申请日2016.05.17
公开(公告)日2016.08.31
IPC分类号C02F3/32
摘要
本发明公开了一种人工湿地系统及采用人工湿地系统处理氮磷废水的方法，该系统包括由上至下依次设置的：布水区，用于将氮磷废水引入所述人工湿地系统;功能区，用于去除氮磷废水中的氮磷元素;以及排水区，用于将去除氮磷元素之后的废水排出所述人工湿地系统。该人工湿地系统可以调配氮磷废水中的离子含量配比，有利于氮磷废水在功能区形成鸟粪石晶种，使氮磷元素能有效形成鸟粪石肥沉积于填料表面，从而促进该系统对废水中氮磷元素的截留、吸附和富集，湿地植物根系不断分解并吸收氮磷物质与鸟粪石不断生成达到动态平衡。该人工湿地系统可长期稳定运转，脱氮除磷效率高，并且能够给植物持续供给肥料，同时实现了环保要求与资源的合理利用。
权利要求书
1.一种人工湿地系统，其特征在于，该系统包括由上至下依次设置的：
布水区，用于将氮磷废水引入所述人工湿地系统;
功能区，用于去除氮磷废水中的氮磷元素;以及
排水区，用于将去除氮磷元素之后的废水排出所述人工湿地系统;
所述布水区包括布水器(2)以及与所述布水器(2)的进水口(3)连通的进水调配池(1)，用于调配氮磷废水的pH值和离子含量配比;
所述功能区包括由上至下依次设置的覆盖层(4)、滤料层(5)和过渡层(6)，所述覆盖层(4)上种植有湿地植物(9);
所述排水区包括排水层(7)和出水口(8)，所述排水层(7)内水平设置有与所述出水口(8)连通的排水管。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述布水器(2)为选自穿孔布水管、布水喷头和旋转布水器中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述布水器(2)为穿孔布水管。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述覆盖层(4)的厚度为40-80mm，填料粒径为10-18mm;所述滤料层(5)的厚度为400-700mm，填料粒径为1-10mm;所述过渡层(6)的厚度为80-150mm，填料粒径为4-8mm。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述排水管在水平方向设有均匀分布的开孔，且所述排水管外侧包裹有过滤网。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述排水层(7)厚度为200-400mm，填料粒径为10-18mm。
7.一种采用人工湿地系统处理氮磷废水的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)启动阶段：使氮磷废水进入进水调配池(1)，调节氮磷废水的pH值和离子含量配比，得到调配废水，其中，所述离子含量配比为NH4+、PO43-和Mg2+的摩尔比;
关闭出水口(8)，使所述调配废水进入人工湿地系统并浸泡功能区填料;
(2)正常运行阶段：开启人工湿地系统的出水口(8)，使氮磷废水进入所述人工湿地系统，经由布水器(2)进入所述功能区去除氮磷元素后排出系统。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述调配废水的pH值为8-9，所述调配废水中的NH4+、PO43-和Mg2+的摩尔比为1：(0.9-1.1)：(2-5)。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述浸泡的时间大于70h。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述正常运行阶段的水力停留时间大于2h。
说明书
一种人工湿地系统及采用人工湿地系统处理氮磷废水的方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体地，涉及一种人工湿地系统及采用人工湿地系统处理氮磷废水的方法。
背景技术
随着经济发展，我国水体富营养化现象急剧增多，河流湖泊水华时有发生。氮、磷元素是造成水体富营养化的主要因素，人工湿地作为一种生态型废水深度处理手段得到了广泛的应用。人工湿地去除氮磷和有机污染的原理是利用系统内部填料基质、植物、微生物的物理沉淀、化学吸附、生物吸收分解和转化等三重协同作用实现。氮、磷元素是一种植物生长所需的主要肥料，但是污水中的氮磷分散在水中，不利于植物吸收。目前应用人工湿地处理废水主要为依靠填料基质进行化学吸附去除氮磷，这种方法存在容易饱和、再生困难，吸附后的氮磷也很难被植物利用的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种人工湿地系统，该系统可以解决现有的人工湿地系统处理废水易饱和、难再生，且吸附后的氮磷难以被植物利用的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种人工湿地系统，该系统包括由上至下依次设置的：
布水区，用于将氮磷废水引入所述人工湿地系统;
功能区，用于去除氮磷废水中的氮磷元素;以及
排水区，用于将去除氮磷元素之后的废水排出所述人工湿地系统;
所述布水区包括布水器以及与所述布水器的进水口连通的进水调配池，用于调配氮磷废水的pH值和离子含量配比;
所述功能区包括由上至下依次设置的覆盖层、滤料层和过渡层，所述覆盖层上种植有湿地植物;
所述排水区包括排水层和出水口，所述排水层内水平设置有与所述出水口连通的排水管。
可选地，所述布水器为选自穿孔布水管、布水喷头和旋转布水器中的一种或几种。
可选地，所述布水器为穿孔布水管。
可选地，所述覆盖层的厚度为40-80mm，填料粒径为10-18mm;所述滤料层的厚度为400-700mm，填料粒径为1-10mm;所述过渡层的厚度为80-150mm，填料粒径为4-8mm。
可选地，所述排水管在水平方向设有均匀分布的开孔，且所述排水管外侧包裹有过滤网。
可选地，所述排水层厚度为200-400mm，填料粒径为10-18mm。
根据本发明的另一方面，还提供一种采用人工湿地系统处理氮磷废水的方法，该方法包括如下步骤：
(1)启动阶段：使氮磷废水进入进水调配池，调节氮磷废水的pH值和离子含量配比，得到调配废水，其中，所述离子含量配比为NH4+、PO43-和Mg2+的摩尔比;
关闭出水口，使所述调配废水进入人工湿地系统并浸泡功能区填料;
(2)正常运行阶段：开启人工湿地系统的出水口，使氮磷废水进入所述人工湿地系统，经由布水器进入所述功能区去除氮磷元素后排出系统。
可选地，所述调配废水的pH值为8-9，所述调配废水中的NH4+、PO43-和Mg2+的摩尔比为1：(0.9-1.1)：(2-5)。
可选地，所述浸泡的时间大于70h。
可选地，所述正常运行阶段的水力停留时间大于2h。
通过在人工湿地系统中设置包括进水调配池和布水器的布水区以及包括多层填料结构的功能区，可以调配氮磷废水中的离子含量配比，有利于氮磷废水在功能区形成鸟粪石晶种，使氮磷元素能有效形成鸟粪石肥沉积于填料表面，从而促进该人工湿地系统对废水中氮磷元素的截留、吸附和富集，湿地植物根系不断分解并吸收氮磷物质与鸟粪石不断生成达到动态平衡。该人工湿地系统可长期稳定运转，脱氮除磷效率高，可以显著降低水中富营养物质含量，并且能够给植物持续供给肥料，同时实现了环保要求与资源的合理利用。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。