公布日：2023.04.25
申请日：2022.12.21
分类号：C02F3/00(2023.01)I;C02F3/28(2023.01)I;C02F3/32(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明属于污水处理技术领域，公开了一种用于污水处理的反硝化湿地。本发明中反硝化人工湿地由上至下依次包括砂石填料层、一级反硝化层、矿渣填料层、二级反硝化层、防渗膜保护层、池体底板层；所述一级反硝化层、二级反硝化层分别设置微电场。通过反硝化湿地来实现污水处理反硝化过程，从而去除经过氨化及硝化作用后污水中的NO2‑和NO3‑。此过程既具备缺氧条件下反硝化过程，也具备好氧条件下的反硝化过程，既能实现NO2‑向N2转化，NO3‑向N2转化，同时实现NH4+向N2转化。
权利要求书
1.一种用于污水处理的反硝化湿地，其特征在于，所述反硝化湿地由上至下依次包括砂石填料层、一级反硝化层、矿渣填料层、二级反硝化层、防渗膜保护层、池体底板层；所述一级反硝化层、二级反硝化层分别设置微电场；所述一级反硝化层的填料为复合纤维材料与腐殖化污泥颗粒，所述复合纤维材料与腐殖化污泥颗粒的铺设厚度为180～230mm，所述腐殖化污泥颗粒的体积为复合纤维材料的20～40％；所述腐殖化污泥颗粒的制备方法，包括以下步骤：对污泥同时进行烘干与超声波处理，得到烘干后的污泥；烘干后的污泥依次经碱溶分选区、电场分选区和酸析沉区处理，得到腐殖化污泥颗粒；所述一级反硝化层与二级反硝化层中微电场的阴极独立的为采用石墨电极与磁铁棒电极并排交替设置，阳极独立的为不锈钢管电极，所述阴极和阳极的电极的直径独立的为8～12mm；所述一级反硝化层中微电场的通电时间为昼间持续通电，夜间停止；所述二级反硝化层中微电场的通电时间为昼间每通电1min停止5min，夜间停止。
2.根据权利要求1所述的用于污水处理的反硝化湿地，其特征在于，所述反硝化湿地的总深度为1072～1654mm，所述反硝化湿地的进水流量为4.8～5.5m3/h。
3.根据权利要求1或2所述的用于污水处理的反硝化湿地，其特征在于，所述砂石填料层中砂石的铺设厚度为80～150mm，所述砂石填料层中砂石的粒径为1～3mm。
4.根据权利要求3所述的用于污水处理的反硝化湿地，其特征在于，所述矿渣填料层中矿渣的铺设厚度为180～250mm，所述矿渣填料层中矿渣的粒径为10～20mm。
5.根据权利要求4所述的用于污水处理的反硝化湿地，其特征在于，所述二级反硝化层的填料为硫化纤维材料，所述硫化纤维的铺设厚度为200～450mm。
6.根据权利要求4或5所述的用于污水处理的反硝化湿地，其特征在于，所述防渗膜保护层从上至下依次为长丝无纺土工布、HDPE防渗膜，所述长丝无纺土工布的铺设厚度为0.5～1.5mm，所述HDPE防渗膜的铺设厚度为1.5～2.5mm。
7.根据权利要求4或5所述的用于污水处理的反硝化湿地，其特征在于，所述池体底板层中池体底板厚度为180～250mm，所述池体底板层中池体基础厚度为250～320mm。
8.根据权利要求7所述的用于污水处理的反硝化湿地，其特征在于，所述反硝化湿地的上方设置散水装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于污水处理的反硝化湿地，解决现有技术中人工湿地氮磷去除能力低、低温季节净污效果差的问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种用于污水处理的反硝化湿地，所述反硝化湿地由上至下依次包括砂石填料层、一级反硝化层、矿渣填料层、二级反硝化层、防渗膜保护层、池体底板层；所述一级反硝化层、二级反硝化层分别设置微电场。
优选的，在上述一种用于污水处理的反硝化湿地中，所述反硝化湿地的总深度为1072～1654mm，所述反硝化湿地的进水流量为4.8～5.5m3/h。
优选的，在上述一种用于污水处理的反硝化湿地中，所述砂石填料层中砂石的铺设厚度为80～150mm，所述砂石填料层中砂石的粒径为1～3mm。
优选的，在上述一种用于污水处理的反硝化湿地中，所述一级反硝化层的填料为复合纤维材料与腐殖化污泥颗粒，所述复合纤维材料与腐殖化污泥颗粒的铺设厚度为180～230mm，所述腐殖化污泥颗粒的体积为复合纤维材料的20～40％。
优选的，在上述一种用于污水处理的反硝化湿地中，所述矿渣填料层中矿渣的铺设厚度为180～250mm，所述矿渣填料层中矿渣的粒径为10～20mm。
优选的，在上述一种用于污水处理的反硝化湿地中，所述二级反硝化层的填料为硫化纤维材料，所述硫化纤维的铺设厚度为200～450mm。
优选的，在上述一种用于污水处理的反硝化湿地中，所述防渗膜保护层从上至下依次为长丝无纺土工布、HDPE防渗膜，所述长丝无纺土工布的铺设厚度为0.5～1.5mm，所述HDPE防渗膜的铺设厚度为1.5～2.5mm。
优选的，在上述一种用于污水处理的反硝化湿地中，所述池体底板层中池体底板厚度为180～250mm，所述池体底板层中池体基础厚度为250～320mm。
优选的，在上述一种用于污水处理的反硝化湿地中，所述一级反硝化层与二级反硝化层中微电场的阴极独立的为采用石墨电极与磁铁棒电极并排交替设置，阳极独立的为不锈钢管电极，所述阴极和阳极的电极的直径独立的为8～12mm；
所述一级反硝化层中微电场的通电时间为昼间持续通电，夜间停止；
所述二级反硝化层中微电场的通电时间为昼间每通电1min停止5min，夜间停止。
优选的，在上述一种用于污水处理的反硝化湿地中，所述反硝化湿地的上方设置散水装置。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)有利于活化水质，为城镇污水处理厂提标改造提供参考。城镇污水处理厂出水如果直接排入受纳水体，往往由于水质低于功能区要求，对于水体自净能力要求较高，往往可能形成集中污染源。采用反硝化湿地来实现污水处理反硝化过程，可以直接活化反硝化出水水质，减少污水转输过程中渗漏的环境危害度，提高其水体生态修复功能；可以在城镇污水处理厂内发挥人工湿地的景观功能，提升厂区景观美感，为城镇污水处理厂的提标改造提供思路。
(2)缓解湿地堵塞问题。由于填料具有过滤功能，将其置于人工湿地，能够有效缓解人工湿地长期运行过程中的堵塞问题，能够有效延长人工湿地的使用寿命。
(3)一体化程度高，方便管理。本发明将通过反硝化湿地来实现污水处理反硝化过程，形成集成度较高的反硝化+人工湿地组合处理工艺，较传统预处理工艺+人工湿地的处理模式减少污水传输管线，因而提高了土地利用效率，节省污水收集和输配水系统的建造成本，而且使人工湿地的布置能够真正与城镇污水处理厂有机结合，统一管理。
(4)通过反硝化湿地来实现污水处理反硝化过程，从而去除经过氨化及硝化作用后污水中的NO2-和NO3-。此过程既具备缺氧条件下反硝化过程，也具备好氧条件下的反硝化过程，既能实现NO2-向N2转化，NO3-向N2转化，同时实现NH4+向N2转化。
（发明人：张弛;薛博元;尚瑾文茜;荣泽民;毕莹;陈琳）