[发明专利]一种潜流人工湿地系统及离子型稀土矿区氨氮污水的处理方法

说明书

本发明属于污水处理技术领域，提供了一种潜流人工湿地系统及离子型稀土矿区氨氮污水的处理方法。本发明的潜流人工湿地系统的潜流人工湿地池的内腔填充有基质层，和生长于所述基质层的湿地植物；所述基质层自下至上依次包括第一基质层、第二基质层和第三基质层；所述第一基质层的材质包括砾石；所述第二基质层的材质包括生物炭；所述第三基质层的材质包括沸石或火山岩。本发明利用生物炭的大比表面积、高有机质含量高和高孔隙率，提高了潜流人工湿地系统中的溶解氧含量；同时，为微生物提供更多附着点、为异养微生物提供碳源，提高了潜流人工湿地系统基质中产碱杆菌属和硝酸菌属的比例，进而提高了潜流人工湿地系统脱氮效率。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种潜流人工湿地系统及离子型稀土矿区氨氮污水的处理方法。

背景技术

离子型稀土矿区氨氮污水氨氮浓度常年在120mg/L～300mg/L，严重超标，对离子型稀土矿区氨氮污水治理迫在眉睫。离子型稀土矿区氨氮污水的传统治理方法主要包括吹脱法、沸石吸附法、化学沉淀法、折点氯化法以及膜吸收法。但是，上述方法普遍存在运行成本高、难以达到排放标准并可能存在二次污染的问题。

人工湿地作为一种低成本、生态化的治理技术，现已被广泛应用于污废水的脱氮治理。人工湿地中氮素的去除主要依靠微生物的硝化-反硝化作用。在传统的潜流人工湿地中，因氧气扩散过低，导致溶解氧长期处于较低水平，从而限制了微生物的增长及硝化反应的发生；而且，离子型稀土矿区氨氮污水中有机质COD含量低(30～50mg/L)，限制了微生物的生长；上述因素的存在，使得潜流人工湿地对离子型稀土矿区氨氮污水中氮素去除效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种潜流人工湿地系统及离子型稀土矿区氨氮污水处理方法。本发明提供的潜流人工湿地系统具有优异的氮素去除效率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种潜流人工湿地系统，包括潜流人工湿地池、进水管道和出水管道；

所述潜流人工湿地池的内腔填充有基质层，和生长于所述基质层的湿地植物；

所述基质层自下至上依次包括第一基质层、第二基质层和第三基质层；

所述第一基质层的材质包括砾石；

所述第二基质层的材质包括生物炭；

所述第三基质层的材质包括沸石或火山岩。

优选地，所述生物炭的粒径≤2mm；所述生物炭为生物质原料在缺氧条件下热解制成；所述生物质原料包括水稻秸秆和/或玉米秸秆；所述热解的温度为300～500℃。

优选地，所述湿地植物包括狐尾藻；所述湿地植物的种植密度为4～8株/m²。

优选地，所述砾石的粒径为4～8mm。

优选地，所述沸石或火山岩的粒径独立地为8～15mm。

优选地，所述基质层中，第一基质层的体积含量为10～25％，第二基质层的体积含量为10～25％，第三基质层的体积含量为50～80％。

优选地，所述潜流人工湿地池包括水平潜流人工湿地池或垂直潜流人工湿地池。

本发明还提供了一种离子型稀土矿区氨氮污水的处理方法，包括以下步骤：

将离子型稀土矿区氨氮污水和复合菌剂混合，得到含菌剂污水；

将所述含菌剂污水进入人工湿地系统，进行氮素去除；

所述人工湿地系统为上述技术方案所述的潜流人工湿地系统。

优选地，所述含菌剂污水中复合菌剂的浓度为1～3g/L；所述复合菌剂包括硝化菌和反硝化菌。