[发明专利]一种处理难降解有机废水的多级潮汐流湿地系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理技术，具体涉及一种处理难降解有机废水的多级潮汐流湿地系统及方法。

背景技术

处理难降解有机废水是目前国内外废水处理界公认的难题。这类废水包括石化/油类废水、焦化废水、制药废水、化工废水等行业性废水，废水中有机污染物浓度较高，可生化性差。为了解决难降解废水处理这一类难题，多年来国内外学者进行了许多污水处理技术研究。在各种污水处理技术中，模拟生态系统原理而建成的污染治理技术即人工湿地处理技术因为它具有无污染、可充分循环利用自然资源、处理效率高等优点，在污水处理中得到各国的青睐。

潮汐流人工湿地是近年来由伯明翰大学研究并提出的一种人工湿地，在潮汐流人工湿地中，对湿地床体交替进行充水和排干操作。在污水流入床体的过程中，床体中的空气逐渐被挤出和消耗，床体基质逐渐被淹没。当污水完全充满床体后就进行排水，在这个过程中，大气中的新鲜空气被带入床内。通过这种交替的进出水和空气运动，使湿地内部不断形成好氧-厌氧过程，从而实现并强化污染物的去除。Sun Guang-zhi等及Zhao Ya-qian等研究发现，潮汐流人工湿地对氧的高利用率能促进有机物的降解，从而实现污染物的去除。虽然潮汐流人工湿地对污染物的去除逐渐成为研究热点，但对于应用潮汐流湿地处理难降解有机废水的研究还比较少，而且湿地系统处理污染物负荷量较大时会导致湿地床体淤积堵塞。

发明内容

本发明目的在于提供一种处理难降解有机废水的多级潮汐流湿地系统及方法。

为实现上述目的，本发明采用技术方案为：

一种处理难降解有机废水的多级潮汐流湿地系统，该系统是由自动进出水控制系统和多级潮汐流湿地构成的污水处理系统。

进一步的说，蓄水池1通过导管与多级潮汐流湿地的进水管13相连，液位计6插入于湿地床体8内，蓄水池1与湿地床体8之间的导管上设置有电池阀7，电池阀7与液位计6分别与控制箱5相连。

电池阀7与液位计6分别与控制箱5相连作为自动控制系统，控制箱包括PLC和计时器，系统通过PLC控制器控制电池阀的开闭、液位计控制湿地水位、计时器控制湿地充水和排干时间。

所述多级潮汐流湿地是由多个子单元湿地串联组成(可由3个子单元湿地组成)，每个子单元湿地包括湿地床体8、填料12和湿地植物9，子单元湿地前端和后端有布水区10和集水区11，前端布水区布置有进水管13，集水区底部设出水管14。

所述多个子单元湿地串联组成的多级潮汐流湿地呈阶梯构造，相邻的两个子单元湿地的梯度差为50cm。

所述子单元湿地中湿地床体从布水区到集水区成1-2％的向下坡度，集水区底部设置多根出水管，所有的出水管在池体外汇集到一根水平集水管，布水区布置有总进水管13和多根分进水管。

所述填料为土壤、碎石和粗砂、土壤和碎石或土壤和粗砂三种组合形式，湿地植物为芦苇。

所述布水区和集水区中填埋16-24mm卵石。

一种利用难降解有机废水多级潮汐流湿地处理系统进行废水处理的方法：

(1)先将污水在蓄水池内通过重力作用沉淀其中的悬浮物，同时通过池内厌氧微生物作用分解废水中的难降解有机物；

(2)然后将污水均匀分布进入多级潮汐流湿地，利用厌氧、好氧微生物共同作用降解废水中的难降解有机污染物；

(3)利用多级潮汐流湿地对污水进行处理，最后处理后的水自多级潮汐流湿地末端排出。

所述的湿地子单元的进出水水量和时间均由自动进出水控制系统控制；所述的湿地废水处理方法包括充水和排干两个阶段，充水时间为2-3天，排干时间为3-4天，使湿地水体间歇性地处于厌氧-好氧环境。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

(1)本发明遵照废水中难降解有机污染物的转化降解规律，基于时间序列周期性的对湿地进行充水和排干，营造多级厌氧-好氧环境，即将多级潮汐流湿地串联，使有机废水不断的经过厌氧-好氧环境，充分利用厌氧、好氧微生物的共同降解作用，进而实现难降解有机污染物的高效去除。

(2)本发明污水中难降解有机污染物在湿地充水状态下被湿地厌氧微生物降解为小分子有机污染物、CH₄或CO₂；当污水流出后，湿地床体内的有机污染物被好氧微生物降解；当污水进入下一级湿地后，剩余的有机污染物继续被厌氧和好氧微生物降解；经过多级湿地处理后，污水中污染物被彻底去除，并在池体内无残留。