[发明专利]一种处理养殖废水的功能分区型人工湿地系统

说明书

本发明公开了一种处理养殖废水的功能分区型人工湿地系统，包括串联设置的强化总氮去除区(1)、强化硝化区(2)和强化反硝化区(3)。本发明所述的处理养殖废水的功能分区型人工湿地系统可以合理利用养殖废水的水质特征，实现有机物、N和P的协同及高效去除。

技术领域

本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种适用于处理养殖废水的功能分区型人工湿地系统。

背景技术

近年来，随着人们生活质量的不断改善，畜产品的需求量日渐增加，促使我国畜牧业的快速发展。与此同时，畜禽养殖排放的COD、N、P等污染物量不断增加，造成的环境污染问题越来越突出。根据2010年2月发布的《第一次全国污染源普查公报》，畜禽养殖业主要污染物中，COD排放量高达1268万吨，占全国的41.8％；总氮排放量为102万吨，占全国的22％；总磷排放量为16万吨，占全国的37.9％。动物粪便产生量2.4亿吨，尿液产生量1.6亿吨，大部分粪尿并未采取有效处理措施就直接排放至附近水体，已经成为很多农村地区环境污染的头号污染源。

人工湿地生态处理技术是一种独特的“植物—微生物—基质”生态系统，在系统中植物、微生物以及基质的共同作用下，使污水中的污染物得到降解。人工湿地技术具有造价低、处理效果好、操作简单、能耗小、缓冲容量大、具有美学价值以及集环境、生态和社会效益于一体等优点。但是人工湿地存在脱氮能力较弱的显著缺陷。由于人工湿地中微生物的硝化、反硝化作用是最主要的脱氮途径。因此，常规人工湿地脱氮能力较弱主要是由两个因素导致的，一是复氧效果较差，抑制了硝化；二是碳源不足，抑制了反硝化。

源分离被认为是控制畜禽养殖污染的有效手段，源分离后的养殖废水仍具有高浓度的COD、N和P。厌氧处理是一种经济有效的处理养殖废水的方法，但是厌氧处理只能去除部分COD，对N和P的去除不明显，仍需进一步的处理。为此，经厌氧处理后的养殖废水以常规人工湿地继续处理时，存在一系列问题。降解有机物的异养微生物对自养的硝化菌形成抑制，养殖废水中较高的COD将严重抑制氨氮的硝化。同时，由于有机物在湿地前部或上层被微生物优先利用，导致反硝化区域碳源不足，抑制了反硝化过程。

为此，需要根据养殖废水的水质特征，针对性的开发具有强化去除功能的人工湿地系统。

发明内容

本发明提供了一种适宜处理养殖废水(经厌氧工艺处理后)的功能分区型人工湿地，合理利用养殖废水的水质特征，实现有机物、N和P的协同及高效去除。

一种处理养殖废水的功能分区型人工湿地系统，包括串联设置的强化总氮去除区、强化硝化区和强化反硝化区。

本发明所述的处理养殖废水的功能分区型人工湿地系统，其中所述强化总氮去除区包括第一基质区和第一排水区，所述第一基质区从上至下依次包括沸石快速吸附-再生动态平衡层、反硝化层和第一集水层，在所述第一集水层中设置有第一集水管，其出水口端设置在所述第一排水区的下部。

本发明所述的处理养殖废水的功能分区型人工湿地系统，其中，在所述沸石快速吸附-再生动态平衡层中设置有第一布水管，其进水口端与外部进水管相连通，在所述强化总氮去除区中沿竖直方向均匀设置有多个复氧管，所述复氧管的上端高于所述沸石快速吸附-再生动态平衡层的表面，下端与所述第一集水管相连通。

本发明所述的处理养殖废水的功能分区型人工湿地系统，其中所述强化硝化区包括第二基质区和第二排水区，所述第二基质区从上至下依次包括强化硝化层、强化总磷吸附层和第二集水层，在所述第二集水层中设置有第二集水管，其出水口端设置在所述第二排水区的下部，在所述强化硝化层中设置有第二布水管；

所述强化总氮去除区和所述强化硝化区之间通过第一虹吸排水管相连，所述第一虹吸排水管的前端为第一虹吸进水管，所述第一虹吸进水管竖直设置在所述第一排水区的上部，所述第一虹吸排水管的后端与所述第二布水管相连通。