[發明專利]一種強化處理低C/N比污水的厭氧/好氧人工濕地組合系統及方法

在審

• 申請號: 202110939523.2
• 申請日: 2021-08-16
• 公開（公告）號: CN113666504A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 黃夢露;趙林;李一晗;陳達穎
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F3/30;C02F3/34
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

本發明涉及一種強化處理低C/N比污水的厭氧/好氧人工濕地組合系統及方法；組合系統包括依次排序的沉淀池、水平潛流人工濕地、垂直潛流人工濕地和回流池；沉淀池設置有出水泵，回流池設置有回流泵。沉淀池出水經出水管由出水泵泵入水平潛流人工濕地，在布水區均勻布水后導流至導流板進入基質層，通過出水管將蓄水區污水送至布水管均勻布水垂直潛流人工濕地；污水進入垂直潛流人工濕地之后污水經基質層于蓄水區利用水位控制閥流入回流池由回流泵泵入水平潛流人工濕地，進而進行反硝化作用。該設備具有結構簡單、高效低成本、易操作，能實現同步脫碳氮除磷等優點，出水回用提高系統處理性能。

技術領域

本發明涉及一個低碳氮比污水同步脫碳氮除磷的厭氧/好氧人工濕地組合系統(HSSF-VSSF)系統及方法。屬于水污染控制領域。

背景技術

傳統生物脫氮除磷途徑雖在污水處理過程中起到一定作用，但仍存在很多瓶頸。如：氨氮完全轉化為硝態氮需消耗水中大量溶解氧，增加了曝氣成本；低C/N比污水或高碳氮磷污水的處理，需依靠外加有機碳源提高污染物去除效率；好氧生物除磷過程增加了動力消耗且會產生大量的剩余污泥；整個處理工藝流程較長，占地面積大且投資成本高等。

近年來幾種新型的生物脫氮除磷工藝雖低能耗、節省碳源，污泥產量少占地小，但對污水水質條件要求苛刻，處理設備構造和操作較復雜，投運成本依然很高，且系統生物持有量較低，運行不穩定，易受外界環境變化影響且系統中各功能微生物間易相互影響，污染物處理性能低下。而人工濕地作為上世紀70年代發展起來的新型污水處理工藝引起了廣泛關注，逐漸發展成為新型實用技術。但其建設面積大、氮、磷去除負荷低等問題，且單級人工濕地系統已難以滿足對于污水深度凈化的需求。傳統二級處理工藝因其能耗高、運行費用以及投資建設費用較大等缺點，因此，對傳統的工藝流程進行改進以及新技術研究。微生物硝化/反硝化作用通常被認為是人工濕地脫氮的主要途徑。鑒于此，在相關研究中，強化系統的硝化/反硝化作用一度被認為是提高人工濕地脫氮效果的最有效措施。人工濕地中硝化/反硝化作用的強化可通過調控系統中溶解氧(DO)和有機碳源的濃度與分布來實現，進而可影響系統的脫氮性能。研究表明，人工濕地系統中DO的濃度與分布主要可通過改進系統結構和運行方式、建立濕地組合系統、濕地植物優選等措施進行優化，而人工濕地系統中有機碳源的濃度與分布則主要可通過改善系統進水方式、填充反硝化填料和濕地植物優選等措施進行優化。

上述強化措施實施后的人工濕地系統對廢水的脫氮效果仍不理想，而且此類強化措施的實施還會引起濕地系統建設運行費用的提高以及占地面積的增大。為此，研究者們都在嘗試通過一定的技術手段和調控措施改變人工濕地中傳統的微生物脫氮途徑，進而緩解對人工濕地脫氮效果的制約。

隨著節能減排和生態處理的理念不斷深入人心，處理低C/N比污水，同步脫碳氮除磷的新型多級復合式人工濕地、實現運行穩定、高效低成本處理性能的污水處理系統，已成為污水脫碳氮除磷生態處理發展的必然途徑。通過將不同類型的人工濕地系統復合，將各自優勢處理性能串聯，從而實現對污水的強化處理。

發明內容

本發明由沉淀池、水平潛流人工濕地(HSSF)、垂直潛流人工濕地(VSSF)和回流池組成污水處理系統。水平潛流人工濕地(HSSF)采用穿孔管布水，其前后端分別填充礫石作為布水區和蓄水區。布水區、基質填料層和蓄水區之間設置導流板均勻布水，其后水平推流至濕地出水端。在水平潛流人工濕地(HSSF)進水端設置回流管與回流池中的回流泵相連接。濕地當中種植蘆葦等根系泌氧能力強的草本植物。垂直潛流人工濕地(VSSF)用穿孔管表面均勻布水，出水利用出水水位調節管，可在垂直潛流人工濕地(VSSF)的基質層中營造浸沒區與非浸沒區?；亓鞒禺斨性O置回流泵，可將垂直潛流人工濕地(VSSF)的出水(硝化液)回流入水平潛流人工濕地(HSSF)強化其反硝化的能力。回流比可由回流泵流量控制。污水和回流硝化液分別從沉淀池和回流池由計量泵泵入水平潛流人工濕地(HSSF)。為了防止雨季時暴雨對系統的沖擊，系統設置有溢流管，當暴雨導致水力負荷過大時，污水可直接從溢流管流走，以保護本污水處理系統免受沖擊。

本發明的技術方案如下：