[发明专利]利用水生植物提高碳氮失衡尾水湿地总氮去除率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种利用水生植物提高碳氮失衡尾水湿地总氮去除率的方法，属于污水处理厂尾水构造湿地深度处理技术领域。

背景技术

对于氮元素，湿地的去除机理包括挥发、氨化、硝化/反硝化、植物摄取和基质吸附。许多研究表明，湿地中的主要去氮机理是微生物硝化/反硝化，硝化/反硝化去氮量占氮去除总量的70%以上。污水处理厂常采用A/O 工艺，消耗了大量的COD，特别是其中的BOD，使得尾水碳氮比严重失调，从而造成反硝化过程碳源不足，抑制反硝化微生物，降低脱氮效率。此外，与一般湿地相似，尾水湿地受净化能力季节性波动大、冬季净化能力不足问题的困扰，无法满足季节出水量相对均衡的污水处理厂尾水的净化要求。

针对碳氮失衡尾水湿地氮去除效率低等问题，国内外已发展了多种解决方案，但是，这些方法在实际应用过程中还存在明显的不足，添加高C/N原污水的方法存在合理投放比例控制困难、容易降低出水水质和效果受到原污水中低分子有机物含量不足限制等问题；添加低分子碳水化合物方法存在运行成本高、碳源的有效利用率低等缺点；而添加植物秸秆方法目前还主要处在技术的研发阶段，对于投加方式、投加量、投加时机等方面还存在争议，难以满足大范围应用的要求。

芦苇、菰、菖蒲、再力花等作为目前人工湿地生态工程最常用的水生植物种类；由于这些水生植物的生长旺盛期与反硝化细菌的活性旺盛期几乎完全重叠，使得选择的水生植物难以在微生物碳源需求旺盛期（春夏季）提供足够的碳源；当前选择的水生植物类型及其配置往往会加剧湿地净化能力的季节性波动。

发明内容

本发明提出的是一种利用水生植物提高碳氮失衡尾水湿地总氮去除率的方法，其目的在于有效解决现有技术所存在的碳氮失衡尾水湿地氮去除效能不足的问题。

本发明的技术解决方案：一种利用水生植物提高碳氮失衡尾水湿地总氮去除率的方法，构建一个复合处理系统，该复合处理系统包括稳定塘——表面流湿地——生态输水渠——水平潜流湿地四个子系统，各子系统间通过各工艺依次串联；

所述各工艺是大量种植的水生植物，冷季型和暖季型水生植物配置面积比2:1，水生植物全年不收割，通过水生植物根系分泌有机质和残体分解作用，逐步改善水体中的碳氮失衡状况，进一步提高氮去除率，而且由于冷季型和暖季型水生植物的配置，避免出现水生植物分解导致的二次污染。

本发明的优点：

1）冷季型与暖季型间种，不仅可以降低水生植物群落中不同物种间的竞争，提高水生植物群落的稳定性，而且可以避免水生植物残体集中分解，形成二次污染；

2）本处理系统水生植物全年不收割，这样可以降低人才成本，同时分解的有机质可为湿地反硝化提供碳源，在降低人力成本的同时提高氮去除率；

3）本处理系统包括稳定塘、生态输水渠、表面流湿地和水平潜流湿地复合处理系统，由于不同系统中在水深、水体扰动程度、水生植物类型上的差异，使得不同子系统及子系统内部的不同区域厌氧和好氧环境交替出现，平衡硝化与反硝化作用，提高总氮去除率；

4）本发明更加强调冷季型水生植物的种植，不仅有利于减轻湿地净化工程普遍存在的冬季净化能力不足的问题，而且有利于缓解尾水湿地存在的尖锐的夏季碳源不足的问题。

附图说明

附图1是本发明的实施例示意图。

附图中是浮床植物，是漂浮植物，是挺水植物（冷季型），是挺水植物（暖季型），是沉水植物（冷季型），是沉水植物（暖季型）。

具体实施方式

一种利用水生植物提高碳氮失衡尾水总氮去除率的方法，构建一个稳定塘——表面流湿地——生态输水渠——水平潜流湿地工艺相串联的复合处理系统，通过水生植物吸收、微生物硝化/反硝化、物理沉降和自然挥发等途径，逐步去除水体硝态氮和氨态氮，其核心在于各工艺中大量种植的水生植物，冷季型和暖季型水生植物配置面积比2:1，水生植物全年不收割，通过水生植物根系分泌有机质和残体分解作用，逐步改善水体中的碳氮失衡状况，进一步提高氮去除率，而且由于冷季型和暖季型水生植物的配置，避免出现了水生植物分解导致的二次污染。

所述的稳定塘——表面流湿地——生态输水渠——水平潜流湿地工艺依次串联；稳定塘水深3.0-4.0 m，生态输水渠最深不超过1.5 m，表面流湿地水深0.3-1.5 m；（稳定塘＋生态输水渠＋表面流湿地）与水平潜流湿地面积比>5:1，水力停留时间2-4天。