[发明专利]一种基于二级人工湿地的废水处理方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于二级人工湿地的废水处理方法和系统，方法包括：将收集的规模化猪场废水输入第一人工湿地处理模块进行脱氮处理；其中，所述第一人工湿地处理模块自上而下依次由粗砂保护层、火山岩填料层、砾石运输层和砾石排水层组成；将所述第一人工湿地处理模块输出的第一废水输入第二人工湿地处理模块进行除磷处理；其中，所述第二人工湿地处理模块自上而下依次由植物基质填料层和无机物填料层组成；所述植物基质填料层包括：湿地植物、生物炭层和植物基质层；所述生物炭层由收割的枯萎湿地植物秸秆制作；将所述第二人工湿地处理模块输出的第二废水收集回收，以实现经济、生态、高效的规模化猪场废水的深度脱氮除磷处理。

技术领域

本发明涉及畜禽废水处理技术领域，尤其涉及一种基于二级人工湿地的废水处理方法和系统。

背景技术

畜禽废水含有高浓度的有机物、氨氮、磷及悬浮物等污染物质，除了污水还田、氧化塘等自然消纳法外，国内外都拥有大量的技术手段，大致可分为物化处理技术、生物处理技术、自然生态处理技术，此外还兼顾多种处理技术和工艺的组合工艺。规模化猪场传统处理方法多采用生物处理技术，包括好氧生物法、厌氧生物法及好氧-厌氧混合生物处理法。其中好氧生物处理采用人工强化供氧以提高好氧微生物降解能力，包括活性污泥法、生物滤池、生物接触氧化、序批式活性污泥(SBR)、A/O及氧化沟等；厌氧生物处理包括升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧接触法、厌氧生物滤池(AF)、厌氧折流板反应器(ABR)等；好氧-厌氧混合生物处理法根据实际工程需要，将厌氧生物处理法和好氧生物处理法两大类工艺进行合理的结合或将其作为主体工艺并入其他处理单元进行混合应用。自然生态处理技术主要通过天然水体、土壤、生物的物理、化学与生物的综合作用降解废水中的污染物，常见的有人工湿地处理技术和氧化塘处理技术。

单一的物化、生物处理或自然生态处理技术存在众多不足之处，对高浓度的规模化猪场废水进行处理后难易达到相关排放标准，目前大部分规模化猪场的废水处理标准采用《农田灌溉水质标准》(GB5084-2021)，经过处理的废水仍存在大量病原微生物及高氮磷污染物，如果长期大量排放农田灌溉，会导致传播畜禽疾病且畜禽废水中的氮磷、重金属等污染物在土壤里逐渐累计，会对地下水和地表水造成严重污染，畜禽废水产生的有害气体释放到空气中造成周围环境威胁。

发明内容

本发明提供了一种基于二级人工湿地的废水处理方法和系统，以实现经济、生态、高效的规模化猪场废水的深度脱氮除磷处理。

为了实现提高对规模化猪场废水的深度脱氮除磷处理的效率，本发明实施例提供了一种基于二级人工湿地的废水处理方法，包括：将收集的规模化猪场废水输入第一人工湿地处理模块进行脱氮处理；其中，所述第一人工湿地处理模块自上而下依次由粗砂保护层、火山岩填料层、砾石运输层和砾石排水层组成；

将所述第一人工湿地处理模块输出的第一废水输入第二人工湿地处理模块进行除磷处理；其中，所述第二人工湿地处理模块自上而下依次由植物基质填料层和无机物填料层组成；所述植物基质填料层包括：湿地植物、生物炭层和植物基质层；所述生物炭层由收割的枯萎湿地植物秸秆制作；

将所述第二人工湿地处理模块输出的第二废水收集回收。

作为优选方案，本发明设置了两级人工湿地，用于处理规模化猪场的畜禽废水，第一人工湿地处理模块的火山岩填料具有快速脱氮的优势，提高对规模化猪场废水的深度脱氮处理的效率，可显著降低人工湿地启动周期；第二人工湿地处理模块的植物基质填料层的生物炭层对磷的吸附能力强，提高对规模化猪场废水的深度除磷处理的效率，湿地植物秸秆具有孔隙结构发达、碳含量高的特点，采用湿地植物秸秆制成生物炭，既能解决湿地植物在冬天枯萎不及时收割造成的基质堵塞和腐烂的问题，还能提高湿地植物秸秆利用率、降低生物炭的生产成本，废物资源化利用；对规模化猪场的畜禽废水进行脱氮除磷处理后，可有效防止处理出水长期直接排放进行农田灌溉而造成土壤板结、盐化、透气透水性下降，深度处理达到地表水后不仅可以直接排放进行农田灌溉，还可以回收用于猪舍冲栏等，本发明实现了经济、生态、高效的规模化猪场废水的深度脱氮除磷处理。