[發(fā)明專利]一種利用植物碳源強化人工濕地對低碳高氮污水脫氮的方法和系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103936161A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊揚;鐘勝強;陶然;喬永民;張敏
• 申請（專利權(quán)）人: 暨南大學
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F3/28
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任重

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用植物碳源強化人工濕地對低碳高氮污水脫氮的方法和系統(tǒng)，適用于提高低碳高氮污染水體的脫氮效率。

背景技術(shù)

目前大部分污水處理廠執(zhí)行的是《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中的二級或一級B的排放標準，要達到一級A甚至更高的排放標準，一般都需要對污水進行深度處理，這也將大大增加污水處理的技術(shù)難度及成本。我國現(xiàn)有的污水處理廠，特別是南方城市污水處理廠尾水高度硝化且碳源不足，C/N比較低，難以進一步進行脫氮處理。低碳高氮污染水體直接排放到河流、湖泊等敏感水體，將會導致一系列嚴重的水污染問題，如水體富營養(yǎng)化等。利用人工濕地對污水處理廠尾水進行深度處理，出水達到更高的排放標準已有不少的研究，然而碳源不足已成為限制人工濕地對上述污染水體脫氮性能的關(guān)鍵因素。

針對上述人工濕地對污水處理廠尾水進一步脫氮效率較低的現(xiàn)狀，有選擇性地添加碳源能有效提高人工濕地的反硝化脫氮效果。解決的方法多見于在進水中補充液體碳源，如甲醇、甲醛、葡萄糖和果糖等有機小分子物質(zhì)，能有效提高脫氮效率，但這些碳源會造成濕地堵塞，運營成本高，或者二次污染較大等問題。有研究將植物碳源材料直接填埋于濕地內(nèi)部補充碳源，但植物的腐爛分解需要一段時間，且容易出現(xiàn)濕地堵塞問題以及增加出水中難降解物質(zhì)、色度增大等問題。還有將植物材料作為有機碳源直接填埋以提高人工濕地的脫氮效率的報道，但是該技術(shù)在工程上遇到的關(guān)鍵問題是，植物材料的水解是先快后慢，導致水解釋放的前期大量積累，而中后期釋放緩慢，不能穩(wěn)定地提供碳源，從而導致脫氮效率及出水水質(zhì)不穩(wěn)定。另有利用一定質(zhì)量分數(shù)的濃硫酸水解植物材料再應(yīng)用于濕地的報道，但該技術(shù)得到的水解液化學成分改變，且pH值偏酸，不適宜為人工濕地微生物利用。

向人工濕地中添加自然條件下水解的植物水解液作為反硝化有機碳源，可以避免添加有機小分子的弊端，也克服了直接填埋植物材料作為碳源的不足，投加植物水解液作為反硝化有機碳源提高人工濕地對尾水脫氮效率具有安全高效、持續(xù)可再生和二次污染較小等優(yōu)點，有研究用植物水解液例如黃瓜葉和西紅柿水解液、紅薯浸泡液等作為反硝化碳源提高污水脫氮效率。但是不同的植物水解液成分不同，發(fā)揮的功效不同，更重要的是添加方式的不同對人工濕地反硝化脫氮效果存在明顯的差異。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有人工濕地處理低碳高氮污水反硝化脫氮效果不佳的問題，本發(fā)明提供一種利用植物碳源強化人工濕地對低碳高氮污水脫氮的方法，利用廢棄的農(nóng)作物或者濕地植物秸稈，并結(jié)合科學的投加方式，發(fā)揮提高人工濕地處理低碳高氮污水反硝化脫氮效果。

本發(fā)明的另一個目的是提供實現(xiàn)所述方法的系統(tǒng)。

本發(fā)明還有一個目的是提供所述方法或系統(tǒng)的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

提供一種利用植物碳源強化人工濕地對低碳高氮污水脫氮的方法，包括以下步驟：

S1.將植物材料用浸泡液浸泡水解得到水解液；

S2.將S1所得水解液投加至人工濕地；

S3.投加至人工濕地的水解液分解后釋放出能被反硝化菌所能利用的低分子量有機物，強化人工濕地對低碳高氮污水脫氮；

其中，S1所述植物材料為廢棄的農(nóng)作物或者濕地植物秸稈；

S1所述浸泡液為水，所述植物材料與所述浸泡液的質(zhì)量體積比以g/mL計，為1:20～80；

S1所述水解是水解至COD_Cr的濃度為3000～4000?mg/L；

S2所述水解液的添加體積，添加前測定水解液COD_Cr的濃度C，根據(jù)人工濕地每天進水量V₁及進水COD_Cr的濃度C₁和TN的濃度C₂，根據(jù)所需的C/N比，計算水解液的添加體積V。其中水解液總氮忽略不計，通過流量計控制流速來調(diào)控C/N比。具體計算下：C/N比=總COD：TN=（C·V+C₁·V₁）：（C₂·V₁）。

S2所述投加是投加至人工濕地中層。

優(yōu)選地，S1所述植物材料為蘆竹、美人蕉、風車草、甘蔗渣或稻草桿的一種或者多種的混合物。植物材料為廢棄的農(nóng)作物或者濕地植物秸稈，釋碳能力強，來源廣泛，廉價易得且為二次利用。

如果采用多種，優(yōu)選多種植物材料的用量比例為等質(zhì)量比例。