[发明专利]一种并联水平潜流人工湿地强化脱氮除磷系统及方法

说明书

本发明涉及一种并联水平潜流人工湿地强化脱氮除磷系统及方法。主要由进水水量调节器(2)、多单元并联水平潜流人工湿地主体和出水水位控制器(8)组成。通过进水水量调节器(2)和出水水位控制器(8)调节水平潜流人工湿地中水位，增强水平潜流人工湿地系统内大气复氧的性能，提高系统内溶解氧水平与微生物活性，促进硝化反应的进行。通过多单元水平潜流人工湿地并联的配置，使处理水量稳定且可持续。污水按前后顺序经过强化除氮基质层(4)和强化除磷基质层(5)，增强脱氮除磷效果，避免因基质不合理填充造成的污染物去除效果下降。本发明弥补了水平潜流人工湿地中溶解氧水平低，脱氮除磷效果差的缺失。具有较好的脱氮除磷效果、能耗低、处理量稳定可持续、运行管理简单、能够承受较大的污染负荷，同时能够减少用地面积及建设费用。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种并联水平潜流人工湿地强化脱氮除磷系统及方法。

背景技术

人工湿地作为一种环境友好型的生态污水处理技术，具有出水水质稳定、低投资、低能耗、抗冲击能力强、运行管理简单、具有景观价值等优点，已被广泛应用于水质改善与生态功能恢复中。污染物在人工湿地中主要是通过基质-植物-微生物三者协同作用而去除的，基质可以通过吸附、沉淀、过滤等物理化学作用去除水体污染物，还可以为微生物附着和植物生长提供适宜条件，植物通过自身利用吸收去除水体污染物，微生物则通过硝化反硝化作用去除水体污染物。在植物根区吸收利用和微生物降解污染物等生化作用过程中，都需要溶解氧。人工湿地处理污水系统中溶解氧的高低，对污染物的去除有直接的影响。传统水平潜流人工湿地床体一般高60-100cm，污水通过水平推流的流动方式在人工湿地系统中得到处理，能够承受较大的水力负荷和污染负荷，对有机物、ss和重金属等污染物具有较好的去除效果，但目前的水平潜流人工湿地污水处理系统中，水力停留时间长，水流较为平缓，基质和植物长期浸泡在水中，对大气复氧及植物根部输氧具有一定的阻碍作用，造成水平潜流人工湿地污水处理系统内溶解氧水平低，基本处于厌氧状态，从而造成水平潜流人工湿地中硝化能力不足，氨氮的去除效果较差，尤其是对高氨氮的污水处理。在应用中，水平潜流人工湿地往往与表面流、垂直潜流、潮汐流人工湿地及好氧生物工艺单元组合，利用这些处理单元系统内较好的溶解氧水平，弥补水平潜流人工湿地溶解氧水平低的劣势，在组合工艺系统内形成好氧与厌氧交替的环境，达到更好去除污水中污染物目的。如名称为表面流-水平潜流复合人工湿地系统，公开号为CN101481177A的专利、申请号为201110370614.5，名称为复合水平潜流人工湿地处理污水的系统及处理方法，公布号为CN102515413A的专利、申请号为201210487252.2，名称为潮汐流-水平潜流组合人工湿地强化脱氮的方法及其系统，公开号为CN102923860A的专利、中请号为 201310005326.9，名称为上向流曝气生物滤池-水平潜流人工湿地组合中水处理系统，公布号为 CN103043865A的专利。但是这类组合工艺中，需多类型处理单元共同建设，具有占地面积大，建设费用高，工艺相对复杂，不易运行管理等缺点。

有学者为了增强水平潜流人工湿地系统中溶解氧水平，在系统中添加了一系列曝气或复氧装置，如申请号为201310122176.X，名称为低C/N生活污水高效脱氮的复合电极水平潜流人工湿地装置，公布号为CN103214093A的专利、申请号为200910229775.5，名称为递减曝气潜流人工湿地，公告号为 CN101704585B的专利、申请号200810112148.9，名称为一种供养量可控的水平潜流人工湿地处理装置，公布号为CN103449611A的专利。但这些外加装置会产生一定能耗，违背了人工湿地低能耗的特点。因此，需要寻找一种方法，从水平潜流人工湿地自身入手，不依靠外力提高水平潜流人工湿地的充氧能力，对提高水平潜流人工湿地的处理效果具有重大意义。