專(zhuān)利名稱(chēng)：人工濕地污水處理氧化亞氮排放控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)與環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種人工濕地污水處理氧化亞氮排放控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
人工濕地污水處理系統(tǒng)是將污水有控制地投配到土壤經(jīng)常處于飽和狀態(tài)而且生長(zhǎng)有蘆葦、昌蒲、美人蕉、風(fēng)車(chē)草等耐水植物的沼澤地上，污水在沿一定方向流動(dòng)過(guò)程中在耐水植物和土壤聯(lián)合作用下，污水得到凈化的一種土地處理系統(tǒng)。由于人工濕地系統(tǒng)具有投資省、管理簡(jiǎn)單、運(yùn)行費(fèi)用低廉、高效低能耗等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于發(fā)展中國(guó)家的污水處理。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外關(guān)于人工濕地污水處理系統(tǒng)的研究日益受到重視，該技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用也日益廣泛。
氧化亞氮是大氣中的一種痕量氣體，雖然大氣中氧化亞氮的濃度僅是二氧化碳濃度的千分之一，但它的輻射增溫潛勢(shì)則是二氧化碳的220-300倍，是一種重要的溫室氣體，而且氧化亞氮分子還會(huì)對(duì)大氣臭氧層造成破壞。目前大氣中氧化亞氮的濃度比工業(yè)革命前增長(zhǎng)了大約18%，現(xiàn)在仍以每年約0. 2%-0. 3%的速率繼續(xù)增長(zhǎng)。人工濕地污水處理系統(tǒng)中連續(xù)呈現(xiàn)好氧、缺氧及厭氧狀態(tài)，硝化作用和反硝化作用可以同時(shí)進(jìn)行，也被認(rèn)為是氧化亞氮排放的一個(gè)重要來(lái)源。因此，在人工濕地的建設(shè)和管理過(guò)程中，在考慮利用人工濕地生態(tài)修復(fù)功能的同時(shí)，也應(yīng)該考慮如何減少氧化亞氮的排放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種人工濕地污水處理氧化亞氮排放控制系統(tǒng)，即在保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放的前提下，以減少人工濕地污水處理系統(tǒng)在處理過(guò)程中氧化亞氮的產(chǎn)生和排放，減小溫室效應(yīng)對(duì)環(huán)境的破壞。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
本發(fā)明提供的一種人工濕地污水處理氧化亞氮排放控制系統(tǒng)，包括依次水路聯(lián)通的預(yù)處理池、控制氧化亞氮排放的人工濕地污水處理系統(tǒng)和貯水池。其中所述的預(yù)處理池用于調(diào)節(jié)進(jìn)水pH兼初次沉淀池的功能，其進(jìn)水側(cè)設(shè)置有加藥泵，用以調(diào)節(jié)進(jìn)水的PH，控制進(jìn)水的pH=6. 8-7. 5，因?yàn)樵趐H大于6. 8時(shí)，幾乎沒(méi)有氧化亞氮的產(chǎn)生。預(yù)沉池底部裝有穿孔排泥管，用以排除底部積泥。預(yù)處理池的出水以自由跌水方式進(jìn)入控制氧化亞氮排放的人工濕地污水處理系統(tǒng)；
所述的控制氧化亞氮排放的人工濕地污水處理系統(tǒng)由三段構(gòu)成第一段采用混有方解石的砂礫石為濾床，上面栽種蘆葦和/或茭白，以表面水平流方式運(yùn)行，經(jīng)第一段處理后，水中BOD已得到一定的降解，在好氧條件下硝化反應(yīng)得到加強(qiáng)，并形成亞硝酸氮和硝酸氮。第二段采用上層為砂粒，下層為易于使水流通的介質(zhì)，如粒徑較大的土壤和碎石為濾床，上面不種植任何植物，以水平潛流方式運(yùn)行，該段處于厭氧狀態(tài)，在本段內(nèi)發(fā)生反硝化反應(yīng)，代謝產(chǎn)物主要以氮?dú)鉃橹?，幾乎沒(méi)有氧化亞氮的產(chǎn)生。第三段采用混有沸石的砂礫石為濾床，上面栽種睡蓮和/或蓮藕，以表面水平流方式運(yùn)行，本段是為了去除第二段調(diào)節(jié)COD/N而外加碳源的那部分BOD，使水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。三段人工濕地串聯(lián)運(yùn)行，第一段的出水通過(guò)第一集水池收集后以水平推流的方式流入第二段中，第二段的出水經(jīng)第二集水池收集后跌水流入第二段中。所述第一集水池與第二段緊鄰一側(cè)開(kāi)有直徑為150mm孔口，間隔200mm，第一集水池上方接入加藥裝置，用以調(diào)節(jié)第二段的C0D/N，使C0D/N=5-10。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
I、本發(fā)明的人工濕地污水處理系統(tǒng)采用了三段結(jié)構(gòu)串聯(lián)運(yùn)行，各段采用不同的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造，營(yíng)造不同的溶解氧分布，可實(shí)現(xiàn)污染物去除過(guò)程不同的處理效果，將環(huán)境工程和生態(tài)工程進(jìn)行了有機(jī)組合、聯(lián)合應(yīng)用，克服了各技術(shù)單獨(dú)使用的局限性，在保持人工濕地傳統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)及生態(tài)修復(fù)功能的同時(shí)，大大減少了人工濕地氧化亞氮的產(chǎn)生和排放。2、本系統(tǒng)所使用的填料主要是砂礫石，濾床不易堵塞,成本低廉。3、本系統(tǒng)由于采用三級(jí)串聯(lián)，通過(guò)的各級(jí)溶解氧分布差異，營(yíng)造污染物降解過(guò)程的適宜微環(huán)境與條件，對(duì)有機(jī)質(zhì)的去除率高，能夠很好的脫氮除磷氮，減少了富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生的可能。水生植物還能夠美化環(huán)境，起到裝飾的作用。本發(fā)明可應(yīng)用于分散型農(nóng)村或小城鎮(zhèn)生活污水處理及江河、湖濱的生態(tài)修復(fù)。


圖I.本發(fā)明實(shí)施例的人工濕地污水處理氧化亞氮排放控制系統(tǒng)示意 I:進(jìn)水管2 :預(yù)處理池3 :排泥管4 :控制氧化亞氮排放的
人工濕地污水處理系統(tǒng)第一段 5 :控制氧化亞氮排放的人工濕地污水處理系統(tǒng)第二段6 :控制氧化亞氮排放的人工濕地污水處理系統(tǒng)第三段7 :貯水池8 :蘆
葦和/或茭白 9:出水管 10:加藥裝置 11:蓮藕與睡蓮。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的工作原理和實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1，本系統(tǒng)包括依次水路連通的預(yù)處理池2、控制氧化亞氮排放的人工濕地污水處理系統(tǒng)第一段4、第二段5、第三段6和貯水池7。預(yù)處理池2的進(jìn)水側(cè)設(shè)置有加藥泵，第二段5的前后設(shè)有第一集水池和第二集水池，第一集水池與第二段緊鄰一側(cè)開(kāi)有直徑為150mm孔口，間隔200mm，第一集水池上方接入加藥裝置10，用以調(diào)節(jié)第二段的C0D/N，使C0D/N=5-10。第一段的出水通過(guò)第一集水池收集后以水平推流的方式流入第二段中，第二段的出水經(jīng)第二集水池收集后跌水流入第三段中。污水從進(jìn)水管I進(jìn)入預(yù)處理池2中，當(dāng)污水pH較低或較高時(shí)，可以通過(guò)投加相應(yīng)的藥劑，使PH穩(wěn)定在6. 8-7. 5，因?yàn)樵趐H大于6. 8時(shí)，幾乎沒(méi)有氧化亞氮的產(chǎn)生。預(yù)處理池2底部設(shè)有排泥管可排除底部積泥。預(yù)處理池2的出水自由跌水進(jìn)入控制氧化亞氮排放的人工濕地污水處理系統(tǒng)第一段4，第一段4上面種植有蘆葦和/或茭白8，污水在第一段中發(fā)生氨化和硝化反應(yīng)，把有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮，并去除大部分B0D。經(jīng)第一段處理后的污水在第一集水池中收集后以水平推流的方式進(jìn)入第二段5中，第二段處于厭氧狀態(tài)，污水在本段發(fā)生反硝化反應(yīng)，若C0D/N比值較低時(shí)，可在第一集水池投加碳源，有條件的可投加有機(jī)物含量較高的廢水，如啤酒廢水、牛奶廠廢水、制糖廢水等，使COD/N保持在5-10之間，COD/N在此區(qū)間產(chǎn)生的氧化亞氮較少。第三段6是為了去除實(shí)現(xiàn)反硝化而外加碳源引起的BOD，即保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放而增設(shè)的，主要目的是去除剩余的BOD。上面種植有蓮藕與睡蓮11，第三段的出水收集在貯水池7中待回用。主要技術(shù)參數(shù)
第一段和第三段具體設(shè)計(jì)參數(shù) 水面坡降4%-5%
水力負(fù)荷2. 4-5. 8cm/d
年運(yùn)行天數(shù)300d
水層深度:0. 1-0. 4m
水力停留時(shí)間:1. 5-4d
布水周期7d/周
投配時(shí)間8-24h/d
有機(jī)負(fù)荷65kgB0D5/ Chm2 d)
氮負(fù)荷< 16 kg/ Chm2 d)
第二段具體設(shè)計(jì)參數(shù) 床底坡降2%_4%
水力負(fù)荷3. 3-8. 2cm/d
年運(yùn)行天數(shù)365d
水力停留時(shí)間4-5d
布水周期7d/周
投配時(shí)間8-24h/d
有機(jī)負(fù)荷64-150kgB0D5/ Chm2 d)
氮負(fù)荷28kg/ Chm2 d)。權(quán)利要求
1.人工濕地污水處理氧化亞氮排放控制系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括依次水路連通的預(yù)處理池、控制氧化亞氮排放的人工濕地污水處理系統(tǒng)和貯水池； 所述的預(yù)處理池的進(jìn)水側(cè)設(shè)置有加藥泵，用以調(diào)節(jié)進(jìn)水的pH，使pH維持在6. 8-7. 5 ;預(yù)處理池的出水以自由跌水方式進(jìn)入控制氧化亞氮排放的人工濕地污水處理系統(tǒng)； 所述的控制氧化亞氮排放的人工濕地污水處理系統(tǒng)由三段串聯(lián)構(gòu)成第一段采用混有方解石的砂礫石為濾床，上面栽種蘆葦和/或茭白，以表面水平流方式運(yùn)行；第二段采用上層為砂粒，下層為易于使水流通的介質(zhì)為濾床，以水平潛流方式運(yùn)行；第三段采用混有沸石的砂礫石為濾床，上面栽種睡蓮和/或蓮藕，以表面水平流方式運(yùn)行；第一段的出水通過(guò)第一集水池收集后以水平推流的方式流入第二段中，第二段的出水經(jīng)第二集水池收集后跌水流入第二段中； 其中，在第一集水池上方接入加藥裝置，用以調(diào)節(jié)第二段的COD/N，使C0D/N=5-10。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人工濕地污水處理氧化亞氮排放控制系統(tǒng)，其特征在于所述第一段和第三段具體設(shè)計(jì)參數(shù)如下 水面坡降4%-5% 水力負(fù)荷2. 4-5. 8cm/d 年運(yùn)行天數(shù)300d 水層深度:0. 1-0. 4m 水力停留時(shí)間1. 5-4d 布水周期7d/周 投配時(shí)間8-24h/d 有機(jī)負(fù)荷65kgBOD5/ Chm2 d) 氮負(fù)荷< 16 kg/ Chm2 d) 第二段具體設(shè)計(jì)參數(shù)如下 床底坡降2%_4% 水力負(fù)荷3. 3-8. 2cm/d 年運(yùn)行天數(shù)365d 水力停留時(shí)間4-5d 布水周期7d/周 投配時(shí)間8-24h/d 有機(jī)負(fù)荷64-150kgB0D5/ Chm2 d) 氮負(fù)荷28kg/ Chm2 d)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的人工濕地污水處理氧化亞氮排放控制系統(tǒng)，其特征在于在第一集水池與第二段緊鄰一側(cè)開(kāi)有直徑為150mm孔口，間隔200mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的人工濕地污水處理氧化亞氮排放控制系統(tǒng)，其特征在于所述的預(yù)處理池底部裝有穿孔排泥管，排除池中沉積的污泥。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種人工濕地污水處理氧化亞氮排放控制系統(tǒng)，屬于污水處理技術(shù)和環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。氧化亞氮作為一種溫室氣體不但會(huì)加劇全球變暖，而且能與臭氧層反應(yīng)并破壞臭氧層。針對(duì)人工濕地氧化亞氮的排放，采用控制氧化亞氮的方法包括以下步驟一、在預(yù)處理池中調(diào)節(jié)進(jìn)水的pH在6.8-7.5；二、人工濕地污水處理氧化亞氮排放控制系統(tǒng)中分成三段運(yùn)行第一段采用水平流，其上種植蘆葦和/或茭白；第二段采用水平潛流，其上不種植物；第三段采用水平流，其上種植睡蓮和蓮藕。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在保持人工濕地傳統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)及生態(tài)修復(fù)功能的同時(shí)，大大減少了人工濕地氧化亞氮的產(chǎn)生和排放。本發(fā)明可應(yīng)用于分散型農(nóng)村或小城鎮(zhèn)生活污水處理及江河、湖濱的生態(tài)修復(fù)。
文檔編號(hào)C02F3/32GK102642990SQ20121013053
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者何強(qiáng), 吳正松, 方俊華, 李更生, 楊世琪, 柴宏祥, 王偉杰, 王 琦, 胡學(xué)斌, 陳煒 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)