[发明专利]一种具有深度脱氮功能的微曝气型固体碳源湿地系统及其脱氮处理工艺

说明书

一种具有深度脱氮功能的微曝气型固体碳源湿地系统及其脱氮处理工艺，本发明涉及污水处理技术领域。本发明要解决目前难以在同一湿地系统内实现硝化/反硝化过程的技术问题。该系统包括蓄水池、蠕动泵、进水管、布水区、微氧曝气区、微氧曝气条、炉渣填料区、缓释碳源区、上层覆盖区、湿地植物、集水区和排放管。本发明采取折流设计、间歇曝气耦合缓释碳源的手段，使废水通过水平/垂直交互运行方式，有效延长底物与基质的接触时间；通过微氧硝化、好氧/缺氧交替变换、以及缓释碳源反硝化模式，来实现同一装置内部高效的硝化/反硝化脱氮过程。本系统具有低成本、脱氮能力强、操作维护简单、运行稳定的优点。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域。

背景技术

目前，随着城镇化和人民生活水平的提高，大量分散型生活污水(如：小城镇、高速公路服务区等)，未经处理或不适当处理后随意排放导致了严重的水环境污染和生态环境恶化。结合分散型污染的特点和村镇经济发展水平等实际情况，选择工艺简单、费用低廉、效果良好的水处理技术是解决当前污染的关键。人工湿地具有投资小、能耗和运行费用低、适用范围广等优点，已经成为分散型污水污染防治的重要技术。

然而，大多数地区的人工湿地主要以潜流湿地(水平潜流或垂直潜流)为主，普遍存在脱氮效果差的问题。硝化/反硝化过程作为湿地微生物脱氮的主要途径，其中硝化过程成为脱氮的限制因素。针对硝化过程受限的问题，适当的人工曝气可有效促进硝化的进行。但连续曝气成本高、不能产生脱氮所需的好氧/厌氧交替环境，而间歇曝气则可以通过好氧/厌氧环境转换来强化氮的去除。对于高强度废水而言，间歇曝气仅能起到硝化作用。同时，反硝化过程也需补充足够的碳源，一般是通过外加碳源调控C/N比例来实现高效反硝化过程，但成本过高。

对现有技术进行检索，CN102992500A公开了一种垂直流人工湿地底层曝气增氧方法，通过在湿地地层曝气增氧来提高水中的溶氧含量，进而实现高效硝化过程。CN105110551A公开了一种高溶氧曝气结合人工湿地的污水处理系统及处理工艺，通过分离的曝气系统和湿地系统组合来实现高效硝化过程。CN102260021A公开了一种无需外加碳源的生活污水深度脱氮工艺和装置，通过微曝气垂直潜流湿地与水平潜流湿地的组合工艺来实现全程自养脱氮(好氧/厌氧氨氧化)过程。此外，中国专利公告号CN103043786A公开了一种具有深度脱氮功能的缓释碳源滤料滤池装置及工艺、CN102826649A公开了一种利用缓释固体碳源进行生物脱氮的方法、CN103253772A公开了一种水平潜流人工湿地固体碳源强化脱氮系统，这些缓释碳源系统均表现出了较好的反硝化特性。以上研究均是单方面强化硝化或反硝化过程，以及通过组合形式实现高效脱氮过程。但是如何在同一湿地系统内实现硝化/反硝化过程仍是一个挑战，目前，仍没有在同一湿地系统内部采用微曝气和投加缓释碳源(无需控制碳氮比、成本低)来实现好氧/厌氧交替和反硝化碳源强化污染物去除的相关报道。

发明内容

本发明要解决目前难以在同一湿地系统内实现硝化/反硝化过程的技术问题，而提供一种具有深度脱氮功能的微曝气型固体碳源湿地系统及其脱氮处理工艺。

一种具有深度脱氮功能的微曝气型固体碳源湿地系统包括蓄水池、蠕动泵、进水管、布水区、微氧曝气区、微氧曝气条、炉渣填料区、缓释碳源区、上层覆盖区、湿地植物、集水区和排放管；

所述蓄水池与蠕动泵进水口连通，蠕动泵出水口连通进水管的一端，进水管的另一端通入布水区，在布水区和集水区之间为上层覆盖区，湿地植物设置在上层覆盖区的上方，集水区与排放管连通；

所述微氧曝气区、炉渣填料区和缓释碳源区设置在上层覆盖区的下方，且微氧曝气区、炉渣填料区和缓释碳源区为水平潜流折流湿地结构，其中微氧曝气区设置在水平潜流折流湿地前端，微氧曝气条设置在微氧曝气区内部，炉渣填料区设置在水平潜流折流湿地中端，缓释碳源区设置在水平潜流折流湿地末端。