Fe-C强化型人工湿地脱氮系统及脱氮方法技术方案

Fe‑C强化型人工湿地脱氮系统及脱氮方法，它涉及一种人工湿地脱氮系统及脱氮方法。本发明专利技术是为了解决现有氮素污染物净化处理效率低下的技术问题。Fe‑C强化型人工湿地脱氮系统包括括蓄水池、进水蠕动泵、湿地植物、第一铁矿石基质垂直流人工湿地、第二铁矿石基质垂直流人工湿地、缓释碳源基质水平流人工湿地和出水管，所述脱氮系统按照括蓄水池、进水蠕动泵、第一铁矿石基质垂直流人工湿地、第二铁矿石基质垂直流人工湿地、缓释碳源基质水平流人工湿地和出水管的顺序设置。本发明专利技术的Fe‑C强化型人工湿地脱氮系统，对氮素的去除率可超过90％。本发明专利技术属于农业废水净化的技术领域。

Denitrification system and method of Fe-C enhanced constructed wetland

【技术实现步骤摘要】
Fe-C强化型人工湿地脱氮系统及脱氮方法
本专利技术涉及一种人工湿地脱氮系统及脱氮方法。
技术介绍
农田氮素流失导致的环境污染问题日趋严重，对现代农业和社会经济的可持续发展构成了严重威胁。东北作为我国重要的粮食核心产区和最大的商品粮生产基地。过量氮肥的施用导致农田退水中氮素(如：氨氮、硝氮)等污染物进入周边受纳水体，带来了严重的富营养化隐患。排水沟渠在一定程度上能够起到污染物净化效果，但存在处理效率低下的问题。因此，开发新型的强化型人工湿地生态处理技术具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有氮素污染物净化处理效率低下的技术问题，提供了一种Fe-C强化型人工湿地脱氮系统及脱氮方法。Fe-C强化型人工湿地脱氮系统包括括蓄水池、进水蠕动泵、湿地植物、第一铁矿石基质垂直流人工湿地、第二铁矿石基质垂直流人工湿地、缓释碳源基质水平流人工湿地和出水管，所述脱氮系统按照括蓄水池、进水蠕动泵、第一铁矿石基质垂直流人工湿地、第二铁矿石基质垂直流人工湿地、缓释碳源基质水平流人工湿地和出水管的顺序设置，所述第一铁矿石基质垂直流人工湿地下端设有第一铁矿石基质垂直流人工湿地出水口，所述第二铁矿石基质垂直流人工湿地下端设有第二铁矿石基质垂直流人工湿地出水口，所述出水管位于缓释碳源基质水平流人工湿地的下端，所述第一铁矿石基质垂直流人工湿地及第二铁矿石基质垂直流人工湿地、内所填基质为铁矿石，所述第一铁矿石基质垂直流人工湿地及第二铁矿石基质垂直流人工湿地上面种植湿地植物，所述缓释碳源基质水平流人工湿地内所填基质为碳源材料。所述铁矿石填充厚度不超过40cm，铁矿石粒径为4～8cm。所述碳源材料为木头、水稻秸秆、玉米秸秆、玉米棒及枯落物中的一种或几种的任意组合。所述碳源材料填充厚度不超过30cm，碳源材料粒径为1～5cm。所述湿地植物为千屈菜、美人蕉、香蒲及菖蒲中的一种或几种的任意组合。所述湿地植物种植密度为0.025棵/cm2。所述第一铁矿石基质垂直流人工湿地及第二铁矿石基质垂直流人工湿地内径为10cm、高度为40cm。所述缓释碳源基质水平流人工湿地长、宽、高分别为20cm、5cm和30cm。采用Fe-C强化型人工湿地脱氮系统的脱氮方法如下：将废水从蓄水池通过进水蠕动泵抽出，先从第一铁矿石基质垂直流人工湿地顶部进入第一铁矿石基质垂直流人工湿地，从第一铁矿石基质垂直流人工湿地出水口的出水，从第二铁矿石基质垂直流人工湿地顶部进入第二铁矿石基质垂直流人工湿地，从第二铁矿石基质垂直流人工湿地出水口的出水，进入缓释碳源基质水平流人工湿地，然后从出水管出水，水力停留时间为0.5天～2天。本专利技术具有以下优点：1、本专利技术的Fe-C强化型人工湿地脱氮系统，通过铁矿石基质的投加来强化微生物电子传递和酶促反应，进而实现氨氮的高效去除。2、本专利技术的Fe-C强化型人工湿地脱氮系统，通过缓释碳源基质内碳源的补给保障了氮素的高效去除。3、本专利技术的Fe-C强化型人工湿地脱氮系统，通过铁矿石基质垂直流人工湿地和缓释碳源基质水平流人工湿地的组合，来实现高效的硝化和反硝化过程。4、本专利技术的Fe-C强化型人工湿地脱氮系统，对氮素的去除率可超过90％。附图说明图1是本专利技术Fe-C强化型人工湿地脱氮系统的结构示意图。具体实施方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。具体实施方式一：本实施方式中Fe-C强化型人工湿地脱氮系统包括括蓄水池1、进水蠕动泵2、湿地植物3、第一铁矿石基质垂直流人工湿地4-1、第二铁矿石基质垂直流人工湿地4-2、缓释碳源基质水平流人工湿地5和出水管6，所述脱氮系统按照括蓄水池1、进水蠕动泵2、第一铁矿石基质垂直流人工湿地4-1、第二铁矿石基质垂直流人工湿地4-2、缓释碳源基质水平流人工湿地5和出水管6的顺序设置，所述第一铁矿石基质垂直流人工湿地4-1下端设有第一铁矿石基质垂直流人工湿地出水口4-1-1，所述第二铁矿石基质垂直流人工湿地4-2下端设有第二铁矿石基质垂直流人工湿地出水口4-2-2，所述出水管6位于缓释碳源基质水平流人工湿地5的下端，所述第一铁矿石基质垂直流人工湿地4-1及第二铁矿石基质垂直流人工湿地4-2、内所填基质为铁矿石，所述第一铁矿石基质垂直流人工湿地4-1及第二铁矿石基质垂直流人工湿地4-2上面种植湿地植物3，所述缓释碳源基质水平流人工湿地5内所填基质为碳源材料。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是所述铁矿石填充厚度不超过40cm，铁矿石粒径为4～8cm。其他与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是所述碳源材料为木头、水稻秸秆、玉米秸秆、玉米棒及枯落物中的一种或几种的任意组合。其他与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是所述碳源材料填充厚度不超过30cm，碳源材料粒径为1～5cm。其他与具体实施方式一至三之一相同。具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是所述湿地植物3为千屈菜、美人蕉、香蒲及菖蒲中的一种或几种的任意组合。其他与具体实施方式一至四之一相同。本实施方式中所述的湿地植物3为组合物时，各成分组成为任意比。具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是所述湿地植物3种植密度为0.025棵/cm2。其他与具体实施方式一至五之一相同。具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是所述第一铁矿石基质垂直流人工湿地4-1及第二铁矿石基质垂直流人工湿地4-2内径为10cm、高度为40cm。其他与具体实施方式一至六之一相同。具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是所述缓释碳源基质水平流人工湿地5长、宽、高分别为20cm、5cm和30cm。其他与具体实施方式一至七之一相同。具体实施方式九：采用具体实施方式一所述Fe-C强化型人工湿地脱氮系统的脱氮方法如下：将废水从蓄水池1通过进水蠕动泵2抽出，先从第一铁矿石基质垂直流人工湿地4-1顶部进入第一铁矿石基质垂直流人工湿地4-1，从第一铁矿石基质垂直流人工湿地出水口4-1-1的出水，从第二铁矿石基质垂直流人工湿地4-2顶部进入第二铁矿石基质垂直流人工湿地4-2，从第二铁矿石基质垂直流人工湿地出水口4-2-2的出水，进入缓释碳源基质水平流人工湿地5，然后从出水管6出水，水力停留时间为0.5天～2天。采用下述实验验证本专利技术效果：实验一：采用Fe-C强化型人工湿地脱氮系统的脱氮方法如下：构建日处理水量为15L的Fe-C强化型人工湿地脱氮系统，将COD、TN和TP的浓度均值分别为150、16和8mg/L的废水从蓄水池1通过进水蠕动泵2抽出，先从第一铁矿石基质垂直流人工湿地4-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.Fe-C强化型人工湿地脱氮系统，其特征在于所述Fe-C强化型人工湿地脱氮系统包括括蓄水池(1)、进水蠕动泵(2)、湿地植物(3)、第一铁矿石基质垂直流人工湿地(4-1)、第二铁矿石基质垂直流人工湿地(4-2)、缓释碳源基质水平流人工湿地(5)和出水管(6)，所述脱氮系统按照括蓄水池(1)、进水蠕动泵(2)、第一铁矿石基质垂直流人工湿地(4-1)、第二铁矿石基质垂直流人工湿地(4-2)、缓释碳源基质水平流人工湿地(5)和出水管(6)的顺序设置，所述第一铁矿石基质垂直流人工湿地(4-1)下端设有第一铁矿石基质垂直流人工湿地出水口(4-1-1)，所述第二铁矿石基质垂直流人工湿地(4-2)下端设有第二铁矿石基质垂直流人工湿地出水口(4-2-2)，所述出水管(6)位于缓释碳源基质水平流人工湿地(5)的下端，所述第一铁矿石基质垂直流人工湿地(4-1)及第二铁矿石基质垂直流人工湿地(4-2)、内所填基质为铁矿石，所述第一铁矿石基质垂直流人工湿地(4-1)及第二铁矿石基质垂直流人工湿地(4-2)上面种植湿地植物(3)，所述缓释碳源基质水平流人工湿地(5)内所填基质为碳源材料。/n

【技术特征摘要】
1.Fe-C强化型人工湿地脱氮系统，其特征在于所述Fe-C强化型人工湿地脱氮系统包括括蓄水池(1)、进水蠕动泵(2)、湿地植物(3)、第一铁矿石基质垂直流人工湿地(4-1)、第二铁矿石基质垂直流人工湿地(4-2)、缓释碳源基质水平流人工湿地(5)和出水管(6)，所述脱氮系统按照括蓄水池(1)、进水蠕动泵(2)、第一铁矿石基质垂直流人工湿地(4-1)、第二铁矿石基质垂直流人工湿地(4-2)、缓释碳源基质水平流人工湿地(5)和出水管(6)的顺序设置，所述第一铁矿石基质垂直流人工湿地(4-1)下端设有第一铁矿石基质垂直流人工湿地出水口(4-1-1)，所述第二铁矿石基质垂直流人工湿地(4-2)下端设有第二铁矿石基质垂直流人工湿地出水口(4-2-2)，所述出水管(6)位于缓释碳源基质水平流人工湿地(5)的下端，所述第一铁矿石基质垂直流人工湿地(4-1)及第二铁矿石基质垂直流人工湿地(4-2)、内所填基质为铁矿石，所述第一铁矿石基质垂直流人工湿地(4-1)及第二铁矿石基质垂直流人工湿地(4-2)上面种植湿地植物(3)，所述缓释碳源基质水平流人工湿地(5)内所填基质为碳源材料。


2.根据权利要求1所述Fe-C强化型人工湿地脱氮系统，其特征在于所述铁矿石填充厚度不超过40cm，铁矿石粒径为4～8cm。


3.根据权利要求1所述Fe-C强化型人工湿地脱氮系统，其特征在于所述碳源材料为木头、水稻秸秆、玉米秸秆、玉米棒及枯落物中的一种或几种的任意组合。


4.根据权利要求1或...

【专利技术属性】
技术研发人员：李怀，迟子芳，阎百兴，
申请(专利权)人：中国科学院东北地理与农业生态研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22