材料包括以下重量百分含量的各組分：云長黏土10～20％，萍鄉黃土30～45％，石英5～15％，高嶺土10～15％，木炭粉10～30％，甲基纖維素2～5％；2)將步驟1)得到的泥塊擠出成型得到粒徑為3～5毫米的顆粒；3)將步驟2)得到的顆粒在干燥窯中烘干至含水率小于等于3％，得到干燥顆粒；4)將步驟3)得到的干燥顆粒經過1.5～2.5小時升溫至燒成溫度1050～1200℃燒制0.5～1.5小時，風冷得到待活化顆粒；5)將步驟4)得到的待活化顆粒用2～4wt％的硝酸在100～130度條件下浸泡4～6小時進行活化，活化后進行干燥，得到所述除總氮材料。具體的：云長黏土的粒徑為200到325目；萍鄉黃土的粒徑為200到325目；石英的粒徑為200到325目；高嶺土的粒徑為200到325目；木炭粉的粒徑為3000到3500目；甲基纖維素的粒徑為200到325目。所述除COD材料可由現有技術提供，優選的，所述除COD材料選自由格豐環?？萍加邢薰旧a所提供的SAMMNS-CT03納米陶瓷材料、SAMMNS-CT06納米陶瓷材料或SAMMNS-CT016納米陶瓷材料中的任意一種。所述除重金屬材料可由現有技術提供，優選的，所述除重金屬材料選自由格豐環?？萍加邢薰旧a所提供的SAMMNS-MW200、SAMMNS-MWX01-R3或SAMMNS-MWHg01-P200中的任意一種。所述除氨氮材料可由現有技術提供，優選的，所述除氨氮材料為格豐環?？萍加邢薰旧a所提供的SAMMNS-NH1陶瓷納米材料。所述除總磷材料可由現有技術提供，優選的，所述除總磷材料選自中國專利201410726467.4所提供的去除廢水中總磷的多孔材料。本技術所提供的微動力一體化生活污水處理設備中所使用的多功能納米顆粒復合層，根據來水污染物種類濃度不同，各可通過不同配比及粒徑級配組成，可供活性微生物附著生長。本技術所提供的鄉鎮生活污水人工濕地處理系統中的復合栽植土以多功能納米復合材料核心，投加入良好土壤，可適用于水平潛流人工濕地和垂直流人工濕地類型。本技術所提供的鄉鎮生活污水人工濕地處理系統中的復合基質以多種功能納米材料為核心，與麥飯石、礫石、鵝卵石按順序依次形成的多層結構。其中，各功能納米材料采用粒徑范圍從1.0-12mm不等，均勻平鋪分布在麥飯石、礫石、鵝卵石層中間。本技術采用復合栽植土與復合基質構成的人工濕地結構，具有以下優點：1、在栽植土中填充多功能納米顆?；蛟O置多功能納米復合層，有效提高土壤透水透氣性能，防止板結，能夠長期給植物提供水分與養分，促進植物健康生長；2、針對來水中的重金屬與氮磷污染物進行高效吸附，特別是運行初期，維持濕地生態環境的穩定性；3、形成的復合結構能夠有效避免底層淤堵同時提升出水透明度；4、特有結構改善底層基質透水透氣性能，減少臭水臭氣產生并促進其分解；5、對剩余含磷特別是溶解態的磷進本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鄉鎮生活污水人工濕地處理系統，其特征在于，包括自上而下依次設置的復合栽植土層(1)、除重金屬材料層(5)、麥飯石層(2)、除COD材料層(6)、礫石層(3)、精度除磷納米材料層(7)以及鵝卵石層(4)，其中：所述復合栽植土層(1)內填充有多功能納米復合材料顆粒，或者，所述復合栽植土層(1)內埋置有多功能納米材料復合層。

【技術特征摘要】
1.一種鄉鎮生活污水人工濕地處理系統，其特征在于，包括自上而下依次設置的復合栽植土層(1)、除重金屬材料層(5)、麥飯石層(2)、除COD材料層(6)、礫石層(3)、精度除磷納米材料層(7)以及鵝卵石層(4)，其中：所述復合栽植土層(1)內填充有多功能納米復合材料顆粒，或者，所述復合栽植土層(1)內埋置有多功能納米材料復合層。2.根據權利要求1所述的鄉鎮生活污水人工濕地處理系統，其特征在于：所述多功能納米復合材料顆粒的粒徑為15～25mm，所述多功能納米復合材料顆粒的填充率為30～40％。3.根據權利要求1所述的鄉鎮生活污水人工濕地處理系統，其特征在于：所述多功能納米顆粒復合層從上到下依次包括：4～6cm的除COD材料層、2～3cm的除重金屬材料層、2～3cm的除氨氮材料層、2～3cm的除總氮材料層以及4～6cm的除總磷材料層。4.根據權利要求1所述的鄉鎮生活污水人工濕地處理系統，其特征在于：所述復合栽植土層(1)的厚度為25～35cm。5.根據權利要求1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：奉向東，梁銳振，袁勇，馬永春，李明華，
申請(專利權)人：南京格豐環保材料有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32