[发明专利]一种高效潜流人工湿地脱氮系统

说明书

本发明涉及一种高效潜流人工湿地脱氮系统，包括：从上至下依次布置的布水管、上层填料层、缓释碳源、防水层和下层填料层，缓释碳源和防水层上均沿厚度方向分布若干孔洞。本发明的有益效果为：缓释碳源和防水层共同组成分隔层，可以对进水进行分配，利用其重新布水的功能，将其上流速较快区域分为好氧区，其下流速较慢的区域分为缺氧区和厌氧区，提高了潜流人工湿地抗堵塞性能和污染物去除效率，缓释碳源可以提高潜流人工湿地总氮去除率。

技术领域

本发明涉及潜流人工湿地技术领域，具体为一种高效潜流人工湿地脱氮系统。

背景技术

人工湿地可对污水厂处理出水进行深度净化，增加工程净化水的自然生态属性，有效减缓了对受纳水体的冲击，同时，增加了生态补水，缓解了水环境萎缩问题，潜流人工湿地占地面积小且具有优良的污染物去除效果而被广泛的用于污水处理厂尾水处理。

根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的规定，污水处理厂尾水作为回用、引入稀释能力较小的河湖、作为城镇景观用水和一般回用水时，要达到一级A标准，其中，氨氮标准为小于等于5mg/L。根据地表水环境质量标准(GB 3838-2002)，V类水氨氮标准为小于等于2.0mg/L，超过V类标准，容易造成水质恶化、断面不达标等问题，需要对氨氮进行控制，潜流人工湿地作为污水处理厂与受纳水体的中间处理过程，承担着削减氨氮到地表水V类标准的重任。

污水处理厂尾水一般C/N较低，限制了潜流人工湿地对氨氮的去除。在不扩大潜流人工湿地面积及增加工程量的情况下，目前有3种主流的做法：

1)增加硫铁矿/硫单质，采用硫自养反硝化工艺，提升潜流人工湿地对硝态氮的去除率；

2)在潜流人工湿地中加入铁屑和活性炭颗粒，自发形成大量微观原电池，产生显著的微电场，利用阳极产生的电子，将硝态氮、亚硝态氮通过化学过程直接还原为氮气；

3)增加缓释碳源，为反硝化过程提供碳源，从而促进反硝化的进行。

上述3种做法在小试和中试中比较常见，但都鲜见用于大规模潜流人工湿地，究其原因，存在各种各样的实际问题，限制了其在现实工程中的大规模使用，除成本问题外，采用硫铁矿或硫单质进行自养反硝化，会使水体pH下降，影响其他微生物菌群的生存，同时会产生大量的硫酸盐，排入水体后产生二次污染；铁碳微电解会产生大量的铁锈，影响出水水质，同时有堵塞潜流人工湿地的风险；而生物碳源是一种生物友好型材料，除了产生一定量的COD，基本不会有其他污染风险，而在潜流人工湿地要控制COD的总量，就决定了潜流人工湿地没法像污水处理厂一样，可以使用效价比高的液体速效碳源，缓释碳源是一个很好的选择。

工程中顾虑的比较多的问题，一个是缓释碳源的成本，另外一个是缓释碳源放在潜流人工湿地，当消耗殆尽后会对潜流人工湿地的结构造成不稳定影响。

发明内容

本发明目的是提供一种高效潜流人工湿地脱氮系统，解决现有技术中存在的上述问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种高效潜流人工湿地脱氮系统，包括：从上至下依次布置的布水管、上层填料层、缓释碳源、防水层和下层填料层，缓释碳源和防水层上均沿厚度方向分布若干孔洞。

本发明的有益效果是：

水流从布水管流出，并先进入上层填料层，随后进入缓释碳源内，由缓释碳源均匀分配，并富集碳源后由防水层对水流进一步均匀分配，然后再进入下层填料层，其中，缓释碳源和防水层共同组成分隔层，可以对进水进行分配，并利用其重新布水的功能，将其上流速较快区域分为好氧区，其下流速较慢的区域分为缺氧区和厌氧区，整个系统整体水力效率得到提升，同时也为潜流人工湿地良好的抗堵塞性能和高效的去污效果奠定了基础；