申请日2003.10.17
公开(公告)日2004.09.15
IPC分类号C02F3/00; C02F1/44; C02F3/32
摘要
本发明涉及污水处理技术。利用水平流人工湿地与垂直流人工湿地串联组成复合人工湿地，污水首先经过水平流人工湿地去除大部分SS、COD、BOD5和部分氨氮，再向采用连续运行方式，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%的回流比回流至水平流人工湿地进行反硝化脱氮处理。水平流人工湿地填充富含钙的大理石或白云石和石灰石，垂直流人工湿地填充富含铁、钙、硅和铝等氧化物的高炉渣或其与草炭和土壤混合配制的人工基质。水平流人工湿地所栽种的水生植物为风车草和水葱，垂直流人工湿地栽种的陆生花卉为美人蕉和茳花。
権利要求書
1、城市污水复合人工湿地脱氮除磷方法，其特征在于按水平流 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，城市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 植陆生花卉。
2、根据权利要求1所说除磷的方法，其特征在于高磷吸附基质 有两种：第一种是水平流人工湿地的高磷吸附基质，它采用大理石或 白云石和石灰石为材料破碎而成的，三者分段填充，污水进水的前端 和出水的后端填充石灰石，各占床体总长度的1/4，床体中间填充大 理石或白云石，占床体总长度1/2，第二种是垂直流人工湿地基质， 它是采用高炉渣为原料直接填充而成的，或与草炭和耕层土壤按 13～18∶1∶1的体积比混合配制而成。
3、根据权利要求1所说的脱氮除磷方法，其特征在于在水平流 人工湿地上种植的水生植物品种为风车草和水葱;在垂直流人工湿地 上种植的陆生花卉品种为美人蕉和茳花。
说明书
城市污水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
城市污水人工湿地处理方法主要有水平流人工湿地和垂直流人工湿 地两种。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、香蒲和水葱等，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。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、风车草和香根草等。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。(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。(3)垂直流和水 平流两种人工湿地系统对城市污水中磷的去除能力都较差(<30-40%)， 而且现行广泛采用的砂、砾石等基质对磷的吸附饱和使用寿命都较短，一 般为2～3年;即使将水平流人工湿地与垂直流人工湿地串联起来组成复合 系统，如仍采用砂、砾石基质，其对磷的去除率仍小于60%。
技术内容
本发明创造的目的是：①将两种人工湿地按水平流与垂直流顺序组成 复合人工湿地，充分利用水平流人工湿地对SS良好的去除能力，减轻废 水中SS对垂直流人工湿地的堵塞问题;同时利用水平流人工湿地去除一 部分COD、BOD5和氨氮;②利用垂直流人工湿地完成对耗氧有机物的彻底 去除和对城市污水的完全硝化;③将垂直流人工湿地的硝化处理出水按一 定的回流比回流至水平流人工湿地首端，在水平流人工湿地的缺氧条件 下，利用城市污水中的有机物作为碳源完成回流硝化出水的内碳源反硝化 脱氮过程;④在水平流人工湿地和垂直流人工湿地中分别采用高磷吸附能 力基质，以达到较高的总磷去除率和较长的基质使用寿命等目的。
城市污水复合人工湿地脱氮除磷方法是：将水平流人工湿地和垂直流 人工湿地串联起来，水平流人工湿地在前，垂直流人工湿地在后。城市污 水首先经水平流人工湿地的床体处理后，去除大部分SS、COD、BOD5 和部分氨氮;接着通过集水池的静水压力向地势稍低的垂直流人工湿地自 流布水，利用垂直流人工湿地完成对耗氧有机物的彻底去除和将剩余的氨 氮完全硝化;然后将垂直流人工湿地的处理出水按50%～100%的比例用清 水泵回流至水平流人工湿地的首端，利用水平流人工湿地的缺氧条件和污 水作为碳源完成回流的处理出水的反硝化脱氮过程。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，在基质上填充表土覆盖层，并在水 平流人工湿地的覆盖层上种植水生植物，在垂直流人工湿地的覆盖层上种 植陆生花卉。
城市污水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：在水平流人工湿地中填 充对磷有较强固定能力的基质如大理石或白云石和石灰石等，并种植水生 植物如水葱和风车草，利用基质和水生植物去除废水中一部分磷;其次， 在垂直流人工湿地中填充对磷具有很强固定能力的基质如高炉渣等，并种 植美人蕉和茳花，利用高炉渣基质和陆生花卉去除废水中大部分磷;然后， 随着处理出水的回流，使其中剩余的磷又一次通过水平流人工湿地和垂直 流人工湿地，利用基质、植物和微生物等作用再进一步去除，周而复始， 直至污水总磷含量达到城市污水处理厂一级排放标准。