申请日2011.11.27
公开(公告)日2012.06.13
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及一种去除城市污水厂尾水硝态氮的组合方法，所述组合方法包括以下步骤：污水经调节池进入人工潜流湿地，依靠硝态氮吸收能力较强的湿地植物吸收尾水中的硝态氮，并通过湿地系统局部的厌氧环境，利用污水中和植物根系提供的有机碳源进行微生物硝态氮的反硝化作用，从人工潜流湿地引出的污水再依次经过厌氧生物滤池和活性炭滤池，通过三级深度去除城市尾水中硝态氮的同时，起到城市尾水的深度净化。该组合装置可根据污水的水质特征及再生回用要求更换不同的滤料和植物湿地材料，具有操作灵活，对多种污染水体进行深度净化的特点。
权利要求书
1.一种去除城市污水厂尾水硝态氮的组合方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
(1)、待处理的城市污水厂尾水先引入调节池，进行水量调节，从调节池引出的污水进入潜流湿地系统，潜流湿地系统为人工潜流湿地，污水通过布水管进入人工潜流湿地，人工潜流湿地从下到上依次设有黏土防水层、碎石层和土壤层;其中黏土防水层的高度为人工潜流湿地高度的1/8;碎石层由粒径为1～2cm的碎石料构成，其高度为人工潜流湿地高度的1/4;土壤层由沙土构成，其高度为人工湿地高度的5/8;土壤层上种植有湿地植物;布水管设置在土壤层的中间位置，污水在人工潜流湿地中的停留时间为2～3天，在人工潜流湿地中污水中的一部分硝态氮被湿地植物吸收，另外湿地的反硝化作用也会除去一部分硝态氮;
(2)、经过人工潜流湿地的污水再引入厌氧生物滤池，厌氧生物滤池为升流式厌氧生物滤池，厌氧生物滤池的底部设有进水口，池体上部设有出水管，进水口处设有布水室，布水室的顶部设有两层筛板，两层筛板之间设有承托层，承托层由卵石构成，其高度为整个滤池高度的1/12，筛板上部设有填料层，填料层由纤维球构成，其高度为整个滤池高度的2/3;污水从厌氧生物滤池底部进入依次流过布水室、承托层和填料层然后从顶部出水管排出，污水在厌氧生物滤池停留时间为3～4天，厌氧生物滤池内的反硝化作用能进一步除去污水中的部分硝态氮;
(3)、经过厌氧生物滤池处理的污水最终进入活性炭过滤池，活性炭过滤池内填充有改性果核活性炭，改性果核活性炭为在500℃条件下用氯化锌活化的核桃果核活性炭，粒径为0.5～1mm;污水在活性炭过滤池停留时间为1～2个小时，活性炭过滤池能将剩余的硝态氮去除，同时能去除污水中的悬浮物，降低污水的色度。
2.根据权利要求1所述的一种去除城市污水厂尾水硝态氮的组合方法，其特征在于：所述步骤(1)中的湿地植物为美人蕉、水芹菜或香蒲。
说明书
一种去除城市污水厂尾水硝态氮的组合方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种去除城市污水厂尾水硝态氮的组合方法。
背景技术
在当今水资源日趋短缺的背景下，污水回用已成为解决水资源短缺的重要途径，并在各国得到广泛关注。城市尾水作为稳定的水源，如果根据尾水特征加以深度处理，并作为城市的二次水源进行回用，势必可以缓解目前我国诸多城市所面临的水危机问题。但是，目前城市尾水的处理还存在硝态氮含量高等亟待解决问题。在我国各地区地下水和表面水硝态氮污染现象非常普遍，水体中高含量的硝酸盐会对人体健康产生危害。由于我国对城市尾水氨态氮含量有严格的限制，因此出水中氨态氮含量一般可以达到排放标准，但是氨态氮大部分只是发生形态的转化，转变为硝态氮，导致城市尾水中总氮含量较高，如何不加以深度处理，直接排放容易造成地表和地下水体中高的硝态氮浓度。因此有必要针对尾水中高含量的硝态氮探索一条经济，有效的组合处理方法。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种去除城市污水厂尾水硝态氮的组合方法，通过三级深度去除城市尾水中硝态氮的同时，起到城市尾水的深度净化。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种去除城市污水厂尾水硝态氮的组合方法，所述方法包括以下步骤：
(1)、待处理的城市污水厂尾水先引入调节池，进行水量调节，从调节池引出的污水进入潜流湿地系统，潜流湿地系统为人工潜流湿地，污水通过布水管进入人工潜流湿地，人工潜流湿地从下到上依次设有黏土防水层、碎石层和土壤层;其中黏土防水层的高度为人工潜流湿地高度的1/8;碎石层由粒径为1～2cm的碎石料构成，其高度为人工潜流湿地高度的1/4;土壤层由沙土构成，其高度为人工湿地高度的5/8;土壤层上种植有湿地植物;布水管设置在土壤层的中间位置，根据水质状况污水在人工潜流湿地中的停留时间为2～3天;在人工潜流湿地中污水中的一部分硝态氮被湿地植物吸收，另外湿地的反硝化作用也会除去一部分硝态氮;
(2)、经过人工潜流湿地的污水再引入厌氧生物滤池，厌氧生物滤池为升流式厌氧生物滤池，厌氧生物滤池的底部设有进水口，池体上部设有出水管，进水口处设有布水室，布水室的顶部设有两层筛板，两层筛板之间设有承托层，承托层由卵石构成，其高度为整个滤池高度的1/12，筛板上部设有填料层，填料层由纤维球构成，其高度为整个滤池高度的2/3;污水从厌氧生物滤池底部进入依次流过布水室、承托层和填料层然后从顶部出水管排出，根据水质状况污水在厌氧生物滤池停留时间为3～4天，厌氧生物滤池内的反硝化作用进一步除去污水中的部分硝态氮;
(3)、经过厌氧生物滤池的污水最终进入活性炭过滤池，活性炭过滤池内填充有改性果核活性炭，改性果核活性炭为在500℃条件下用氯化锌活化的核桃果核活性炭，粒径为0.5～1mm;污水在活性炭过滤池停留时间为1～2个小时，活性炭过滤池能将剩余的硝态氮去除，同时能去除污水中的悬浮物，降低污水的色度。
所述步骤(1)中的湿地植物为美人蕉、水芹菜或香蒲。
本发明的有益效果是：
(1)本发明将三级城市尾水净化工艺，依据各工艺的处理特点合理组合，不但使其水体中的硝态氮得到较为彻底的去除，而且使出水的总氮指标达到排放标准，同时对城市尾水中其它的有机物，固体悬浮物等污染物得到同步的净化。
(2)本发明中的活性炭过滤池中使用的改性果核活性炭，耐磨强度好、空隙发达、吸附性能高，过滤效果更好。
具体实施方式
一种去除城市污水厂尾水硝态氮的组合方法，依照下列步骤进行：
(1)、待处理的城市污水厂尾水先引入调节池，进行水量调节，从调节池引出的污水进入潜流湿地系统，潜流湿地系统为人工潜流湿地，污水通过布水管进入人工潜流湿地，人工潜流湿地从下到上依次设有黏土防水层、碎石层和土壤层;其中黏土防水层的高度为人工潜流湿地高度的1/8;碎石层由粒径为1～2cm的碎石料构成，其高度为人工潜流湿地高度的1/4;土壤层由沙土构成，其高度为人工湿地高度的5/8;土壤层上种植有湿地植物;布水管设置在土壤层的中间位置，这样进入人工潜流湿地的污水能从湿地植物的根系部位流过，湿地植物根茎下穿形成有利于微生物实现硝化作用的好氧区、根系周围的厌氧区、加之植物碎屑及地质层中可利用的碳源又提供了反硝化条件。根据污水的水质情况，污水在人工潜流湿地中的停留时间约为2～3天;污水中的一部分硝态氮被湿地植物，另外湿地的反硝化作用也会除去一部分硝态氮;
(2)、经过人工潜流湿地的污水再引入厌氧生物滤池，厌氧生物滤池为升流式厌氧生物滤池，厌氧生物滤池的底部设有进水口，池体上部设有出水管，进水口处设有布水室，布水室的顶部设有两层筛板，两层筛板之间设有承托层，承托层由卵石构成，其高度为整个滤池高度的1/12，筛板上部设有填料层，填料层由纤维球构成，其高度为整个滤池高度的2/3;污水从厌氧生物滤池底部进入依次流过布水室、承托层和填料层然后从顶部出水管排出，生物量大部分以生物膜的形式附在滤料表面，少部分以厌氧活性污泥的形式存在于滤料的间隙中，生物量浓度高，有机负荷率较高，能承受冲击负荷。污水在厌氧生物滤池停留时间为3～4天，厌氧生物滤池内的反硝化作用进一步除去污水中的部分硝态氮;
(3)、经过厌氧生物滤池的污水最终进入活性炭过滤池，活性炭过滤池内填充有改性果核活性炭，改性果核活性炭为在500℃条件下用氯化锌活化的核桃果核活性炭，粒径为0.5～1mm;污水在活性炭过滤池停留时间约为1～2个小时，该改性果核活性炭，耐磨强度好、空隙发达、吸附性能高，比普通的活性炭过滤效果更好。活性炭过滤池能将剩余的硝态氮去除，同时能去除污水中的悬浮物，降低污水的色度。
所述步骤(1)中的湿地植物优选美人蕉、水芹菜或香蒲，具有良好的经济价值和观赏价值，并且这些植物可增加人工潜流湿地的遇水性，此外还能与周围环境的原生动物、微生物等形成各种小环境，将氧气传输至根区，形成特殊的根际微生态环境、这一微生态环境具有很强的净化废水的能力。
城市尾水经过该组合技术处理后，不但使其水体中的硝态氮得到较为彻底的去除，而且使出水的总氮指标达到排放标准，同时对城市尾水中其它的有机物，固体悬浮物等污染物得到同步的净化，使出水能达到较高的回用目标。该方法依据脱除硝态氮的需要，所采用的三级工艺安排合理，同步实现污水中养分物质的资源化利用，为其他类型的污染水体提供深度处理借鉴方法。
以下是本发明的方法的净化效果：
示例一：
处理前：一种对城市尾水，主要污染物浓度为：硝态氮20～40 mg/L，氨态氮含量5～10 mg/L，磷浓度为3mg/L以下，COD 浓度为20～40mg/L，SS浓度为20～30 mg/L。
处理后：硝态氮浓度小于1 mg/L，氨氮态小于0.2 mg/L，总磷浓度小于0.2 mg/L，COD小于10mg/L，SS小于0.5 mg/L。
处理过程中装置运行正常，湿地植物生长良好，生物滤池无堵塞现象。各指标出水水质优于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类水质标准。
示例二：
处理前：一种达到城镇污水处理厂污染物排放一级A标准的尾水，主要污染物浓度为：硝态氮浓度10～20，总氮浓度为15～20 mg/L，总磷浓度为1～1.5 mg/L，COD为 30～40 mg/L，SS 为10～20 mg/L。
处理后：硝态氮浓度小于0.2 mg/L，氨氮态小于0.1 mg/L，总磷浓度小于0.1mg/L，COD小于7mg/L，SS小于0.5 mg/L。
处理过程中装置运行正常，湿地植物生长良好，生物滤池无堵塞现象。各指标出水水质优于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅱ类水质标准。