[發明專利]一種人工濕地脫氮污水處理裝置及污水處理方法

有效

• 申請號: 201410553821.8
• 申請日: 2014-10-17
• 公開（公告）號: CN104291445A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 王海燕;儲昭升;周岳溪;葉碧碧;杭前宇;苑泉;常洋
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F3/28
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 盧新

技術領域

本發明涉及一種污水處理實驗裝置及污水處理方法，特別是涉及一種人工濕地脫氮污水處理裝置及污水處理方法。

背景技術

氮污染是地表水體污染的主要問題之一，城市污水廠尾水、農田退水等高比例NOx低C/N比污水是地表和地下水體氮污染的主要來源之一，亟需對其進行處理，以防止水體污染和富營養化，同時也有利于上述種類污水的回用。

城市污水廠尾水、農田退水等高比例NO_x低C/N比污水具有水質水量波動大、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮占比高的特點，由于該種類污水中有機碳源缺乏，制約了其中硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮的有效去除；如何經濟有效地去除高比例NO_x低C/N比污水中的硝酸鹽和亞硝酸鹽，成為國內外的研究熱點和難點。

去除NO_x的常用生物方法有異養反硝化和自養反硝化法。異養反硝化是異養反硝化菌利用甲醇、乙酸等有機物為碳源，將NO_x還原為氮氣，同時產生堿度，需要消耗H⁺，但其存在碳源投加成本高、出水水質容易有殘留碳源的問題；自養反硝化中的硫石灰石反硝化系統因其經濟性和出水水質好成為去除NO_x的常用方法，其中硫反硝化菌利用單質硫將NO_x還原為氮氣，同時產生H⁺，需要消耗堿度(石灰石)，但存在出水硬度和硫酸根增加的問題；因此將二者結合，研究者開發出了異養-硫自養混養反硝化工藝用于去除污水中的硝酸鹽，二者之間可以起到相互調節pH值的作用，能夠避免堿度(石灰石)的添加和減少硫酸根的產生，同時異養和硫自養反硝化占比能夠根據碳源的供給在一定范圍內波動，有利于NO_x的有效去除。

為強化低C/N比污水脫氮，多采取外加碳源的方式，碳源種類有三種，一是甲醇、乙酸等傳統液體碳源，但有添加成本高的缺點；二是可生物降解多聚物碳源，也有成本高的缺點；三是含纖維素類物質的天然植物碳源，因其廉價易得、操作簡單逐漸被用作強化脫氮的碳源，但其存在碳源釋放不能有效控制、需要較長的水力停留時間(HRT)，出水水質易受外界溫度影響等，植物碳源釋放較多時，出水水質易受殘余植物釋放碳源的影響。

異養-硫自養混養反硝化工藝中異養反硝化供給的碳源多為甲醇和乙酸等傳統液體碳源，還未見有植物碳源異養-硫自養混養反硝化處理高比例NO_x低C/N比污水的報道。

人工濕地具有經濟、簡單等優點，成為低成本污水處理的主要技術之一。除了生物亞硝化、硝化和反硝化是人工濕地脫氮的主要途徑之外，人工濕地對氮的去除還包括填料吸附、植物吸收和氨的揮發等。因此如果將植物碳源異養-硫自養混養反硝化耦合于人工濕地中，不僅可以充分發揮植物碳源異養-硫自養混養反硝化作用，而且也可以發揮濕地的其它脫氮作用。

采用植物碳源異養-硫自養混養反硝化人工濕地處理高比例NO_x低C/N比污水，可以實現異養反硝化和硫自養混養反硝化的耦合，針對植物碳源釋放不能有效控制的問題，當植物碳源釋放較多時，異養反硝化占比增多，硫自養反硝化占比減少；當碳源釋放較少時，異養反硝化占比減少，硫自養反硝化占比增多，從而有效保障脫氮效果和出水水質，同時由于與硫自養反硝化的耦合，可以有效縮短HRT；植物碳源異養反硝化和硫自養反硝化可以相互消耗堿度，從而保持pH在生物脫氮的有效范圍內，實現高比例NO_x低C/N比污水的有效脫氮。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種成本低廉，脫氮效果理想的人工濕地高NO_x低C/N比污水處理裝置。

一種人工濕地脫氮污水處理裝置，包括污水處理池，所述污水處理池包括反硝化層和土壤層；所述土壤層位于所述反硝化層上方或下方；污水處理池長度為≥1m，并且長寬比≥3；所述污水處理池兩端分別設有進水口和出水口；所述土壤層上種植有植物；所述反硝化層由硫磺顆粒、植物莖葉碎段和碎石組成。