[发明专利]交替式组合湿地系统及高效去除城市尾水中氮磷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种城市尾水中氮磷的去除系统及方法，更具体的说是交替式组合湿地系统及高效去除城市尾水中氮磷的方法。

背景技术

随着工业点源及农业面源污染治理的积极推进及加强，以及城市化进程的加速，城市尾水的多元汇流特征(生活污水、城市污水厂尾水、城市径流及溢流污水等)、高污染负荷特征、高负责特征(常规氮磷、重金属及有机污染)已经使其成为流域性河流的主要入河污染源。最新资料显示，2008年废污水排放量已超过80年代初的1倍以上，这些废污水80％以上未经处理直接排入江河湖库以及近海海域，使这些水域遭受到前所未有的大面积污染。2008年，我国七大水系(含国界河流)197条河流的408个地表水监测断面中，54％以上的监测断面均为劣V类水质。在主要河流污染未能得到有效遏制的同时，社会经济的发展又使污染负荷不断增加。现有深度处理技术如污水处理厂对污水的集中处置，即使达到一级A标准，对地表水来说仍为二次污染源，此外，昂贵的建设和运行费用也是一股小城镇无法承受的，因此，急需一种工程造价低、出水水质好、处理效率高的适宜于污染负荷高、污染组成复杂的城市尾水生态处置技术。本发明作为一种复合湿地技术正具有建造、运行费用低，易于维护、技术难度低、适宜在落后地区推广应用的优势。

国外人工湿地技术的应用，始于1953，荷兰于1967年开发出一种现称为Lelystad Process的大规模自由水面流湿地处理系统并在荷兰大量建成。20世纪60年代末，有人提出了根区法湿地系统，美国开发了“厌氧微生物和芦苇处理污水复合系统”标志着人工湿地作为一种污水处理技术开始受到关注。经过近15年的研究和发展，该技术已在英国、美国、新西兰、法国、澳大利亚、巴西、荷兰等许多国家得到应用推广，一些发展中国家也开始使用该技术来解决国内的污水处理问题。应用范围也不断扩大，除了用于处理城市污水外，还应用于工业废水、农业面源污染、垃圾渗出液、暴雨径流等多种废水的处理，表现出良好的效果^[6]。

目前欧洲已有数以百计的人工湿地投入废水处理运行，1996年9月在奥地利维也纳召开的第4届国际研讨会标志着人工湿地系统作为一种独特新型废水处理技术正式进入水污染控制领域。

但这些应用绝大多数限于单一种类人工湿地的应用。表面流湿地在欧洲发展缓慢，但在北美，表面流湿地却是主要处理湿地。在欧洲，地下潜流系统应用较多，在欧洲，此类系统趋向对近1000人口的乡村级社区进行二级处理，北美则趋向更多人口的高级处理，在澳大利亚和南非则用于处理各类废水。

在处理规模上一股有限，难以应用到流域水体治理。美国70％的自由表面流系统和90％的潜流式系统处理能力小于3800m³/d。潜流式系统的处理规模一股较小，处理能力范围为5～11400m³/d，中等规模的潜流系统处理能力为210m³/d，平均处理能力为1150m³/d。自由表面流系统规模较大，处理能力为200～76000m³/d，中等规模处理能力为1770m³/d，平均处理能力为7350m³/d^[8]。

我国利用人工湿地处理废水发展较晚，现处于起步阶段。自“七五”以来，我国开展了人工湿地小试、中试到实用规模的试验，取得了人工湿地工艺特征、技术要点和工程参数等研究成果。在“八五”攻关课题“滇池防护带农田径流污染控制工程技术研究”中，又首次将处理城市生活污水的人工湿地工程技术用于处理农田废水。现在人工湿地处理技术在我国已被广泛采用，主要用于处理生活污水、矿山出水、油田采出水、造纸废水、乳制品废水、炸药废水、炼油废水、畜牧废水等，但应用于水量不稳定、污染成分复杂的重污染城市尾水河道水体的处理国内外则尚无报道。

从现有技术可以看出，人工湿地的确有较好的去污能力，但也有很多报导和研究表明，人工湿地系统在实际运行状况中特别是在长期运行一段时间后结果并不都令人满意，出现了很多的问题，这些问题都是有待解决的。其中主要包括：