[發(fā)明專利]一種提高低碳氮比的低污染水體脫氮效率的方法

有效

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• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN104556377A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設計）人: 何圣兵;陳雪初;周偉麗;王正;張露;戴謹微
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/32
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊元焱

技術領域

本發(fā)明涉及低碳氮比的低污染水脫氮系統(tǒng)，尤其涉及一種以凈化污水廠尾水、農(nóng)業(yè)面源、硝酸鹽微污染地表水體等為代表的低C/N比的污染水體的技術方法，建立表面流人工濕地系統(tǒng)，通過表面流人工濕地泥水界面處的反硝化作用去除水體部分硝酸鹽，同時還可以通過濕地系統(tǒng)中種植的水生植物根系的分泌以及植物殘體的腐解，增加水體中的可利用有機物含量；在表面流人工濕地后面串聯(lián)生態(tài)礫石床，礫石床內(nèi)部容易形成缺氧環(huán)境并有利于反硝化菌附著生長，由于表面流人工濕地系統(tǒng)出水的C/N有所提高，進入礫石床后在缺氧環(huán)境下能夠有效發(fā)生反硝化反應，提高脫氮效果，礫石床對水中懸浮物有很好的去除效果，能夠提高出水透明度和景觀效應，屬于低污染水體生態(tài)處理技術領域。

背景技術

目前，隨著我國城市污水處理廠的大規(guī)模建設，每天都有大量的污水廠尾水產(chǎn)生；污水廠尾水的氮含量與地表水體相比，屬于重污染水體，如果直接排放，會攜帶大量的氮負荷進入受納水體。此外，農(nóng)業(yè)面源由于有面廣量大的特點，也會攜帶大量的硝酸鹽進入湖庫。所以，要控制進入湖庫的氮負荷，需要對這類低污染水體進行進一步生態(tài)凈化處理。而污水廠的尾水與農(nóng)業(yè)面源中的主要氮形態(tài)是硝酸鹽氮，這類水體的最大特點就是低碳高氮，C/N比較低，因此通過生物反硝化作用脫氮的瓶頸主要在于水體中缺乏可以利用的有機碳源。

現(xiàn)在往往采用人工濕地的技術手段來處理這類低污染水，但是由于缺乏碳源，脫氮效果依然不佳；而外加碳源的手段不僅提高了運行成本，也增加了濕地堵塞的機率，而且還存在二次污染的可能性。因此，研發(fā)有效地脫除低碳氮比的低污染水體中硝酸鹽的技術方法具有非常重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，在于針對現(xiàn)有低C/N比的低污染水體脫氮效能的不足，提供一種提高低碳氮比的低污染水體脫氮效率的方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是：一種提高低碳氮比的低污染水體脫氮效率的方法，是構(gòu)建一個表面流人工濕地和一個水平流生態(tài)礫石床并將它們用管道串聯(lián)，讓低污染水從表面流人工濕地流進，從水平流生態(tài)礫石床流出。

所述表面流人工濕地的水深控制在0.3-0.6m，內(nèi)種浮葉植物和沉水植物，浮葉植物和沉水植物的總體覆蓋度不小于表面流人工濕地面積的40％。

所述浮葉植物為水葫蘆，沉水植物包括菹草、苦草；水葫蘆圈圍種植。

所述表面流人工濕地的平面尺寸為20×10m，水深為0.5m。

所述水平流生態(tài)礫石床里面放置礫石和沸石，礫石和沸石的體積比為1∶1，粒徑范圍5-15cm。

所述水平流生態(tài)礫石床的平面尺寸為4×3m，深度為1.5m。

所述水平流生態(tài)礫石床的進水管道直徑為50mm，出水管道直徑為DN50。

本發(fā)明中的表面流人工濕地可以有效地發(fā)揮人工濕地泥水界面的反硝化效能；在濕地中種植浮葉植物和沉水植物，通過植物的生長能夠同化少量氮磷物質(zhì)，更主要的是，可以利用水生植物根系的分泌和植物殘體的腐解，提高水體中可利用有機物的含量。

本發(fā)明中的水平流生態(tài)礫石床可以附著生長微生物。礫石床可以發(fā)揮填料的截留和吸附作用，降低進水中氨氮和懸浮物的含量；此外，礫石床與外界大氣環(huán)境分隔開來，容易形成缺氧環(huán)境，通過附著在內(nèi)部填料上的異養(yǎng)型反硝化菌的作用，充分利用表面流人工濕地出水中攜帶的有機物，對進水硝酸鹽進行很好的反硝化脫除。從而有效地提高出水水質(zhì)。

本發(fā)明針對低污染水體低碳高氮的水質(zhì)特征，結(jié)合表面流人工濕地泥水界面處的特性和生物反硝化原理，通過設置適當?shù)乃睿瑥娀w與底泥界面處的接觸機率，利用界面處的反硝化菌、有機碳源和厭氧-好氧微環(huán)境，提高表面流人工濕地的反硝化能力，提升出水水質(zhì)；另一方面在表面流人工濕地中種植水生植物，通過水生植物根系的分泌和植物殘體的腐解，為水中提供可利用有機質(zhì)；而后續(xù)設置的生態(tài)礫石床能夠營造缺氧環(huán)境，并有利于反硝化菌附著生長，從而能夠進一步發(fā)揮反硝化脫氮作用，礫石床內(nèi)部放置的礫石、沸石等載體，能夠發(fā)揮吸附、攔截、沉淀等功能，對進水中的氨氮、懸浮物有很好的去除效果。本方法能夠有效地提高低碳高氮低污染水體的脫氮效能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的方法采用的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。