[发明专利]可实现ANAMMOX脱氮的侧向潜流湿地处理装置及处理方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及可实现ANAMMOX脱氮的侧向潜流湿地处理装置及处理方法。

背景技术

氮素含量是水质控制的重要指标。氮素污染的加剧也是近年来引起我国湖泊、河流以及近海等水域水华和赤潮大规模爆发的重要因素之一，因此引起了人们的广泛关注。传统废水处理的氨氮脱除一般是通过硝化和反硝化过程实现，但这一过程需要大量曝气、额外投加有机碳源和碱度，投资和运行费用高昂，而且还会产生二次污染，开发新型低能耗的生物脱氮技术迫在眉睫。

近年来，随着生物脱氮理论与技术的突破，以ANAMMOX工艺为代表的新型生物脱氮技术逐渐进入人们视野。与传统生物脱氮技术相比，ANAMMOX菌为化学自养型细菌，并且ANAMMOX反应途径较短，因此ANAMMOX反应不需要碱度补偿和投加有机碳源，只需要维持较低的溶解氧，即可实现当废水进水C/N<3.4时或高氨氮废水的脱氮反应，从而节约了大量的能源和物料，节省运行成本，具有可持续发展的意义。ANAMMOX反应是微生物直接将NH₄⁺-N和NO₂^-N反应转化为N₂，达到脱氮的目的，其中作为电子受体的NO₂^-一般由氨转化而来。目前已见公知的ANAMMOX反应装置如CN203200141U“一体化间歇式低C/N比厌氧氨氧化生物脱氮反应装置”、CN104386812A“基于颗粒污泥和生物膜的复合式厌氧氨氧化反应工艺及装置”、CN104355404A“一种快速实现生物滤池厌氧氨氧化的方法与装置”等，ANAMMOX反应装置均为电气化的实验装置，且设置较为复杂，需要搅拌、回流、曝气等一些列电气装置，其设备投资大，控制非常复杂，且只能处理一些特定种类的污废水。而CN102464406A“一种利用人工湿地实现厌氧氨氧化生物脱氮的方法”则为间歇运行方式，在实际的运用过程中与连续流相比，存在控制较为复杂、占地面积较大等问题。在人工湿地中，将ANAMMOX技术应用于连续侧向流人工湿地则未见报道。

发明内容

本发明要解决的问题是在人工湿地中，如何在低C/N和无电气化控制条件下，有效去除污水中的氮元素等问题。

本发明的技术方案是一种可实现ANAMMOX脱氮的侧向潜流人工湿地污水处理方法，所述方法采用由自然复氧槽和侧向潜流湿地床组成的处理单元池，污水由进水管流入第一组单元池的自然复氧槽中，通过跌跃式薄水层自然复氧的方式增加污水中的溶解氧，再流入侧向潜流湿地床中，湿地床体中布置有布水管、集水管、填料、湿地植物和含ANAMMOX菌的沉积物，湿地床竖向断面上水质条件均匀，整个湿地床内部沿水流方向为一个以厌缺氧为主的好氧、缺氧、厌氧的交替环境，在植物根系泌氧的协同作用下，污水总体处于微氧状态，待处理污水中亚硝酸盐的流入与厌缺氧的微环境为ANAMMOX菌生长提供适宜的环境，使得污水在侧向潜流湿地中同时发生硝化、反硝化以及ANAMMOX反应，污水中的碳源有机物沿程逐渐被消耗，C/N比不断降低，同时去除污水中的N污染物；随后污水流入下一组单元池的自然复氧槽中，再流入侧向潜流湿地床中，继续进行反应，经过多组单元池循环处理，直至达到出水标准；

整个处理过程采用连续进水、连续出水的运行方式，进水通过预处理方法控制COD与TN浓度比值在2:1以下，进水COD浓度在60mg/L以下，通过连续自然稳定进水，湿地床表面水力负荷控制在0.3m³/(m².d)，总的侧向潜流湿地的水力停留时间控制在18h以上。

具体的，湿地床中没有导板阻隔。

本发明还提供了可实现ANAMMOX脱氮的侧向潜流人工湿地污水处理装置，由自然复氧槽、侧向潜流湿地床组成，其中一个自然复氧槽连接一个侧向潜流湿地床组成一组单元池，多组单元池串联沿梯度向下共同组成所述湿地污水处理装置；

所述自然复氧槽为跌跃式薄水层自然复氧槽；

所述侧向潜流湿地床包含湿地床体、布水管、集水管、填料、湿地植物和含ANAMMOX菌的沉积物；布水管和集水管均设置在侧向潜流湿地床底部，分别布置在侧向潜流湿地床的进水端和出水端，以实现侧向潜流湿地床中的水流均匀性，含ANAMMOX菌的沉积物铺在填料上。

具体的，所述湿地床体的有效水深高度为0.4～0.6m。

具体的，填料为碎石、混凝土骨料或瓦砾中的一种或几种，粒径为5～10mm，根据水流方向，单元池内填料粒径依次降低。