[发明专利]一种强化脱氮除磷高负荷人工湿地系统

说明书

本发明公开了一种强化脱氮除磷高负荷人工湿地系统。所述系统为底部连通的湿地I和湿地II，所述湿地I包括自上而下铺设的散水装置、第一填料层、第二填料层和第一碎石层；所述湿地II包括自下而上铺设的第二碎石层、第三填料层和第四填料层；所述人工湿地系统还设有集水布水管和排空管，所述集水布水管设置在第一碎石层和第二碎石层中，将左右两侧湿地的底部连通；所述集水布水管与排空管连接；所述湿地II的第四填料层底部设置有集水排水管；所述集水排水管设置有电动阀，控制系统排水时机。本发明结构简单，集成度高，水力负荷大，脱氮除磷效果好，供氧无能耗，不易堵塞，投资运行费用较低。

技术领域

本发明属于环境工程中的污水处理技术领域，具体涉及一种强化脱氮除磷高负荷人工湿地系统。

背景技术

为了保护生态环境，减少水体富营养化，我国污水排放标准日趋严格，这就需要对二级好氧单元出水（污水处理厂尾水）进行深度脱氮除磷。微生物的好氧硝化和缺氧反硝化作用被认为是污水脱氮最主要的途径。然而，在好氧去除NH₃-N的同时，污水中的有机碳基本被去除，从而使后置反硝化单元由于缺少有机碳源被严重抑制。

因此，在对好氧单元出水进行后置反硝化脱氮时，需要添加有机碳源。目前解决方案包括：（1）在反硝化区设置固体碳源补充管（CN103274530B）；（2）将树枝或植物秸秆直接加入到人工湿地填料中（CN101525184B）；（3）将农业废弃物或湿地植物水解液作为碳源投加到人工湿地（CN103936161B）；（4）利用原污水有机碳源提高反硝化脱氮效果（CN101792228B）。这些有机碳源补充方式有效提高了反硝化脱氮效果，但仍存在一些问题：固体碳源水解需要时间，释放碳源不稳定，填料中的有机碳源将很快枯竭，高效反硝化持续时间短；添加水解液需要人工定期投加植物进行水解，对于大规模的工程劳动强度较大，而且植物水解残渣需要处置；利用原污水有机碳源最经济、方便，但是原污水也会带入NH₃-N，在反硝化段又是缺氧环境，对NH₃-N去除能力弱，易导致出水NH₃-N超标。由此可见，高效、持续、低成本脱氮是污水处理技术工艺面临的难题，导致出水TN难以达标排放。

此外，二级好氧单元出水中通常含有较高浓度的总磷，添加絮凝剂除磷，虽然可以取得良好的除磷效果，但是成本高，在村镇等分散型生活污水实践中更加难以实施。因此，脱氮除磷效果好、占地面积小、不添加外加碳源、运营费用低、维护简便的二级好氧单元出水深度处理技术是我国当前所急需的。

发明内容

为克服现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种强化脱氮除磷高负荷人工湿地系统，它具有结构简单，集成度高，水力负荷大，脱氮除磷效果好，供氧无能耗，不易堵塞，投资运行费用较低等优点。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种强化脱氮除磷高负荷人工湿地系统，其特征在于，包括底部连通的湿地I和湿地II，其中：

所述湿地I和湿地II的面积比为1:1~4:1；

所述湿地I包括自上而下铺设的散水装置、第一填料层、第二填料层和第一碎石层；所述湿地II包括自下而上铺设的第二碎石层、第三填料层和第四填料层；

所述人工湿地系统还设有集水布水管和排空管，所述集水布水管设置在第一碎石层和第二碎石层中，将湿地I和湿地II的底部连通；所述集水布水管与排空管连接；

所述湿地II的第四填料层底部设置有集水排水管；所述集水排水管设置有电动阀，由其控制系统定时排水。

上述人工湿地系统处理污水时，污水从湿地I表层均匀进入系统，经过进水-淹水-第一和第四填料层排水吸气复氧，最终从湿地II第四填料层底部的集水排水管排出系统。本发明在单一系统内集成了两种类型湿地，上部第一和第四填料层为动态淹水层，类似潮汐流湿地，下部第二和第三填料层为持续淹水层，类似复合垂直潜流湿地。