[实用新型]好氧-厌氧三相脉冲式梯级进水湿地系统

说明书

本实用新型提供一种好氧‑厌氧三相脉冲式梯级进水湿地系统，所述湿地系统顶部与侧部设置布水结构与梯级进水管，湿地系统底部设置出水口与虹吸排水管相连接，虹吸排水管顶部低于湿地系统顶部高度以形成压差进行周期性虹吸排水，使得所述湿地系统位于虹吸排水管上L型通气管上方的区域为上部好氧区，位于其下方的区域为下部厌氧区，L型通气管的位置可调控二者比例。本实用新型提供的系统解决了人工湿地中碳源不足、复氧效果差、能耗高等问题。通过梯级进水管以实现进水碳源再分配，提高碳源利用率；通过虹吸排水管与L型通气管以调整周期性虹吸排水高度，使得上部好氧区周期性处于气‑液‑固三相混合状态且高度可控，以均衡系统氧化还原环境。

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，特别是好氧-厌氧三相脉冲式梯级进水湿地系统。

背景技术

虽然我国淡水资源总量较大，占全球水资源的6％，但人均水资源匮乏，仅为世界平均水平的30％左右。随着社会经济的飞速发展，水资源短缺、水环境较差等问题日益凸显。因此，污水的高效处理和水资源回用是保证社会经济良好发展的关键。

目前，我国水处理工艺种类繁多，但仍以生物处理法为主。当前主流的生物处理法可以分为活性污泥法与生物膜法。其中，人工湿地作为生物膜法的一种，以其独特的生态效应在众多水处理工艺中独具特色。人工湿地与传统水处理方式相比具有投资低、运行费用少、耗能低，且管理水平要求不高等优点，几年来被广泛用于处理生活污水、工业废水、暴雨径流、富营养化水体等。

人工湿地是由石、砂、土壤、煤渣等介质按一定比例构成的、且底部封闭，并选择性植入水生植被人工构造的水处理生态系统，其净化能力是对自然净化过程的人工强化，包含了微生物降解、植物吸收、物理性吸附和化学沉淀等多种作用,其中微生物的好氧呼吸是湿地对污水中有机污染物(以化学需氧量chemical oxgen demand，COD计)去除的重要途径,而污水中的氮素主要通过人工湿地内部好氧\厌氧的交替环境下微生物的硝化反硝化过程去除。

目前人工湿地在实际工程运用中同样存在若干限制因素。众多的研究表明：在传统人工湿地中，低溶解氧水平、碳源不足是限制人工湿地脱氮效率不高的主要因素。目前人工湿地增氧技术按照复氧途径可以分为人工曝气技术与人工强化大气复氧技术。人工曝气虽然被认为是增氧最有效的方法，但是持续曝气导致操作成本大大增加；人工强化大气复氧技术主要有跌水増氧进水、潮汐进水、设置通气管、设置湿地不饱和层等，虽然人工强化大气复氧技术复氧方式相对于人工曝气缩减了运行成本,但是依旧无法避免过量复氧带来的有机物损失与失衡的氧化还原条件，导致氮素无法得到有效的去除。针对碳源不足的问题，研究者主要通过添加外加碳源的方式，如可溶性碳源、固体碳源、植物碳源等。但是可溶性碳源投加量不易控制，且在人工湿地中很容易通过好氧降解，不能长时间发挥作用；固体性碳源需提前预埋在人工湿地基质中，效果稳定，但不易补充，且成本昂贵；植物性碳源廉价易得，可是效果不稳定，容易受到干扰，同时会导致出水色度增加。可见，目前的技术尚不能满足湿地大规模经济应用中持续高效的复氧需求以及高效稳定的脱氮需求。

综上所述，现有技术中对于人工湿地中的复氧效果差、能耗高、碳源不足、 COD及氮素去除率低及有机污堵等问题,尚缺乏有效的解决方案。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种好氧-厌氧三相脉冲式梯级进水湿地系统，其通过布水管和梯级进水管实现进水碳源再分配，提高碳源利用率；通过虹吸排水管周期性虹吸排水以使上部好氧区周期性处于气-液-固三相混合的状态，可以提高气体传质速率实现高效复氧；通过L型通气管以使得上部好氧区和下部厌氧区比例适宜，营造均衡的氧化还原环境，强化对水中 COD及氮素等污染物的去除。