申请日2015.11.25
公开(公告)日2016.03.23
IPC分类号C02F3/30; C02F3/32; C02F3/34
摘要
本发明公开了一种城市污水处理厂尾水垂直流人工湿地生态消纳方法，涉及水处理技术领域，主要针对化学氧化法、活性碳吸附法等方法深度处理低碳源城市污水处理厂尾水基建成本高、运行管理难度大等问题，构建一种垂直流人工湿地生态消纳城市污水处理厂尾水，充分利用湿地基质组合、湿地植物组合、微生物组合的协同作用进一步净化水质，使尾水由《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A或一级B排放标准达到《地表水环境质量标准》(GB?3838-2002)Ⅳ-Ⅴ类质量标准，从而实现城市污水厂尾水生态、安全排放。
权利要求书
1.一种城市污水处理厂尾水垂直流人工湿地生态消纳方法，其特征在于：通过垂直流人工湿地来进行，并投加同步反硝化除磷菌剂(B8)，对城市污水处理厂尾水进行生态消纳。垂直流人工湿地主要包括湿地基质(红砖碎块、钢渣、陶粒、石灰石等)、植物(再力花、梭鱼草、美人蕉、菖蒲、鸢尾等)、微生物(轮虫、线虫等)等。
2.根据权利要求1所述的一种城市污水处理厂尾水垂直流人工湿地生态消纳方法，其特征在于湿地分为下向流复合填料布水区、上向流净化区、下向流过滤区(收水区)，下向流复合填料布水区中分别填充黏土、钢渣、陶粒和红砖碎块;上向流净化区和下向流过滤区(收水区)分别填充黏土和石灰石。
3.根据权利要求1所述的一种城市污水处理厂尾水垂直流人工湿地生态消纳方法，其特征在于在湿地布水井中投加同步反硝化除磷菌剂(B8)，投加量为日处理水量的0.01%(即每m3尾水菌量约1.25×1011～1.71×1011cfu/m3)，菌剂与尾水混合均匀后，流入人工湿地反应池，而后流入人工湿地清水池，最后流入集水井，外排。
说明书
一种城市污水处理厂尾水垂直流人工湿地生态消纳方法
一、技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种城市污水处理厂尾水垂直流人工湿地生态消纳方法。
二、背景技术
近年来，我国太湖流域由于执行严格的排放标准，大多数城市污水处理厂尾水能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A或一级B排放标准，但并未达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅴ类质量标准，如一级A排放标准当中COD为50mg/L、TN为15mg/L、TP为1mg/L，而地表水Ⅴ类质量标准中COD为40mg/L、TN为2mg/L、TP为0.4mg/L。达标排放的城市尾水中COD、TN、TP等指标相对于地表水质量标准来说还是超标的，直接排入地表水体中会导致水体水质下降，特别是夏季富营养化现象更加严重。
目前，低碳源城市污水处理厂尾水深度处理方法有化学氧化法、活性碳等吸附法以及生物(生态)深度降解法等。但由于化学氧化法、活性碳吸附法等处理方法基建成本高、运行管理难度大，运用生物(生态)降解法深度处理低碳源城市污水处理厂尾水近年来备受关注。因此，构建一种垂直流人工湿地对城市污水处理厂尾水进行生态消纳，充分利用湿地基质组合、湿地植物组合、微生物组合的协同作用进一步净化水质，使其由排放标准GB18918-2002一级A(一级B)标准达到地表水质量GB3838-2002Ⅳ-Ⅴ标准，对于城市污水厂尾水安全、生态排放有较高的应用价值。
三、发明内容
本发明的主要目的是针对城市污水处理厂尾水直排入自然水体，导致自然水体水质下降的问题，提出一种城市污水处理厂尾水垂直流人工湿地生态消纳方法。该方法通过构建垂直流人工湿地，并投加同步反硝化除磷菌剂(B8)，对城市污水处理厂尾水进行生态消纳，可有效克服低碳源条件下TN去除率低的问题，进一步降低尾水中的COD、TN、TP、NH3-N等水质指标，达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅳ-Ⅴ类质量标准。
本发明的主要技术方案(流程)是：以垂直流人工湿地为载体，包括有配水区、反应池、集水区等，并在垂直流湿地表面种植再力花、梭鱼草、美人蕉、菖蒲、鸢尾等植物;将城市污水处理厂尾水引入配水区中，加入同步反硝化除磷菌剂(B8)，连续引入反应池中，尾水通过同步反硝化除磷菌和湿地基质、植物、微生物的吸附、沉淀等作用进行消纳，最终流入到集水区中，排入自然水体。
本发明的主要原理是：垂直流人工湿地单元均匀布水，城市尾水从湿地表面纵向流向填料床的底部，再从底部上行流动到出水管，城市尾水经历好氧—厌氧的生化反应历程，有利于大分子有机污染物质分解为小分子易于降解物质，溶解性有机物则可以通过异氧微生物代谢作用降解，达到去除COD的效果;好氧—厌氧的生化反应历程有利于氮化合物的好氧硝化和厌氧反硝化过程，达到高效去除总氮效果，同时植物吸收和氨氮挥发也能去除总氮;垂直流湿地基质填料、微生物的同化和植物的吸收可去除TP。投加的反硝化聚磷菌B8是一类既以氧为电子受体又以硝酸盐为电子受体聚磷的菌群，在厌氧环境中B8释放体内的多聚磷酸盐(Poly-P)获得能量吸收水体中的挥发性脂肪酸，将其储存为聚羟基脂肪酸酯(PHA);在好氧(缺氧)环境中再消耗PHA，以氧气或硝酸盐为电子受体吸收水中的磷，并在菌株体内再次合成Poly-P，所以向垂直流人工湿地投加B8菌剂有效提高了尾水中总氮和总磷的去除效果。本发明提供的反硝化细菌(菌株B8)，该菌为自养型反硝化假单胞菌，分类命名为恶臭假单胞菌(Pseudomonasputida)，已2014年5月16日被保存在中国微生物菌种保藏管理委员会(登记入册编号为：CGMCC9168)，保藏单位地位为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。本发明利用B8菌种制备反硝化细菌制剂。
本发明的主要优点：
(1)本发明在生态消纳城市污水厂尾水过程中加入了本实验室获取的同步反硝化除磷菌B8，提高了脱氮除磷的效果;
(2)本发明因填料粒径级配合理、填料结构布置合理等而有效解决湿地堵塞问题，可长期有效的运行;
(3)本发明的处理装置填料间隙和植物根系之间可以形成好氧—厌氧微区域，在微生物的作用下，形成硝化—反硝化微区域，为水体脱氮除磷提供了高效的生化反应环境;
(4)本发明在生态消纳城市污水厂尾水过程中不需添加化学药剂，减少了二次污染，降低了处理费用。