[发明专利]一种强化氮磷去除的折板流人工湿地系统

说明书

本发明涉及一种颗粒状铁锰催化金属复合填料强化氮磷去除的折板流人工湿地系统，属于水处理技术领域。该系统通过中间挡水板将池体分成两个填料区域，污水从第一填料区前端布水渠进入，经竖向隔板折流进入第二填料区，处理后的出水从第二填料区末端流出。该系统中投加的复合填料呈多孔性，具有较大的比表面积，它不仅为微生物的附着生长提供有利空间，也可通过强大的过滤、吸附、絮凝沉淀作用以及铁、锰元素能提高微生物活性来强化污染物的去除，有效延缓系统堵塞。同时，该系统根据水质水量可通过增加竖向隔板灵活调节两个填料区的面积，也能使水流呈波浪型，增加水力停留时间，该系统具有脱氮除磷效果好，运行成本低的特点。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种颗粒状铁锰催化金属复合填料强化氮磷去除的折板流人工湿地系统。

背景技术

人工湿地是20世纪70年代发展起来的一种污水处理新技术，由填料、水生植物和微生物组成的综合生态系统，因其具有投资少、能耗低、操作简单、无二次污染等特点，正逐渐被广泛应用于生活污水、二级污水处理厂出水和工业废水的处理，其作用机理主要利用湿地中的填料、微生物和水生植物三者之间的协同作用将污染物去除。填料是人工湿地的核心部分，它不仅能通过吸附、过滤和截留等作用直接去除污染物，也为微生物和水生植物提供依附载体和营养物质。目前常用的人工湿地填料有土壤和沙粒等，因去通透性差，容易引发堵塞问题，从而形成短流或漫流，严重影响人工湿地的运行寿命。美国环境保护署通过对运行中的人工湿地进行调查，发现投入运行5年后，50％的人工湿地系统出现不同程度的堵塞现象。同时，人工湿地对污水中的氮磷去除效果差，尤其在北方地区，随着气温的降低，硝化/反硝化细菌活性降低，导致出水水质很难达到排放标准，对受纳水体和周围环境造成严重污染。因此,找到一种比表面积大、易于微生物附着,不易堵塞、能强化氮磷去除的新型填料是解决问题的关键。

近年来，随着污水治理领域的不断扩展和延伸，许多新的处理方法都涌现出来，铁基材料也越来越广泛的运用于水体污染治理中。但单独的含铁材料如海绵铁、铁屑等存在局限性，主要表现在：(1)对于性质较稳定的有机物或重金属，其处理能力较差；(2)表面氧化层的形成使其活性下降，降低处理污染物的能力；(3)零价铁容易团聚，在工程运行中易出现钝化现象。(4)比表面积小，不利于微生物附着。由于存在以上问题，限制了含铁材料在人工湿地中的使用。因此，本专利通过将铁基材料和其他材料混合，投加到折板流人工湿地，多孔材料能增加其比表面积和孔隙率，提高微生物附着能力，防治钝化层的形成，使其具有更强的处理污水的性能；同时，根据污水水质水量增设竖向隔板，使水流呈波浪状，可灵活改变池体结构和池容，增加水力停留时间，强化处理效果。

发明内容

基于人工湿地运行过程中存在的技术问题，本发明的目的是将一种无污染，反应速度快、适用范围广、运行成本低的颗粒状铁锰催化金属复合载体和沸石材料作为填料,与折板流人工湿地有机结合，一方面能解决湿地堵塞问题，多孔性材料更利于厌氧/好氧微生物的附着，强化污水氮磷的去除；另一方面根据污水水质水量增设竖向隔板，可灵活改变池体结构和池容，增加水力停留时间，强化处理效果。

为了解决以上技术问题,本发明的技术方案为：

一种强化氮磷去除的折板流人工湿地系统，包括进水管1、第一填料区2、挡水板3、第二填料区4、出水管5和水生植物6，第一填料区2从上到下依次分为土壤层A、细沙层B、复合填料层C、砾石层D，第二填料区4从上到下依次分为土壤层A、细沙层B、粗砂层E、砾石层D，第一填料区1和第二填料区3通过挡水板3分隔开，在第一填料区2和第二填料区4的土壤层A上均种有水生植物6；待处理污水从进水管1进入第一填料区2底部的砾石层D，经折板流使污水能均匀地与复合填料层C中的复合填料有效接触，这样提高了不同类型微生物活性及处理效果，且不易堵塞；经第一填料区2处理后的污水从挡水板3下面进入第二填料区3采用常规方法进行处理，处理过的水最后从位于第二填料区3右侧顶部的出水管5排出。