[发明专利]一种出水N/P适宜无毒绿藻培养的潜流湿地

说明书

技术领域

本发明涉及一种潜流湿地，尤其是涉及一种出水N/P适宜无毒绿藻培养的潜流湿地，属于环境工程技术领域。

背景技术

硝化效果较差的活性污泥处理出水，或者一些含高氨氮含量的石油化工废水的二级出水氨氮范围常在5-10mg/L，硝酸盐氮浓度在10-15mg/L，磷浓度在1-1.5mg/L。如果直接排入自然水体会造成严重的水体污染。出水很难达到水质排放标准，需要强化对出水的末端处理。

人工湿地是模拟自然湿地人工建造的生态系统。具有效率高、投资少、能耗低和维护简单的特点，人工湿地中的介质填料是湿地的重要组成部分，研究表明不同填料在湿地中表现出不同的作用。如沸石对氨氮具有快速和较大吸附量，钢渣对磷的吸附量相当可观。水中氨氮可以在一定条件下转化成亚硝酸盐，如果长期饮用，水中的亚硝酸盐将和蛋白质结合形成亚硝胺，这是一种强致癌物质，对人体健康极为不利，并且氨氮含量高是发生水华和赤潮的主要原因之一。

TP在低浓度下就能满足有毒或者引起水华的藻类的生存，经过人工湿地处理后的水质还是能够满足有毒藻类的生长，所以控制N/P值是一种抑制有毒藻而促进无毒藻生长的有效措施。有文献指出，在N、P浓度满足藻类生长的情况下，低N/P(5-15)时，有毒藻(蓝藻)生长良好，高N/P时也会促进有毒藻(铜绿微囊藻)的生长。一些有益藻(蛋白小球藻)对N/P有适宜的要求范围(20-30)。钢渣是炼钢过程中产生的固体废弃物，数量约为钢产量的15％-20％，它含有丰富的游离氧化钙、胶体氧化铁和氧化铝等物质，在理论上具备较大的磷吸附容量。天然斜发沸石具有孔隙度高、比表面积大的特点，对氨氮具有很强的选择性离子交换能力，常用于脱除污水中的氨氮。2008年建成的铁岭莲花湖钢渣人工湿地水质净化工程至今去除效果良好，上海崇明县前卫村前小河通过钢渣人工湿地的处理，水体生态系统有了很大改善。美国明尼苏达州的Rosement污水厂，处理水量2260m3.d-1，利用沸石将原水进行一定的前处理，水中氨氮去除率达到95％以上。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有技术存在的出水N/P难以控制的缺陷而提供一种出水N/P适宜无毒绿藻培养的潜流湿地。

本发明通过构造混合介质的人工湿地，通过沸石和钢渣用量比例的不同，以期达到对进水氨氮和磷有定量去除，实现湿地出水氮磷优化比例，进而促进受纳水体无毒绿藻生长，抑制有毒微藻增殖。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种出水N/P适宜无毒绿藻培养的潜流湿地，包括处理池，处理池的前后方分别设置进水口与出水口，处理池内部由上到下依次为湿地植物层、土壤层及填料介质层，所述的填料介质层按水流方向分为前处理区、中间处理区及后处理区，前处理区、中间处理区及后处理区分别含有不同配比的沸石与钢渣。

前处理区内沸石与钢渣的重量比为1∶6～1∶8；

中间处理区内沸石与钢渣的重量比为1.7∶10～2.0∶11；

后处理区内沸石与钢渣的重量比为4∶3～4.5∶3.5；

且前处理区、中间处理区及后处理区内的沸石重量比为1∶1.7∶2～1∶2∶2.25；

前处理区、中间处理区及后处理区内的钢渣重量比为0.6∶1∶0.15～0.8∶1.1∶0.175。

潜流湿地的进水为工业污水或城市污水的二级出水，其氨氮浓度为5-10mg/L，硝酸盐氮浓度为10-15mg/L，磷浓度为1-1.5mg/L。

潜流湿地的出水N/P为20～30。

所述的处理池的水力停留时间为12～24小时。

前处理区、中间处理区及后处理区中分别填充刺激生物膜生长的页岩陶粒，通过页岩陶瓷使得前处理区、中间处理区及后处理区体积相同。

所述的钢渣粒径4mm-7mm，沸石粒径5mm-8mm，页岩陶粒粒径8mm-10mm。

所述的处理池的前方设有缓冲区，所述的进水口设在缓冲区上部区域，所述的出水口设在后处理区的下部区域。

所述的填料介质层的底部坡度为1％。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

(1)为控制出水N/P，填料介质层沿程不同配比沸石和钢渣保证湿地完成一定的除氨氮和磷任务。沸石在一定时间内对一定浓度范围内的氨氮的吸附速率趋于一个值，钢渣在一定时间内对一定浓度范围内的磷的吸附速率也趋于一个值，通过前处理区、中间处理区与后处理区中沸石与钢渣的配比不同，并控制合适的水力停留时间，使得出水N/P得到要求。