[发明专利]捆绑式强化潮汐流人工湿地污水处理方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及捆绑式强化潮汐流人工湿地污水处理方法及系统。

背景技术

近年来，随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，污水排放量也随之不断增加，使得我国水体富营养化及环境水质恶化日趋严重。目前，我国的污水处理主要依赖于传统的集中式水处理工艺，虽然技术和工艺已日渐成熟和完善，但却面临建设运行成本费用过高的问题，不少经济欠发达地区根本建不起大型污水处理厂或不少已建的污水处理厂却因运行资金短缺也闲置不用，使得我国只有24%的工业废水和4%的生活污水经过处理排入水体。尤其对于我国经济落后的广大农村地区来讲，污水排放污染源分散，绝大多数农村地区没有集中的排水管网，人员素质相对较低，而传统的城市污水处理厂投资大、运行成本高，需要具有一定素质的技术管理人员，不适合在农村地区推广应用。因此，为进一步推动我国社会主义新农村的建设进程和保障农村生态环境的可持续发展，根据农村地区经济落后和污水源分散等特点，开发简便易行、高效经济、美化环境、分散式就地处理的农村污水净化技术至关重要。

人工湿地污水处理技术是20世纪70年代发展起来的一种通过模拟自然湿地而人为设计和建造的具有可控性和工程化特点的生态污水净化技术，以其投资少、建设运营成本低、净化效果好等特点近年来受到了广泛关注。其应用已逐渐由常规生活污水的处理，逐渐扩展到处理农田暴雨径流、食品加工废水、矿山酸性废水、畜禽养殖废水以及垃圾渗滤液等多种废水的处理。污水在人工湿地系统中的净化主要以基质、植物和微生物通过物理、化学及生物作用协同完成的。

该种污水生态处理模式适合我国国情，在农村以及中小城镇的污水处理中具有广阔的应用前景。但传统的人工湿地虽然能够对COD、BOD达到80%以上的去除率，但是其占地面积大、水力停留时间长，从而造成处理效率低，因此如何提高人工湿地的处理效率成为人工湿地目前研究的热点。上世纪九十年代，英国伯明翰大学首次提出了潮汐流人工湿地系统，作为一种新型的人工湿地形式，其在运行过程中湿地床体重饱和浸润面的上下变化会将大气氧强迫吸入床体的基质空隙中，从而较大程度上提高了湿地床的氧传输量，因此能够大大提升湿地床对有机物及氨氮的去除效率。但目前对潮汐流人工湿地的研究多处于试验规模，试验模型柱内径大都小于30cm，单纯将潮汐流人工湿地柱扩大而应用于实际生活处理时，会造成淹没和排空阶段湿地床出现短流现象，局部地区水流非垂直态流动，从而造成整体湿地复氧能力减小，有机物和氨氮的处理效率下降。同时，虽然潮汐流人工湿地较好的复氧能力可以强化硝化过程的发生，使得氨氮最大程度的被氧化为硝态氮，然而这种好氧环境却抑制了反硝化过程的发生，使得湿地床系统出水中富集大量的硝态氮，直接限制了总氮的彻底脱除，影响了出水的水质。除此之外，人工湿地对有机物和氮的去除主要依靠微生物作用，而微生物活性随季节和温度变化的差异较大，使得人工湿地污水处理过程中对有机物和氮素的去除受季节性变化影响较大。

发明内容

捆绑式强化潮汐流人工湿地污水处理的方法采用潮汐运行方式，每个运行周期包括淹水反应和排空复氧两个阶段，每个周期初的进水采用受布水分压器控制的好氧/厌氧布水管控制，使原污水首先进入厌氧湿地床体，为含有大量硝酸盐的污水提供充足的碳源进行反硝化脱除，当污水充满厌氧床体后，原污水再通过好氧床布水管进入湿地床体，在湿地表面均匀分布后自上而下非饱和渗流，与湿地床体中吸附性能较好的沸石、炉灰渣、蛭石或陶粒等湿地基质充分接触。

每个周期末的排水通过虹吸排水管实现，使虹吸排水管的排水口高度与厌氧床体永久淹没区液面相同，保证了湿地床系统下部存在一个有利于反硝化作用的厌氧区，可为反硝化菌群的生存和繁殖提供了良好的环境条件，将上部好氧生态层硝化反应生成的硝态氮还原为氮气进而释放。

捆绑式强化好氧湿地床体由若干根小潮汐流人工湿地柱组成，各小潮汐流人工湿地柱以及柱体的间隙均可形成独立的潮汐流湿地床体，避免了短流现象的出现，解决了单纯将传统潮汐流人工湿地扩大造成的局部复氧能力缺失，增强了大规模的潮汐流人工湿地复氧能力，从而进一步提高污水处理能力。