[發明專利]一種具有深度脫氮功能的微曝氣型固體碳源濕地系統及其脫氮處理工藝

有效

• 申請號: 201610147301.6
• 申請日: 2016-03-15
• 公開（公告）號: CN105600931B
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 李懷;閻百興;程龍;祝惠;周卿偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院東北地理與農業生態研究所
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/32;C02F101/16
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 侯靜

一種具有深度脫氮功能的微曝氣型固體碳源濕地系統及其脫氮處理工藝，本發明涉及污水處理技術領域。本發明要解決目前難以在同一濕地系統內實現硝化/反硝化過程的技術問題。該系統包括蓄水池、蠕動泵、進水管、布水區、微氧曝氣區、微氧曝氣條、爐渣填料區、緩釋碳源區、上層覆蓋區、濕地植物、集水區和排放管。本發明采取折流設計、間歇曝氣耦合緩釋碳源的手段，使廢水通過水平/垂直交互運行方式，有效延長底物與基質的接觸時間；通過微氧硝化、好氧/缺氧交替變換、以及緩釋碳源反硝化模式，來實現同一裝置內部高效的硝化/反硝化脫氮過程。本系統具有低成本、脫氮能力強、操作維護簡單、運行穩定的優點。

技術領域

本發明涉及污水處理技術領域。

背景技術

目前，隨著城鎮化和人民生活水平的提高，大量分散型生活污水(如：小城鎮、高速公路服務區等)，未經處理或不適當處理后隨意排放導致了嚴重的水環境污染和生態環境惡化。結合分散型污染的特點和村鎮經濟發展水平等實際情況，選擇工藝簡單、費用低廉、效果良好的水處理技術是解決當前污染的關鍵。人工濕地具有投資小、能耗和運行費用低、適用范圍廣等優點，已經成為分散型污水污染防治的重要技術。

然而，大多數地區的人工濕地主要以潛流濕地(水平潛流或垂直潛流)為主，普遍存在脫氮效果差的問題。硝化/反硝化過程作為濕地微生物脫氮的主要途徑，其中硝化過程成為脫氮的限制因素。針對硝化過程受限的問題，適當的人工曝氣可有效促進硝化的進行。但連續曝氣成本高、不能產生脫氮所需的好氧/厭氧交替環境，而間歇曝氣則可以通過好氧/厭氧環境轉換來強化氮的去除。對于高強度廢水而言，間歇曝氣僅能起到硝化作用。同時，反硝化過程也需補充足夠的碳源，一般是通過外加碳源調控C/N比例來實現高效反硝化過程，但成本過高。

對現有技術進行檢索，CN102992500A公開了一種垂直流人工濕地底層曝氣增氧方法，通過在濕地地層曝氣增氧來提高水中的溶氧含量，進而實現高效硝化過程。CN105110551A公開了一種高溶氧曝氣結合人工濕地的污水處理系統及處理工藝，通過分離的曝氣系統和濕地系統組合來實現高效硝化過程。CN102260021A公開了一種無需外加碳源的生活污水深度脫氮工藝和裝置，通過微曝氣垂直潛流濕地與水平潛流濕地的組合工藝來實現全程自養脫氮(好氧/厭氧氨氧化)過程。此外，中國專利公告號CN103043786A公開了一種具有深度脫氮功能的緩釋碳源濾料濾池裝置及工藝、CN102826649A公開了一種利用緩釋固體碳源進行生物脫氮的方法、CN103253772A公開了一種水平潛流人工濕地固體碳源強化脫氮系統，這些緩釋碳源系統均表現出了較好的反硝化特性。以上研究均是單方面強化硝化或反硝化過程，以及通過組合形式實現高效脫氮過程。但是如何在同一濕地系統內實現硝化/反硝化過程仍是一個挑戰，目前，仍沒有在同一濕地系統內部采用微曝氣和投加緩釋碳源(無需控制碳氮比、成本低)來實現好氧/厭氧交替和反硝化碳源強化污染物去除的相關報道。

發明內容

本發明要解決目前難以在同一濕地系統內實現硝化/反硝化過程的技術問題，而提供一種具有深度脫氮功能的微曝氣型固體碳源濕地系統及其脫氮處理工藝。

一種具有深度脫氮功能的微曝氣型固體碳源濕地系統包括蓄水池、蠕動泵、進水管、布水區、微氧曝氣區、微氧曝氣條、爐渣填料區、緩釋碳源區、上層覆蓋區、濕地植物、集水區和排放管；

所述蓄水池與蠕動泵進水口連通，蠕動泵出水口連通進水管的一端，進水管的另一端通入布水區，在布水區和集水區之間為上層覆蓋區，濕地植物設置在上層覆蓋區的上方，集水區與排放管連通；

所述微氧曝氣區、爐渣填料區和緩釋碳源區設置在上層覆蓋區的下方，且微氧曝氣區、爐渣填料區和緩釋碳源區為水平潛流折流濕地結構，其中微氧曝氣區設置在水平潛流折流濕地前端，微氧曝氣條設置在微氧曝氣區內部，爐渣填料區設置在水平潛流折流濕地中端，緩釋碳源區設置在水平潛流折流濕地末端。