[发明专利]基于还原态Fe自养/木屑异养协同反硝化的人工湿地系统及其污水脱氮方法

权利要求书

1.一种基于还原态Fe自养/木屑异养协同反硝化的人工湿地系统，其特征在于：该人工湿地系统以下行垂直流人工湿地结构为基础，沿水流方向依次设置普通填料层、协同反硝化填料层、石灰石填料层及卵石填料层；

所述的协同反硝化填料层由磁黄铁矿颗粒和木屑进行填充；所述的磁黄铁矿颗粒由磁黄铁矿制备成粒度在5-10mm之间颗粒材料，用稀盐酸浸泡30min，去除矿物表面的氧化物及其他污染物，然后再用清水冲洗至冲洗水pH为中性后得到；所述的木屑为松木片，先用10%NaOH溶液浸泡24小时，然后用清水冲洗至冲洗水pH为中性后得到。

2.根据权利要求1所述的基于还原态Fe自养/木屑异养协同反硝化的人工湿地系统，其特征在于：所述协同反硝化填料层由磁黄铁矿颗粒和木屑按体积比1:1进行混合填充或分层填充。

3.根据权利要求1所述的基于还原态Fe自养/木屑异养协同反硝化的人工湿地系统，其特征在于：所述的协同反硝化填料层的厚度为30~40cm。

4.根据权利要求1所述的基于还原态Fe自养/木屑异养协同反硝化的人工湿地系统，其特征在于：所述的普通填料层采用的材料为砾石和/或碎石，粒径为8~15mm，普通填料层厚度为20~40cm；所述的石灰石填料层采用由石灰石制备成粒径为5-10mm的颗粒材料，石灰石填料层厚度为5~10cm；所述的卵石填料层采用粒径为10~20mm的鹅卵石，卵石填料层厚度为5cm。

5.根据权利要求1所述的基于还原态Fe自养/木屑异养协同反硝化的人工湿地系统，其特征在于：所述人工湿地系统上还种植有地方性常用的挺水植物，所述挺水植物为芦苇、香蒲、菖蒲、鸢尾中的一种或多种组合。

6.权利要求1-5任一项所述的基于还原态Fe自养/木屑异养协同反硝化人工湿地系统的污水脱氮方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）人工湿地系统的接种和启动阶段：将取自城市污水厂生化池厌氧段的厌氧污泥与Fe自养微生物培养液混合制成混合液，加入上述人工湿地系统中，混合液淹没最上层的普通填料层后静置，每隔2d排放一次，每次排放混合液的2/3，然后加入等量的Fe自养微生物培养液，测定每次排放的混合液中的硝氮、TN浓度，重复上述排放及测定的步骤；直至排放的混合液中硝氮和TN去除率保持稳定，完成启动；

（2）系统装置的稳定运行阶段：将待处理的低C/N污水加入启动成功的人工湿地系统，调节水力停留时间在24-72h之间，完成硝氮和TN的高效去除。

7.根据权利要求6所述的基于还原态Fe自养/木屑异养协同反硝化人工湿地系统的污水脱氮方法，其特征在于：所述厌氧污泥经过预处理，具体预处理步骤如下：将厌氧污泥经过沉淀、弃去上清液、加入蒸馏水对污泥进行洗涤，然后重复上述步骤2~3次，得到洗涤后的厌氧污泥。

8.根据权利要求6所述的基于还原态Fe自养/木屑异养协同反硝化人工湿地系统的污水脱氮方法，其特征在于：所述Fe自养微生物培养液的成分及含量为：NaHCO₃2.5g/L、MgSO₄·7H₂O 0.5g/L、CaCl₂·2H₂O 0.01g/L、(NH₄)₂SO₄ 0.28g/L、KH₂PO₄ 0.25g/L、NaNO₃ 0.73g/L、FeSO₄·7H₂O 6g/L。

9.根据权利要求6所述的基于还原态Fe自养/木屑异养协同反硝化人工湿地系统的污水脱氮方法，其特征在于：所述的低C/N污水为低碳氮比的(C/N＜3)废水。