[发明专利]一种同时脱氮除磷的潮汐流人工湿地

说明书

本发明所提供的一种同时脱氮除磷的潮汐流人工湿地属于污水处理领域。它是一种针对农村地区水冲厕所化粪储存池停留时间大于5天的低碳源，含氨氮、含磷废水的湿地处理系统。它将沸石、黄铁矿、海蛎壳作为填料，将蔬菜作为湿地植物，并通过潮汐的运行方式进行复氧。结合沸石对氨氮的吸附作用，与潮汐流人工湿地微生物的硝化作用耦合实现氨的处理；利用黄铁矿硫促进硫自养反硝化脱氮，附带产生的铁离子与磷酸盐结合，从而在生物脱氮的同时，实现污水中磷酸盐的固化。海蛎壳的碳酸盐缓释特性在平衡系统碱度的同时为自养菌提供碳源，释放钙离子进一步促进磷酸盐的固化。三种填料与蔬菜的耦合，组合成一种同时脱氮除磷去除氨氮的人工湿地。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，更具体地说，涉及一种利用黄铁矿、沸石、海蛎壳作为填料的同步脱氮除磷的人工湿地。

背景技术

随着“厕改”在农村地区推行，水冲厕所迅速在农村普及。与传统的旱厕相比，水冲厕所会产生大量的冲厕废水，里面包含大量的N、P等元素。同时，新农村的建设使一些农村地区有了污水管道收集系统和化粪池，农户所产生的洗菜水、洗涤废水、冲厕水一起流到化粪池，稀释了化粪池中的N、P元素，使粪肥资源化回田农用变得困难。与城市住宅楼化粪池相比，农村家用化粪池兼有化粪储存功能，停留时间长，出水具有低COD和高NH₃-N特征。

中国农村地缘广阔、地形复杂、居住分散，为了改善农村居民卫生状态，水冲厕所被大量引入，粪尿的资源化属性削弱，大量未经进一步处理的富含氮磷的化粪池污水通过沟渠进入环境，加速了农村水体污染进程和水体富营养化。

但是现有的适合于农村污水水质特点的污水处理工艺十分缺乏。城镇污水常用的活性污泥法等生物工艺能耗高，需要专业的人员维护、运行。城镇污水工艺在去除氨氮时往往采用曝气的策略，对于除磷也往往是通过添加除磷剂来实现，或者是通过排除富含磷的污泥的生物除磷法。这些处理技术成本较高，还需要专业的运行人员时常监测运行状况。因此，这些处理技术都不适用于农村生活污水处理。而人工湿地污水处理技术是一种适用于农村生活污水的污水处理工艺，具有低能耗、少维护等优点。然而，传统的人工湿地处理技术存在负荷低、占地面积大、除磷脱氮能力差等问题，不能适应现有农村水冲厕所长停留化粪池出水的进一步处理。

水冲厕所代替传统旱厕后，使粪肥资源变成了污染负担，从碳足迹的角度分析，化粪池流出的生活污水再处理这一过程本身扩大碳排放量。怎样在污水处理过程中响应了“碳中和”的理念，研发出符合绿色可持续性的农村污水处理技术也是当下的一个难题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种利用沸石、黄铁矿和海蛎壳作为填料，通过潮汐流运行方式进行复氧，并利用蔬菜作为湿地植物的人工湿地技术，达到脱氮除磷、氮磷资源化利用的目的。

同时脱氮除磷的潮汐流人工湿地床上往下一次是蔬菜种植层、土壤层、砾石层、沸石层、黄铁矿层、海蛎壳层。

上述人工湿地的最上层是蔬菜种植层，蔬菜由土壤层固定，蔬菜的根系穿过土壤层和砾石层进入到沸石层。通过根系，植物向污水中吸取氮、磷元素作为营养物质，并向湿地床体内部输送氧气。蔬菜的种植本身就需要额外的投加肥料，所以蔬菜对氮、磷有很大的需求量，而且蔬菜对氮、磷的吸收能力也较强。所以选蔬菜作为湿地植物可以最大化的回收利用污水中的氮、磷资源。

进一步的，砾石作为配水层进行均匀布水。来自化粪池的污水通过布水管流出后在砾石的阻碍下形成紊流，使污水均匀的向下流动。污水通过水力增氧和植物根系泌氧，含有一定含量的溶解氧。

进一步的，污水进入沸石层。