公布日：2023.03.24
申请日：2022.03.09
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)N;C02F3/32(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种低碳氮比生活污水的多级处理系统和方法，该系统包括进水管路、第一潜流湿地、第二潜流湿地和第三潜流湿地，进水管路分别与第一潜流湿地和第二潜流湿地连接，第一潜流湿地、第二潜流湿地和第三潜流湿地依次串联连接，第三潜流湿地上设有末端出水管。该方法将低碳比的生活污水通过进水管路分别进入第一潜流湿地和第二潜流湿地，生活污水进入第一潜流湿地和第二潜流湿地分为三个阶段。该系统简单，易于构建，构建成本低，运行费用低，维护简单。该方法脱氮碳源消耗低，可节省碳源，降低吨水处理成本，同时出水达标稳定性高，具有较强的耐冲击负荷能力，工程实际应用价值大。
权利要求书
1.一种低碳氮比生活污水的多级处理系统，其特征在于：包括进水管路、第一潜流湿地、第二潜流湿地和第三潜流湿地，进水管路分别与第一潜流湿地和第二潜流湿地连接，第一潜流湿地、第二潜流湿地和第三潜流湿地依次串联连接，第三潜流湿地上设有末端出水管。
2.根据权利要求1所述的低碳氮比生活污水的多级处理系统，其特征在于：所述的进水管路包括进水主管、第一进水支管和第二进水支管，进水主管的一端分别与第一进水支管和第二进水支管的一端连接，第一进水支管上设有第一水阀，第二进水支管上设有第二水阀，第一进水支管的另一端与第一潜流湿地的上部连接，第一潜流湿地上部设有第一出水管，第一出水管与第二潜流湿地上部连接，第二进水支管的另一端与第一出水管连接，第二潜流湿地的底部设有第二出水管，第二出水管与第三潜流湿地底部连接。
3.根据权利要求1所述的低碳氮比生活污水的多级处理系统，其特征在于：还包括曝气机构，曝气机构包括多个微孔曝气机，第一潜流湿地中设有承托隔板，承托隔板上开设有呈网状分布的通孔，承托隔板上方从下至上依次填充有陶粒层和淤泥质土层，多个微孔曝气机位于承托隔板下方，且多个微孔曝气机均匀布设。
4.根据权利要求3所述的低碳氮比生活污水的多级处理系统，其特征在于：所述的曝气机构还包括曝气控制器，曝气控制器通过控制电路与多个微孔曝气机连接。
5.根据权利要求3所述的处理低碳氮比生活污水的多级系统，其特征在于：所述的第一潜流湿地的淤泥质土层上种植有水生植物。
6.根据权利要求1所述的低碳氮比生活污水的多级处理系统，其特征在于：所述的第二潜流湿地从上至下依次填充有塑性海绵层和砾石层。
7.根据权利要求1所述的低碳氮比生活污水的多级处理系统，其特征在于：所述的第三潜流湿地从上至下依次填充有淤泥质土层、碎石层和砾石层。
8.根据权利要求1所述的低碳氮比生活污水的多级处理系统，其特征在于：所述的末端出水管设置于第三潜流湿地上部。
9.一种低碳氮比生活污水的多级处理方法，其特征在于包括如下步骤：将低碳比的生活污水通过进水管路分别进入第一潜流湿地和第二潜流湿地，生活污水进入第一潜流湿地和第二潜流湿地分为三个阶段，具体如下：第一阶段：生活污水进入第一潜流湿地和第二潜流湿地的体积比为4:6-8，整个处理系统的水力停留时间为1.4-1.6d；第二阶段：生活污水进入第一潜流湿地和第二潜流湿地的体积比为5:5-6，整个处理系统的水力停留时间为1.2-1.4d；第三阶段：生活污水进入第一潜流湿地和第二潜流湿地的体积比为6:4-5，整个处理系统的水力停留时间为0.9-1.1d。
发明内容
基于上述现有技术，本发明提供了一种低碳氮比生活污水的多级处理系统和方法，该系统简单，易于构建，构建成本低，运行费用低，维护简单。该方法脱氮碳源消耗低，可节省碳源，降低吨水处理成本，同时出水达标稳定性高，具有较强的耐冲击负荷能力，工程实际应用价值大。
实现发明上述目的所采用的技术方案为：
一种低碳氮比生活污水的多级处理系统，包括进水管路、第一潜流湿地、第二潜流湿地和第三潜流湿地，进水管路分别与第一潜流湿地和第二潜流湿地连接，第一潜流湿地、第二潜流湿地和第三潜流湿地依次串联连接，第三潜流湿地上设有末端出水管。
所述的进水管路包括进水主管、第一进水支管和第二进水支管，进水主管的一端分别与第一进水支管和第二进水支管的一端连接，第一进水支管上设有第一水阀，第二进水支管上设有第二水阀，第一进水支管的另一端与第一潜流湿地的上部连接，第一潜流湿地上部设有第一出水管，第一出水管与第二潜流湿地上部连接，第二进水支管的另一端与第一出水管连接，第二潜流湿地的底部设有第二出水管，第二出水管与第三潜流湿地底部连接。
还包括曝气机构，曝气机构包括多个微孔曝气机，第一潜流湿地中设有承托隔板，承托隔板上开设有呈网状分布的通孔，承托隔板上方从下至上依次填充有陶粒层和淤泥质土层，多个微孔曝气机位于承托隔板下方，且多个微孔曝气机均匀布设。
所述的曝气机构还包括曝气控制器，曝气控制器通过控制电路与多个微孔曝气机连接。
所述的第一潜流湿地的淤泥质土层上种植有水生植物。
所述的第二潜流湿地从上至下依次填充有塑性海绵层和砾石层。
所述的第三潜流湿地从上至下依次填充有淤泥质土层、碎石层和砾石层。
所述的末端出水管设置于第三潜流湿地上部。
一种低碳氮比生活污水的多级处理方法，包括如下步骤：
将低碳比的生活污水通过进水管路分别进入第一潜流湿地和第二潜流湿地，生活污水进入第一潜流湿地和第二潜流湿地分为三个阶段，具体如下：
第一阶段：生活污水进入第一潜流湿地和第二潜流湿地的体积比为4:6-8，整个处理系统的水力停留时间为1.4-1.6d；
第二阶段：生活污水进入第一潜流湿地和第二潜流湿地的体积比为5:5-6，整个处理系统的水力停留时间为1.2-1.4d；
第三阶段：生活污水进入第一潜流湿地和第二潜流湿地的体积比为6:4-5，整个处理系统的水力停留时间为0.9-1.1d。
与现有技术相比，本发明的有益效果和优点在于：
1、城市的生活污水分段进入该系统的第一潜流湿地和第二潜流湿地内，污水中氨态氮在第一潜流湿地内被硝化菌氧化为硝酸盐氮后流入第二潜流湿地，在第二潜流湿地中可直接利用原污水中有机物进行反硝化脱氮，提高有机物利用率和氮的去除率。
2、该系统将潜流湿地多级分段连接，能形成较好的厌氧、好氧环境，同时可降低湿地填料层堵塞频率。
3、原污水中的氨态氮被第一潜流湿地内具有硝化功能的微生物氧化为硝酸盐氮，富含硝酸盐氮的污水流入第二潜流湿地，第二潜流湿地内具有反硝化功能的微生物利用分段进入的原污水中的碳源首先将硝酸盐氮还原为亚硝酸盐氮，然后还原为氮气，在这个过程中，第二潜流湿地内同时存在氨态氮和亚硝酸盐氮。在较好的厌氧环境下，厌氧氨氧化菌在氨态氮和亚硝酸盐氮同时存在的环境中能够快速地生长、富集，而厌氧氨氧化菌可强化低碳比生活污水的生化脱氮能力。
4、在厌氧氨氧化菌生长富集期，第三潜流湿地内植物根系和填料的阻截吸附作用、植物的吸收和微生物的代谢等作用可保证出水总氮达标排放；在厌氧氨氧化菌生长富集至具有一定强化脱氮功能后，第三潜流湿地能提高本系统的氮去除负荷，同时增强系统的耐冲击负荷。
5、相较于其他形式的净化反应容器，潜流湿地独特的布水、收水功能即可实现“泥水”的完全混合，无需额外增设搅拌设备，运维简单，同时具备良好景观功能。
（发明人：陈建飞;徐恒;段昌兵;郑晨;肖磊;杨威）