一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地制造技术

本发明专利技术公开了一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地，包括曝气段人工湿地和非曝气段人工湿地，所述曝气段人工湿地的一侧设有布水系统，所述布水系统的一侧安装有进水口，曝气段人工湿地的内部填充有第一填料层，曝气段人工湿地的顶部种植有湿地植物，曝气段人工湿地的内部铺设有供气干管，所述供气干管的一侧设有沿供气干管垂直方向设置的供气支管，所述供气支管包括支管套管、中空纤维膜组件和支管套管开孔，供气支管的内部安装有阀门，通过中空纤维膜组件构成的无泡曝气系统、曝气段填料(沸石、石英砂等)和非曝气段含铁填料(钢渣、磁铁矿、铁碳填料)的联合使用，尤其是在冬季低温条件下，能够提高出水的氮、磷达标率。

A subsurface flow constructed wetland for enhanced nitrogen and phosphorus removal

The invention discloses a subsurface flow constructed wetland for intensified nitrogen and phosphorus removal, which comprises an aeration section constructed wetland and a non-aeration section constructed wetland. A water distribution system is arranged on one side of the aeration section constructed wetland, a water inlet is installed on one side of the water distribution system, a first filling layer is filled in the aeration section constructed wetland, and a person in the aeration section. The top of the constructed wetland is planted with wetland plants, and the inside of the constructed wetland in the aeration section is laid with air supply trunk pipe. On one side of the air supply trunk pipe is provided with air supply branch pipe arranged along the vertical direction of the air supply trunk pipe. The air supply branch pipe comprises branch pipe sleeve, hollow fiber membrane module and branch pipe sleeve opening, and the inside of the air supply branch pipe is provided with a valve. Door, through the hollow fiber membrane module composed of bubble-free aeration system, aeration section filler (zeolite, quartz sand, etc.) and non-aeration section filler containing iron (steel slag, magnetite, iron carbon filler) combined use, especially in winter low temperature conditions, can improve the effluent of nitrogen and phosphorus up to standard.

【技术实现步骤摘要】
一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地
本专利技术涉及环境保护
，尤其涉及一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地。
技术介绍
人工湿地是人为建立的通过模拟自然湿地系统处理污水的人工生态系统。系统主要由基质、水生植物、微生物构成，污水经基质过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现污染物的去除分解。人工湿地具有投资低、运行省、易于管理、景观相容性好等优点，目前已被广泛应用于生活污水处理、湖泊河流治理、废水深度处理等领域。人工湿地对氮的去除主要包括植物摄取、基质吸附和微生物的硝化/反硝化作用。其中后两者作用相对明显，但是充足的供氧是微生物进行硝化作用的必要条件，然而人工湿地中的氧主要依靠植物传输和大气复氧，在实际运行中不能满足微生物的需要。另外，生活污水中普遍存在碳氮比低，易导致反硝化过程所需要的电子供体不足，影响出水总氮达标。人工湿地对磷去除主要包括植物吸收和填料截留，但是人工湿地在冬季运行过程中会出现植物枯萎甚至死亡的情况。因此增强人工湿地脱氮除磷效果，是目前急需解决的问题。申请号为200910012842.8的专利技术专利中公开了一种低温强化脱氮的水平潜流人工湿地，该专利技术通过在沸石层布置曝气管，提高人工湿地的氨氮去除率。但是该专利采用的是大孔径曝气系统，该曝气系统由于供气大量溢出而导致效率不高；同时该专利技术仅强化了人工湿地的硝化过程，未改善系统的反硝化过程，实际运行中常因电子受体不足，导致反硝化过程效率低，不能将氮转化为氮气最终从污水中去除。另外该专利技术也未对除磷进行强化。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决潜流人工湿地脱氮除磷能力较差的缺点，而提出的一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地，包括曝气段人工湿地和非曝气段人工湿地，所述曝气段人工湿地的一侧设有布水系统，所述布水系统的一侧安装有进水口，曝气段人工湿地的内部填充有第一填料层，曝气段人工湿地的顶部种植有湿地植物，曝气段人工湿地的内部铺设有供气干管，曝气段人工湿地的一侧安装有曝气设备，所述供气干管的一侧设有沿供气干管垂直方向设置的供气支管，所述供气支管包括支管套管、中空纤维膜组件和支管套管开孔，供气支管的内部安装有阀门，所述非曝气段人工湿地的内部填充有第二填料层，非曝气段人工湿地的顶部也种植有湿地植物，非曝气段人工湿地的一侧设有集水区。优选的，所述第一填料层的基质为沸石、陶粒、生物炭、火山岩、石英砂、麦饭石或无烟煤中的一种或多种。优选的，所述第二填料层的基质为钢渣、磁铁矿或铁碳填料中的一种或多种。优选的，所述曝气设备与曝气段人工湿地一侧的供气于管连接，且供气于管的布设方向与水流方向一致。优选的，所述支管套管的内部套设有中空纤维膜组件，支管套管的两侧均匀开设有支管套管开孔5至20个/米，孔径为2mm至5mm，开孔向斜下方30°至60°。优选的，所述非曝气段人工湿地的水力停留时间在15min至120min之间。本专利技术的有益效果是：1、将污水通过进水口进入布水系统再导入曝气人工湿地内，污水中的氨氮通过离子交换、吸附作用被迅速固定在第一填料层上，然后被附着在第一填料层上的硝化细菌转化为硝态氮，污水随后进入非曝气段人工湿地，污水中的硝态氮以第二填料层中的单质铁为电子供体，可部分被还原为N2，释放至空气中，达到去除污水中总氮的目的；单质铁被氧化后，释放的Fe2+，可以与污水中的磷酸盐进行絮凝沉淀，达到去除污水中总磷的目的，经过处理的污水经集水区收集后，最终外排，脱氮除磷效果显著。2、曝气系统采用中空纤维膜，是一种无泡曝气技术，较穿孔曝气管、微孔曝气器等具有更高的传质效率，具有氧利用率高，使用寿命长、能耗低的优点，可为硝化细菌提供充足的氧气，使其更高效地将氨氮氧化为硝态氮。在运行操作中，可以根据污水中氨氮浓度，通过阀门控制各供气支管供气量，起到节能增效的作用，结构简单，有效减少了供气的浪费，提高了曝气效率。附图说明图1为本专利技术提出的一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地的结构示意图；图2为本专利技术提出的一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地的局部结构示意图；图3为本专利技术提出的一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地的供气支管结构示意图。图中：1曝气段人工湿地、2进水口、3布水系统、4第一填料层、5集水区、6湿地植物、7曝气设备、8供气干管、9供气支管、91支管套管、92中空纤维膜组件、93支管套管开孔、10阀门、11非曝气段人工湿地、12第二填料层。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。参照图1-3，一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地，包括曝气段人工湿地1和非曝气段人工湿地11，曝气段人工湿地1的一侧设有布水系统3，布水系统3的一侧安装有进水口2，曝气段人工湿地1的内部填充有第一填料层4，污水中的氨氮通过离子交换、吸附作用被迅速固定在第一填料层4上，然后被附着在第一填料层4上的硝化细菌转化为硝态氮，曝气段人工湿地1的顶部种植有湿地植物6，曝气段人工湿地1的内部铺设有供气干管8，曝气段人工湿地1的一侧安装有曝气设备7，供气于管8的一侧设有沿供气干管8垂直方向设置的供气支管9，供气支管9包括支管套管91、中空纤维膜组件92和支管套管开孔93，供气支管9的内部安装有阀门10，在运行操作中，可以根据污水中氨氮浓度，通过阀门10控制各供气支管9供气量，起到节能增效的作用，非曝气段人工湿地11的内部填充有第二填料层12，可部分被还原为N2，释放至空气中，达到去除污水中总氮的目的，单质铁被氧化后，释放的Fe2+，可以与污水中的磷酸盐进行絮凝沉淀，达到去除污水中总磷的目的，非曝气段人工湿地11的顶部也种植有湿地植物6，非曝气段人工湿地11的一侧设有集水区5，第一填料层4的基质为沸石、陶粒、生物炭、火山岩、石英砂、麦饭石或无烟煤中的一种或多种，基质均为对NH3-N结合能力较强且解吸率低的材料，该段填料不宜选用含金属单质的材料，第二填料层12的基质为钢渣、磁铁矿或铁碳填料中的一种或多种，含有单质铁的材料，曝气设备7与曝气段人工湿地1一侧的供气干管8连接，且供气干管8的布设方向与水流方向一致，支管套管91的内部套设有中空纤维膜组件92，中空纤维膜组件92是一种无泡曝气技术，较穿孔曝气管、微孔曝气器等具有更高的传质效率，具有氧利用率高，使用寿命长、能耗低的优点，可为硝化细菌提供充足的氧气，使其更高效地将氨氮氧化为硝态氮，支管套管91的两侧均匀开设有支管套管开孔935至20个/米，孔径为2mm至5mm，开孔向斜下方30°至60°，非曝气段人工湿地11的水力停留时间在15min至120min之间。本实施例中，将污水通过进水口2进入布水系统3再导入曝气人工湿地1内，污水中的氨氮通过离子交换、吸附作用被迅速固定在第一填料层4上，然后被附着在第一填料层4上的硝化细菌转化为硝态氮，污水随后进入非曝气段人工湿地11，污水中的硝态氮以第二填料层12中的单质铁为电子供体，可部分被还原为N2，释放至空气中，达到去除污水中总氮的目的；单质铁被氧化后，释放的Fe2+，可以与污水中的磷酸盐进行絮凝沉淀，达到去除污水中总磷的目的，经过处理的污水经集水区5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地，包括曝气段人工湿地(1)和非曝气段人工湿地(11)，其特征在于，所述曝气段人工湿地(1)的一侧设有布水系统(3)，所述布水系统(3)的一侧安装有进水口(2)，曝气段人工湿地(1)的内部填充有第一填料层(4)，曝气段人工湿地(1)的顶部种植有湿地植物(6)，曝气段人工湿地(1)的内部铺设有供气干管(8)，曝气段人工湿地(1)的一侧安装有曝气设备(7)，所述供气干管(8)的一侧设有沿供气干管(8)垂直方向设置的供气支管(9)，所述供气支管(9)包括支管套管(91)、中空纤维膜组件(92)和支管套管开孔(93)，供气支管(9)的内部安装有阀门(10)，所述非曝气段人工湿地(11)的内部填充有第二填料层(12)，非曝气段人工湿地(11)的顶部也种植有湿地植物(6)，非曝气段人工湿地(11)的一侧设有集水区(5)。

【技术特征摘要】
1.一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地，包括曝气段人工湿地(1)和非曝气段人工湿地(11)，其特征在于，所述曝气段人工湿地(1)的一侧设有布水系统(3)，所述布水系统(3)的一侧安装有进水口(2)，曝气段人工湿地(1)的内部填充有第一填料层(4)，曝气段人工湿地(1)的顶部种植有湿地植物(6)，曝气段人工湿地(1)的内部铺设有供气干管(8)，曝气段人工湿地(1)的一侧安装有曝气设备(7)，所述供气干管(8)的一侧设有沿供气干管(8)垂直方向设置的供气支管(9)，所述供气支管(9)包括支管套管(91)、中空纤维膜组件(92)和支管套管开孔(93)，供气支管(9)的内部安装有阀门(10)，所述非曝气段人工湿地(11)的内部填充有第二填料层(12)，非曝气段人工湿地(11)的顶部也种植有湿地植物(6)，非曝气段人工湿地(11)的一侧设有集水区(5)。2.根据权利要求1所述的一种强化脱氮除磷的潜流人工湿地...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，魏春飞，赵勇娇，郑重，王允妹，单连斌，
申请(专利权)人：沈阳环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：辽宁,21