提高污水廠尾水脫氮除磷效果并免生物堵塞潛流濕地系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于污水廠尾水生態(tài)處理技術領域，尤其是涉及一種提高污水廠尾水脫氮除磷效果并免生物堵塞潛流濕地系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]根據(jù)《2012國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》]中顯示2012年末我國城市污水處理廠日處理能力已達11255萬立方米，城市污水處理率達到82.6 %。由此可見，每年需處理污水量十分巨大。根據(jù)我國《城鎮(zhèn)污水處理廠排放標準》(GB18989-2002)的一級A標顯示:總氮、總磷排放標準分別為15mg/L、0.5mg/L，而《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838-200)中V類水的總氮總磷標準為2mg/L、0.4(0.2)mg/L。很顯然，經(jīng)過污水處理廠的生化處理可以削減掉污水中大部分的氮磷類污染物，但處理后水總氮總磷含量與受納地表水體相比仍然較高，因此并不能從根本上解決受納水體的富營養(yǎng)化問題。為了改善受納水體的水環(huán)境質量，此類富含硝酸鹽、磷酸鹽污染水亟待處理。
[0003]研宄表明，人工濕地廣泛應用于水體水質的凈化與恢復、面源污染的控制、初期降雨的處理以及城市污水處理廠尾水的深度處理。但是，將人工濕地應用于此類低碳高氮類污染水的處理會因碳源不足而存在較大的難度，如果添加異養(yǎng)碳源，不僅會提高處理成本，還有可能造成二次污染。除此之外，相關研宄表明人工濕地的堵塞很大程度上是由于異養(yǎng)菌生長過快而造成的生物性堵塞。因此如何提高脫氮效能、解決碳源不足、防止人工濕地堵塞成為水處理界關注的重點。
[0004]近年來，硫自養(yǎng)反硝化由于具有反硝化效率高、污泥產(chǎn)量低等特點越來越受到人們的關注。因此，通過將潛流人工濕地與硫自養(yǎng)反硝化技術相結合，應該能夠解決以硝酸鹽為主的污染水體的凈化難題。
[0005]中國專利CN101993150A公開了復式潛流人工濕地系統(tǒng)，包括濕地池及濕地床體，濕地床體表層為小粒徑填料層，表層至池底為大粒徑填料層，設進水管，收水槽，收水槽的收水側為連接細格柵的收水花墻并設出水管，濕地植物分布于濕地床體表面；特征是進水端與出水端設置在濕地床體的同一端，進水管為沿短邊堤壩方向水平設置在大粒徑填料層和小粒徑填料層之間的穿孔管；收水槽與進水管平行設置在進水管遠離短邊堤壩一側；沿長邊堤壩向濕地床體斜下方設置一隔水層，其上端與收水花墻底部連接，下端與后端短邊堤壩及池底保有距離，兩側長邊與堤壩連接，濕地床體設放氣管，與傳統(tǒng)潛流濕地構型相比，該專利能夠在一定程度上提高濕地系統(tǒng)的脫氮效果，但是對于處理低碳氮比污染水而言，該專利無法實現(xiàn)濕地系統(tǒng)的高效脫氮除磷。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有污水廠尾水硝酸鹽含量較高、有效碳源不足等問題，提供一種潛流濕地與硫自養(yǎng)反硝化相結合的技術方法，實現(xiàn)有效脫氮的同時，還能夠避免潛流濕地普遍存在的生物堵塞問題。
[0007]本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn):
[0008]提高污水廠尾水脫氮除磷效果并免生物堵塞潛流濕地系統(tǒng)，包括依次設置的配水區(qū)、凈化區(qū)及集水區(qū)，配水區(qū)連接進水管，集水區(qū)連接出水管，
[0009]所述的凈化區(qū)中按水流方向從前至后依次放置硫磺/石灰石混合基質、礫石基質及沸石基質。
[0010]所述的配水區(qū)與凈化區(qū)，以及凈化區(qū)與集水區(qū)之間設置使水流均勻分布的穿孔花工回ο
[0011]所述的硫磺/石灰石混合基質為硫磺與石灰石按體積比為1:1構成的混合基質，該混合基質的粒徑為5-8cm。硫磺上吸附的脫氮硫桿菌利用溶解在水中的單質硫還原硝酸鹽，單質硫被氧化成硫酸鹽，而混合基質中的石灰石可以防止反硝化過程中的PH下降，同時對進水中含有的磷酸鹽具有良好的去除效果，水體在此區(qū)域停留時間為4小時。
[0012]所述的礫石基質的粒徑為10-12cm，在礫石基質內設置穿孔曝氣管，穿孔曝氣管的管徑為20mm，在曝氣管上每隔150mm開設孔徑為4mm的曝氣孔。反硝化后水體進入礫石基質區(qū)域，在此區(qū)域進行穿孔管曝氣，營造好氧環(huán)境，利用礫石上附著生長的微生物降解進水中的難降解有機物，并將進水中的部分氨氮氧化成硝酸鹽，且能夠將上一區(qū)域中未反應完全的單質硫氧化成硫酸鹽，水體在此區(qū)域停留時間為4小時。
[0013]所述的沸石基質的粒徑為5-8cm，水體最后進入沸石基質區(qū)域，在此區(qū)域，利用沸石基質，將水體中殘余的少量氨氮吸附，進一步降低進水中的氮含量，水體在此區(qū)域停留時間為4小時。
[0014]所述的硫磺/石灰石混合基質、礫石基質及沸石基質區(qū)域的體積比為1:1:1。
[0015]所述的集水區(qū)還通過回流管與回水泵與配水區(qū)連通，處理后出水進入集水區(qū)，部分水體通過回流系統(tǒng)重新進入配水區(qū)，回流比為100%。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明針對尾水低碳高氮的水質特征，結合自養(yǎng)生物反硝化原理，通過在傳統(tǒng)的潛流濕地中放置硫磺/石灰石混合基質，能夠實現(xiàn)高效反硝化以及除磷，且由于自養(yǎng)微生物生長緩慢，在水力停留時間較長的濕地中不會造成系統(tǒng)的生物堵塞，與異養(yǎng)反硝化相比更具有優(yōu)勢，能夠實現(xiàn)濕地系統(tǒng)長期的高效脫氮除磷。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的剖面結構示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明的平面結構示意圖；
[0019]圖中，1-進水管、2-配水區(qū)、3-凈化區(qū)、31-硫磺/石灰石混合基質、32-礫石基質、33-沸石基質、34-穿孔曝氣管、4-集水區(qū)、5-出水管、6-回流泵、7-回流管、8-穿孔花墻。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0021]實施例
[0022]提高污水廠尾水脫氮除磷效果并免生物堵塞潛流濕地系統(tǒng)，其結構和如圖1-2所示，包括依次設置的配水區(qū)2、凈化區(qū)3及集水區(qū)4，配水區(qū)2連接進水管1，集水區(qū)4連接出水管5，配水區(qū)2與凈化區(qū)3之間，以及凈化區(qū)3與集水區(qū)4之間均設置使水流均勻分布的穿孔花墻8。
[0023]凈化區(qū)3中按水流方向從前至后依次放置硫磺/石灰石混合基質31、礫石基質32及沸石基質33。硫磺/石灰石混合基質31、礫石基質32及沸石基質33區(qū)域的體積比為I: I: 1
[0024]其中，硫磺/石灰石混合基質31為硫磺與石灰石按體積比為1:1構成的混合基質，該混合基質的粒徑為5-8cm，本實施例中基質的粒徑為6cm。硫磺上吸附的脫氮硫桿菌利用溶解在水中的單質硫還原硝酸鹽，單質硫被氧化成硫酸鹽，而混合基質中的石灰石可以防止反硝化過程中的PH下降，同時對進水中含有的磷酸鹽具有良好的去除效果，水體在此區(qū)域停留時間為4小時。
[0025]礫石基質32的粒