申请日2004.06.02
公开(公告)日2006.07.12
IPC分类号C02F3/30; C02F3/32
摘要
生活污水垂直流—水平流复合人工湿地脱氮除磷方法涉及环保治理技术领域，利用垂直流人工湿地与水平流人工湿地串联组成复合系统处理生活污水，垂直流人工湿地采用干湿交替方式运行，水平流人工湿地采用连续运行方式，部分未经处理的污水直接进入水平流人工湿地补充碳源，提高水平流人工湿地对氮的去除效果。垂直流人工湿地填充富含铁、钙、硅和铝等氧化物的高炉渣，水平流人工湿地填充富含钙的大理石或石灰石和煤渣。垂直流人工湿地栽种的花卉为陆生花卉为美人蕉、月季和鲜切花卉-玫瑰、非洲菊，水平流人工湿地所栽种的蔬菜为西洋菜、蕹(通)菜、韭菜、生菜、黄瓜、西红柿(樱桃番茄)、慈姑和茭白。
権利要求書
1、生活污水垂直流—水平流复合人工湿地脱氮除磷方法，其特 征在于按垂直流人工湿地在前，水平流人工湿地在后的顺序串联起来 组成复合人工湿地，生活污水首先经垂直流人工湿地，再通过水平流 人工湿地，并使部分未经处理的污水直接进入水平流人工湿地以补充 碳源，在垂直流人工湿地的床体内放置高炉渣，在水平流人工湿地床 体内放置炉渣，并用高炉渣作为床体表层的覆盖材料;在垂直流人工 湿地基质上种植陆生花卉和鲜切花卉，在水平流人工湿地基质上种植 蔬菜。
2、根据权利要求1所说的脱氮除磷方法，其特征在于：陆生花 卉为美人蕉，鲜切花卉为玫瑰;蔬菜为西洋菜、蕹菜、韭菜、生菜、 黄瓜、西红柿、慈姑和茭白。
说明书
生活污水垂直流—水平流复合人工湿地脱氮除磷方法
技术领域
本发明专利涉及污水处理技术。
技术背景
生活污水人工湿地处理方法主要有垂直流人工湿地、水平流人工湿地 和水平流与垂直流复合人工湿地三种。
垂直流人工湿地床体高100cm以上，通常采用较细的基质如砂等作 为渗滤介质，污水在自表层向下的垂直渗滤过程中得到处理，其所采用的 植物大多数为芦苇、风车草、香根草、再力草、莎草和美人蕉等。
水平潜流人工湿地床体高约60～80cm，采用较粗基质如砾石作为处理 介质，污水在人工湿地的地表下呈水平流动，并在基质层中种植有泌氧能 力的大型挺水植物如芦苇、香蒲、水葱、鸢尾和菖蒲等，利用水生植物的 泌氧能力为人工湿地基质上的生物膜分解污水中的有机物质提供氧气。
水平流与垂直流复合人工湿地是按水平流人工湿地在前，垂直流人工 湿地在后的顺序串联起来组成复合人工湿地。生活污水首先经水平流人工 湿地去除大部分SS、COD、BOD5和部分氨氮，再向垂直流人工湿地布水， 完成对耗氧有机物的彻底去除和将剩余的氨氮完全硝化，并将垂直流人工 湿地的硝化处理出水按50～100%回流比回流至水平流人工湿地首端进行 内碳源前置反硝化脱氮处理;在水平流人工湿地和垂直流人工湿地中填充 高磷吸附基质，并在水平流人工湿地基质上种植水生植物，在垂直流人工 湿地基质上种植水生植物或陆生花卉。
存在的不足之处有：(1)水平流人工湿地存在好氧条件不足等缺点， 它虽能很好地去除SS，并且也能去除一些BOD。但是，它通常对氨氮的去 除效果不好。由于它不能完成大部分废水的硝化过程，即使其具有较强的 反硝化作用能力，因而也不能独立完成废水的硝化和反硝化两个处理过 程，以达到废水脱氮处理的目的。同时除磷效果也较差，一般只有30-40%， 而且现行广泛采用的砾石基质对磷的吸附饱和寿命较短，一般为2～3年; (2)垂直流人工湿地对废水中耗氧有机物的处理能力和硝化能力较强， 它比水平流人工湿地具有更好的好氧条件，且对废水中BOD5和COD的去 除效果都较好，但对SS的去除效果较水平流人工湿地差;虽然它对废水 的硝化处理能力很强，但是其反硝化作用能力也较水平流人工湿地差，因 而也不能单独完成废水的硝化和反硝化两个处理过程，以达到废水脱氮处 理的目的。同时对磷的去除率也只有40-50%，并且砂、砾石基质的除磷 寿命较也短，一般为3-4年。(3)水平流与垂直流复合人工湿地虽然能完 成一部分氮的硝化与反硝化，但总氮去除率不高，仅为30-45%，而且需 要将硝化处理出水回流，既增加了动力消耗，又随着回流比的增大减少了 污水处理水量，增加了占地面积，同时还降低了磷的去除率;其次，水平 流人工湿地采用石灰石、大理石或白云石基质的除磷效果不高，仅为 30-50%，从而影响了复合人工湿地的除磷寿命，并且在水平流人工湿地 上不能种植蔬菜等经济作物;第三，垂直流人工湿地的耗氧处理能力和硝 化能力不能得到完全发挥，占地面积也较大。
发明内容
本发明创造的目的是：①将垂直流与水平流人工湿地按垂直流在前， 水平流在后的顺序组成复合人工湿地，充分利用垂直流人工湿地完成对耗 氧有机物和悬浮物的大部分去除和对生活污水的完全硝化，并利用水平流 人工湿地完成对SS、COD和BOD5的彻底去除，并通过反硝化作用完成对 氮的大部分去除;②将一小部分未经处理的污水直接进入水平流人工湿地 首端，在水平流人工湿地的缺氧条件下，利用生活污水中的有机物作为碳 源完成反硝化脱氮过程;③在垂直流人工湿地填充高炉渣基质，在水平流 人工湿地填充炉渣和高炉渣基质，以达到较高的总磷去除率和延长基质除 磷的使用寿命等目的;④在垂直流人工湿地种植陆生花卉和鲜切花卉，在 水平流人工湿地种植蔬菜，以增加复合人工湿地的经济效益和审美价值。
生活污水垂直流—水平流复合人工湿地脱氮除磷方法是：将垂直流人 工湿地和水平流人工湿地串联起来，垂直流人工湿地在前，水平流人工湿 地在后。生活污水首先经垂直流人工湿地的床体处理后，去除部分SS、 COD、BOD5并进行硝化作用。接着通过集水池的静水压力向地势稍低的 水平流人工湿地自流布水，在水平流人工湿地中，利用蔬菜根系供氧能力 较差所提供的缺氧条件和垂直流人工湿地硝化处理出水中的部分有机物 作为碳源，完成反硝化脱氮过程，如果碳源不足或因硝化处理出水中DO 含量较高而不能形成缺氧条件，要把部分未经处理的污水直接进入水平流 人工湿地前端补充碳源，以提高水平流对氮的去除效果。在垂直流人工湿 地和水平流人工湿地中填充高效除磷基质，并在垂直流人工湿地上种植陆 生花卉和鲜切花卉，在水平流人工湿地上种植蔬菜。
生活污水垂直流—水平流复合人工湿地除磷方法是利用上述脱氮方 法的工艺流程，在脱氮的同时完成对废水中磷的去除。具体方法是：首先， 在垂直流人工湿地中填充对磷具有很强固定能力的基质高炉渣，并种植美 人蕉、月季和玫瑰，利用高炉渣基质和花卉植物去除废水中的大部分磷; 在水平流人工湿地的配水区和集水区中填充对磷有较强固定能力的基质 如大理石或石灰石、在床体中填充炉渣，在床体表层填充高炉渣，并种植 蔬菜如西洋菜、蕹(通)菜、韭菜、生菜、黄瓜、西红柿(樱桃番茄)、 慈姑和茭白等，利用基质和蔬菜去除污水中的一部分磷。