[实用新型]一种水平潜流人工湿地碳氧联合调控脱氮系统

说明书

㈠.技术领域：本实用新型属于环境工程污水处理技术领域，更具体涉及一种水平潜流人工湿地碳氧联合调控脱氮系统，适用于生活污水、受污染地表水、富营养化水体、含氮废水等“低碳高氮”污水的处理。

㈡．背景技术：氮是表征地表水水质状况的主要污染物指标之一，也是影响水生态系统健康和稳定的重要因素。目前，我国南方许多受污染水体都存在着COD较低而氮、磷含量相对较高的特点，其C:N:P的比例远低于100:5:1，不利于现有生物处理系统对氮的去除。

人工湿地是二十世纪七十年代发展起来的一种污水处理工艺，具有投资省、效率高、环境效益好等优点，已经被广泛应用于某些工业污水、生活污水等点源污染、农村面源污染以及城市污染水环境的治理，对TSS、COD等化学指标有较为理想的处理效果。然而，对于含氮废水、污染湖泊水体等这类“低碳高氮”的特殊污水，现有湿地系统对氮的去除效果却并不理想，尚不能满足水体功能的水质要求，提高湿地系统对氮的去除效率非常必要。

人工湿地是系统对于氮的去除作用包括基质的吸附、沉淀、水生植物的吸收、氮的挥发以及微生物的硝化与反硝化作用，其中微生物的硝化与反硝化作用是湿地脱氮的主要途径。硝化反应是将NH₄⁺-N转化为NO₃^--N的过程，它是一个氧化反应，需要好氧的湿地土壤环境条件；而反硝化反应是将NO₃^--N转化为N₂的过程，它是一个还原反应，需要厌氧的湿地土壤环境条件和充足的碳源。由于潜流人工湿地经常处于饱水状态，这种自身构造的限制致使湿地内溶解氧浓度偏低，硝化反应不彻底。同时，有机物在硝化阶段被大量分解转化，导致反硝化阶段碳源不足，反硝化细菌的活性降低，从而使得反硝化反应减慢，脱氮效率大大降低。尤其是当处理“低碳高氮”特殊污水时，湿地的脱氮效果更差。

针对以上问题，当前潜流人工湿地强化脱氮的措施有：一是通过自然通气或人工强化通气提高湿地内溶解氧水平，增强硝化作用；二是向湿地内投加碳源促进反硝化作用。这两种强化措施存在以下不足：

1、湿地脱氮依赖于微生物的硝化作用与反硝化作用两个反应过程，而以上两种强化措施将这两个过程孤立起来，没有有机结合，仅提高硝化作用或者反硝化作用，虽然有一定效果，但脱氮效率有限;

2、目前湿地的自然通气或人工强化通气都是采用的穿孔曝气管，而现有曝气管主要是采用单一PVC塑管或钢管制成，其上穿孔孔径大（一般为3-10mm）且分布稀疏，从而导致曝气气泡大，曝气不均匀、能耗高，而且停止曝气时沙砾极易进入曝气管内，堵塞曝气管上的穿孔。

㈢发明内容：本实用新型的目的在于克服上述脱氮措施存在的不足，提供一种水平潜流人工湿地碳氧联合调控脱氮系统。

本实用新型的具体设计方案是:针对现有的水平潜流人工湿地脱氮系统进行改进，它具有处理池，处理池的前端顶部装有进水管，处理池的尾端顶部装有排放管，且在处理池尾部装有隔板，形成排水腔，隔板的下部设有放水孔将排水腔与处理池内腔连通，在处理池内腔中填装有土壤，土壤上种植有若干株水生植物，其特征是：在土壤中靠处理池后半部垂直插装有至少3行3列碳源投加管，在土壤中靠处理池前半部分上、中、下三层，每层分别 水平布置有至少3根间隔并排布置的微孔曝气管，所有微孔曝气管的前端通过导气管汇集连接地表上的空气压缩机，所有微孔曝气管的尾端密封。

本实用新型中所述微孔曝气管是由支撑管和包裹其外的硅橡胶曝气膜组成，所述支撑管外壁上开有至少四条轴向布置的通气槽，每条通气槽中位于支撑管的上端开有进气孔，孔径为0.5-1.0mm；硅橡胶曝气膜上密布有微孔，孔径为0.03-0.08mm。

本实用新型中所述碳源投加管上开有沿轴向排列的四排均布的通孔，相邻两排通孔上下错位布置，且每排中通孔与通孔之间的距离为100-150mm，所有通孔的孔径设计为3-6mm。当然通孔以其它方式分布也是可行的，但以整个管壁进行均布是更合理的。

本实用新型中所述碳源投加管中投加有葡萄糖、淀粉、蔗糖、甲醇、乙醇其中的一种或任意组合。

本实用新型中所述进水管高于土壤表面布置；所述排放管低于土壤表面布置。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

1. 本实用新型利用在土壤水平潜流人工湿地前端曝气增强硝化作用，后端碳源调控促进反硝化作用，从而大大提高了湿地脱氮效果；