申请日2018.01.24
公开(公告)日2018.06.29
IPC分类号C02F3/32; C02F3/30
摘要
本发明公开了一种用于低碳氮比污水处理的强化脱氮除磷人工湿地系统，包括：进水配水区、多级组合阶梯式人工湿地处理区和出水集水区;其中，进水配水区、多级组合阶梯式人工湿地处理区和出水集水区顺次连接;进水配水区设置进水管;出水集水区设置出水口;多级组合阶梯式人工湿地处理区由多级人工湿地构成，多级人工湿地按水流方向从高至低依次排列呈阶梯结构。该人工湿地系统将垂直潜流人工湿地系统和表面流人工湿地相结合，在高效去除污染物的前提下降低成本，并在复合垂直潜流人工湿地中设置脱氮除磷区，脱氮的同时实现除磷，脱氮尤其针对低C/N的污水处理，湿地可种植景观植物以及脱氮除磷植物，无二次污染，处理效果好。
权利要求书
1.一种用于低碳氮比污水处理的强化脱氮除磷人工湿地系统，其特征在于，包括：
进水配水区、多级组合阶梯式人工湿地处理区和出水集水区;其中，
所述进水配水区、多级组合阶梯式人工湿地处理区和出水集水区顺次连接;
所述进水配水区设置进水管;所述出水集水区设置出水口;
所述多级组合阶梯式人工湿地处理区由多级人工湿地构成，多级人工湿地按水流方向从高至低依次排列呈阶梯结构。
2.根据权利要求1所述的用于低碳氮比污水处理的强化脱氮除磷人工湿地系统，其特征在于，所述多级组合阶梯式人工湿地处理区包括：
依次设置且顺次连接的一级复合垂直流人工湿地、二级复合垂直流人工湿地和三级表面流人工湿地;
所述一级复合垂直流人工湿地的高度高于所述二级复合垂直流人工湿地，所述二级复合垂直流人工湿地的高度高于所述三级表面流人工湿地，所述一级复合垂直流人工湿地、二级复合垂直流人工湿地和三级表面流人工湿地按水流方向从高至低依次排列呈阶梯结构;
所述一级复合垂直流人工湿地的后端底部与所述二级复合垂直流人工湿地的前端上部入口连通;
所述二级复合垂直流人工湿地的后端上部出口与所述三级表面流人工湿地顶部的植物种植区连通。
3.根据权利要求2所述的用于低碳氮比污水处理的强化脱氮除磷人工湿地系统，其特征在于，所述一级复合垂直流人工湿地、二级复合垂直流人工湿地和三级表面流人工湿地内均铺设有多层填料，各级人工湿地表面均种植水生植物;
所述一级复合垂直潜流人工湿地内经下折流墙分隔为第一上行流池与第一下行流池，该第一上行流池与第一下行流池经所述下折流墙顶部的过水口连通;
所述二级复合垂直潜流人工湿地内经上折流墙分隔为第二上行流池与第二下行流池，该第二上行流池与第二下行流池经所述上折流墙底部的过水孔连通。
4.根据权利要求3所述的用于低碳氮比污水处理的强化脱氮除磷人工湿地系统，其特征在于，所述一级复合垂直潜流人工湿地内从上至下分别铺设土壤层、主体填料层和卵石层;
所述二级复合垂直潜流人工湿地内从上至下分别铺设土壤层、卵石层和主体填料层;
所述一级复合垂直潜流人工湿地的第一上行流池内的主体填料层与所述二级复合垂直潜流人工湿地的第二下行流池内的主体填料层均采用铁盐改性Ca(OH)2、砾石、石灰石、沸石的一种或几种;
所述一级复合垂直潜流人工湿地的第一下行流池内的主体填料层与所述二级复合垂直潜流人工湿地的第二上行流池内的主体填料层均采用硫铁矿和石灰石按1:1～2的体积比混合而成的填料;
所述三级表面流人工湿地内从上至下分别铺设土壤层和卵石层。
5.根据权利要求4所述的用于低碳氮比污水处理的强化脱氮除磷人工湿地系统，其特征在于，所述一级复合垂直潜流人工湿地的第一上行流池中所用的砾石、沸石、石灰石粒径为8～12mm;第一下行流池中硫铁矿粒径为4～8mm，石灰石粒径为6～10mm;
所述二级复合垂直潜流人工湿地的第二下行流池中所用的砾石、沸石、石灰石粒径为4～8mm，第二上行流池中所用的硫铁矿粒径为2～4mm，石灰石粒径为4～8mm;
所述三级表面流人工湿地中所用的砾石、石灰石、沸石粒径为3～6mm。
6.根据权利要求4所述的用于低碳氮比污水处理的强化脱氮除磷人工湿地系统，其特征在于，所述铁盐改性Ca(OH)2由FeCl3、生石灰和水按0.25～1∶1～3∶3～6的质量比均匀混合后，自然风干，风干后喷水，如此循环2～3次，捣碎成0.075～2mm的颗粒，最后再喷水养护、风干制得。
7.根据权利要求3所述的用于低碳氮比污水处理的强化脱氮除磷人工湿地系统，其特征在于，所述水生植物为芦苇、香蒲、菖蒲、灯心草、水葱、风车草、再力花和香根草中的一种或几种，均种植于各级人工湿地表层的土壤层上。
8.根据权利要求1至7任一项所述的用于低碳氮比污水处理的强化脱氮除磷人工湿地系统，其特征在于，所述多级组合阶梯式人工湿地处理区前端设置一个格室作为进水配水区，该进水配水区的前端上部设置所述进水管，该进水配水区的后端底部与所述多级组合阶梯式人工湿地处理区的前端底部连通;
所述多级组合阶梯式人工湿地处理区后端设置一个格室作为出水集水区，该出水集水区的前端底部与所述多级组合阶梯式人工湿地处理区的后端底部连通，该出水集水区的后端上部设置所述出水口。
说明书
用于低碳氮比污水处理的强化脱氮除磷人工湿地系统
技术领域
本发明属于环保领域，具体涉及一种用于低碳氮比污水处理的强化脱氮除磷人工湿地系统。
背景技术
目前湖泊富营养化现象严重，其主要控制因素是氮磷，人工湿地污水处理工艺不仅具有投资运行费用低、净化效果好、运行管理方便等特点，而且具有生态景观效应。其对于村镇或旅游景区的生活污水、受污染地表水、面源污水、污水处理厂尾水以及低C/N(碳氮比)废水的处理具有一定的适用性。
根据人工湿地中的水流特性，人工湿地系统可分成表面流人工湿地系统和潜流人工湿地系统两大类。表面流人工湿地系统流动水位较浅，多在0.1～0.6m，污水在湿地系统中缓慢水平流动，污水中的绝大部分有机物的去除是由生长在植物水下茎杆上的生物膜、填料的吸附过滤、污染物的自然沉降来完成，与自然湿地最为接近。表面流式人工湿地的基建费用低，运行及管理简单，但较潜流人工湿地系统，表面流人工湿地系统对污染物的削减作用更弱。潜流人工湿地系统表面为植物层，中部以砂石土壤为填料，让水自然渗透过滤的人造景观构筑物。它表面无水、占地面积小，效率高、维护方便。通常，潜流人工湿地一般可分为水平潜流和垂直潜流，其中垂直潜流人工湿地的水力负荷大、处理效果较好，垂直潜流人工湿地系统对污染物的削减作用更强。
近年来人工湿地脱氮除磷成为颇受关注的热点。但已有的工程实践中人工湿地仍存在一些问题，其主要表现在脱氮除磷的效果上，其一在无外加碳源的情况下，人工湿地处理低C/N的污水，其脱氮能力有限;其二磷去除率随运行时间延长而逐渐下降，现在市面上广泛采用的砾石、细沙、石灰石等基质对磷的吸附饱和寿命较短，除磷率也迅速下降。因此，如何用人工湿地对C/N污水进行深度处理，特别是进行高效脱氮除磷是需要解决的问题。
发明内容
基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种用于低碳氮比污水处理的强化脱氮除磷人工湿地系统，能处理低C/N的污水，高效去除污染物的前提下降低成本，无二次污染，处理效果好。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明实施方式提供一种用于低碳氮比污水处理的强化脱氮除磷人工湿地系统，包括：
进水配水区、多级组合阶梯式人工湿地处理区和出水集水区;其中，
所述进水配水区、多级组合阶梯式人工湿地处理区和出水集水区顺次连接;
所述进水配水区设置进水管;所述出水集水区设置出水口;
所述多级组合阶梯式人工湿地处理区由多级人工湿地构成，多级人工湿地按水流方向从高至低依次排列呈阶梯结构。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的用于低碳氮比污水处理的强化脱氮除磷人工湿地系统，其有益效果为：
采用呈阶梯结构的多级组合阶梯式人工湿地处理区，有效利用了阶梯式递减空间位置所形成的高程差以及折流式水流形式，形成缺氧-厌氧的交替作用过程;由于采用自养反硝化技术，避免了增加外加碳源所带来的费用;该多级组合阶梯式人工湿地处理区有效结合潜流人工湿地和表面流人工湿地，在高效去除污染物的前提下降低成本。