[發明專利]利用水生植物提高碳氮失衡尾水濕地總氮去除率的方法

在審

• 申請號: 201710136849.5
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN106830343A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 趙德華;汪鵬合;季軍;安樹青
• 申請（專利權）人: 南京大學;淮安市洪澤區清盈尾水濕地管理有限公司
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司32215
• 代理人: 沈根水

技術領域

本發明涉及的是一種利用水生植物提高碳氮失衡尾水濕地總氮去除率的方法，屬于污水處理廠尾水構造濕地深度處理技術領域。

背景技術

對于氮元素，濕地的去除機理包括揮發、氨化、硝化/反硝化、植物攝取和基質吸附。許多研究表明，濕地中的主要去氮機理是微生物硝化/反硝化，硝化/反硝化去氮量占氮去除總量的70%以上。污水處理廠常采用A/O 工藝，消耗了大量的COD，特別是其中的BOD，使得尾水碳氮比嚴重失調，從而造成反硝化過程碳源不足，抑制反硝化微生物，降低脫氮效率。此外，與一般濕地相似，尾水濕地受凈化能力季節性波動大、冬季凈化能力不足問題的困擾，無法滿足季節出水量相對均衡的污水處理廠尾水的凈化要求。

針對碳氮失衡尾水濕地氮去除效率低等問題，國內外已發展了多種解決方案，但是，這些方法在實際應用過程中還存在明顯的不足，添加高C/N原污水的方法存在合理投放比例控制困難、容易降低出水水質和效果受到原污水中低分子有機物含量不足限制等問題；添加低分子碳水化合物方法存在運行成本高、碳源的有效利用率低等缺點；而添加植物秸稈方法目前還主要處在技術的研發階段，對于投加方式、投加量、投加時機等方面還存在爭議，難以滿足大范圍應用的要求。

蘆葦、菰、菖蒲、再力花等作為目前人工濕地生態工程最常用的水生植物種類；由于這些水生植物的生長旺盛期與反硝化細菌的活性旺盛期幾乎完全重疊，使得選擇的水生植物難以在微生物碳源需求旺盛期（春夏季）提供足夠的碳源；當前選擇的水生植物類型及其配置往往會加劇濕地凈化能力的季節性波動。

發明內容

本發明提出的是一種利用水生植物提高碳氮失衡尾水濕地總氮去除率的方法，其目的在于有效解決現有技術所存在的碳氮失衡尾水濕地氮去除效能不足的問題。

本發明的技術解決方案：一種利用水生植物提高碳氮失衡尾水濕地總氮去除率的方法，構建一個復合處理系統，該復合處理系統包括穩定塘——表面流濕地——生態輸水渠——水平潛流濕地四個子系統，各子系統間通過各工藝依次串聯；

所述各工藝是大量種植的水生植物，冷季型和暖季型水生植物配置面積比2:1，水生植物全年不收割，通過水生植物根系分泌有機質和殘體分解作用，逐步改善水體中的碳氮失衡狀況，進一步提高氮去除率，而且由于冷季型和暖季型水生植物的配置，避免出現水生植物分解導致的二次污染。

本發明的優點：

1）冷季型與暖季型間種，不僅可以降低水生植物群落中不同物種間的競爭，提高水生植物群落的穩定性，而且可以避免水生植物殘體集中分解，形成二次污染；

2）本處理系統水生植物全年不收割，這樣可以降低人才成本，同時分解的有機質可為濕地反硝化提供碳源，在降低人力成本的同時提高氮去除率；

3）本處理系統包括穩定塘、生態輸水渠、表面流濕地和水平潛流濕地復合處理系統，由于不同系統中在水深、水體擾動程度、水生植物類型上的差異，使得不同子系統及子系統內部的不同區域厭氧和好氧環境交替出現，平衡硝化與反硝化作用，提高總氮去除率；

4）本發明更加強調冷季型水生植物的種植，不僅有利于減輕濕地凈化工程普遍存在的冬季凈化能力不足的問題，而且有利于緩解尾水濕地存在的尖銳的夏季碳源不足的問題。

附圖說明

附圖1是本發明的實施例示意圖。

附圖中是浮床植物，是漂浮植物，是挺水植物（冷季型），是挺水植物（暖季型），是沉水植物（冷季型），是沉水植物（暖季型）。

具體實施方式

一種利用水生植物提高碳氮失衡尾水總氮去除率的方法，構建一個穩定塘——表面流濕地——生態輸水渠——水平潛流濕地工藝相串聯的復合處理系統，通過水生植物吸收、微生物硝化/反硝化、物理沉降和自然揮發等途徑，逐步去除水體硝態氮和氨態氮，其核心在于各工藝中大量種植的水生植物，冷季型和暖季型水生植物配置面積比2:1，水生植物全年不收割，通過水生植物根系分泌有機質和殘體分解作用，逐步改善水體中的碳氮失衡狀況，進一步提高氮去除率，而且由于冷季型和暖季型水生植物的配置，避免出現了水生植物分解導致的二次污染。

所述的穩定塘——表面流濕地——生態輸水渠——水平潛流濕地工藝依次串聯；穩定塘水深3.0-4.0 m，生態輸水渠最深不超過1.5 m，表面流濕地水深0.3-1.5 m；（穩定塘＋生態輸水渠＋表面流濕地）與水平潛流濕地面積比>5:1，水力停留時間2-4天。