一种强化脱氮人工湿地系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种强化脱氮人工湿地系统，所述系统包括沿水流方向依次布置的进水管、布水区、初沉区、主功能区、集水区、出水管；所述初沉区和主功能区外部均采用穿孔墙；所述主功能区前端部分的端部设有曝气管，所述曝气管通过流量计与曝气泵相连接；主功能区上部种植特定的湿地植物。本实用新型专利技术提供的系统通过曝气位置与植物之间的组合，提高人工湿地对氧气的利用率，实现湿地内部明确的硝化

【技术实现步骤摘要】
一种强化脱氮人工湿地系统


[0001]本技术属于环境保护水处理设备
，具体涉及一种强化脱氮人工湿地系统。

技术介绍

[0002]人工湿地(Constructed wetland,CW)是一种模拟自然湿地系统而设计建造用于水处理的构筑物，其主要利用植物
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微生物
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基质组成的复合生态系统进行污染物质的去除。相比于传统的水处理工艺，人工湿地具有投资费用低、运行管理方便、生态效益高、污染物去除效果好、应用范围广等优点。因此人工湿地逐渐被应用于城市工业废水、生活污水、矿山酸性排水和农业径流等领域，并取得了良好的处理效果。
[0003]氮是引起水体富营养化的重要因素，同时也是控制水污染的重要指标之一。人工湿地对于氮素的去除主要是通过系统内部好氧\厌氧交替环境下微生物的硝化反硝化过程去除。而人工湿地内部溶解氧不足和硝化、反硝化分区不明确成为限制系统脱氮效果的主要因素。在实际工程运用中，人工曝气增氧被认为是最有效的复氧途径。根据曝气位置的不同，一般有四种局部曝气强化措施，即进水预曝气和人工湿地前、中、后段充氧曝气。在曝气量相同时，系统内部充氧曝气相比于进水预曝气具有更高的氧气利用效率，且前段充氧曝气更有利于硝化
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反硝化分区的形成。植物是人工湿地生态净化过程中的重要组成部分，植物根系泌氧是人工湿地的主要复氧途径，且根系泌氧能力与植物类型密切相关。人工湿地作为一个复杂的生态系统，不同措施对湿地内各组分的影响会产生交互作用。然而近年来的研究多基于通过单一的调整曝气位置或植物选择来提高人工湿地脱氮效率，尚不能满足湿地大规模经济应用中持续高效的复氧需求以及高效稳定的脱氮需求。

技术实现思路

[0004]本技术针对上述缺陷，提供一种强化脱氮人工湿地系统，通过曝气位置与植物之间的组合，提高人工湿地对氧气的利用率，实现湿地内部明确的硝化
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反硝化分区，强化湿地对氨氮和总氮去除效果。
[0005]本技术提供如下技术方案：一种强化脱氮人工湿地系统，所述系统包括沿水流方向依次布置的进水管、布水区、初沉区、主功能区、集水区、出水管；所述初沉区和主功能区外部均采用穿孔墙；所述主功能区前端部分的端部设有曝气管，所述曝气管通过流量计与曝气泵相连接；主功能区上部种植特定的湿地植物。
[0006]进一步地，所述穿孔墙上均匀分布孔径为1cm的小孔。
[0007]进一步地，所述曝气管设置于所述主功能区内部的前四分之一段且距离所述系统底部10cm处。
[0008]进一步地，所述曝气管的管径为DN 20mm。
[0009]进一步地，所述曝气管上方均匀分布孔径为1mm的曝气孔。
[0010]进一步地，所述曝气泵对系统进行间歇曝气，每曝气2小时停止曝气1小时。
[0011]进一步地，所述流量计控制所述曝气管曝气时的曝气量为0.5L/min。
[0012]进一步地，所述主功能区上部种植的湿地植物类型为西伯利亚鸢尾。
[0013]本技术的有益效果为：
[0014]本技术在不消耗能源，节约成本的前提下通过设置穿孔墙达到系统内部均匀布水的目的。
[0015]本技术在人工湿地内部前端部分的底部曝气，相比于其他的曝气位置，能提高相同曝气量下湿地对氧气的利用率，减少曝气量，节约成本。
[0016]本技术采用间歇曝气方式，相比于连续曝气，该曝气方式能在提高氨氮去除率的同时不影响总氮的去除，且在一定程度上节约曝气成本。
[0017]本技术在前端曝气，有利于在湿地内部形成明确的硝化
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反硝化分区，与氮素在湿地内部去除主要途径一致，同时西伯利亚鸢尾根系泌氧能力对氮素去除的影响与人工曝气产生交互作用，曝气位置与植物组合措施提高人工湿地的处理能力，特别是对氨氮和总氮的去除能力。
附图说明
[0018]在下文中将基于实施例并参考附图来对本技术进行更详细的描述。其中：
[0019]图1为本技术提供的强化脱氮人工湿地系统正视图；
[0020]图2为本技术提供的强化脱氮人工湿地系统俯视图。
[0021]图中：1、进水管；2、布水区；3、初沉区；4、主功能区；5、集水区；6、出水管；7、湿地植物；8、穿孔墙；9、曝气泵；10、流量计；11、曝气管。
具体实施方式
[0022]下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0023]如图1所示，为本技术提供的一种强化脱氮人工湿地系统，该系统为水平潜流人工湿地，所述的反应器包括由左至右依次布置的进水管1、布水区2、初沉区3、主功能区4、集水区5、出水管6；初沉区3和主功能区4外均采用穿孔墙8；主功能区前端部分的底部设有曝气管11，曝气管11通过流量计10与曝气泵9相连接；主功能区上部种植特定的湿地植物7。
[0024]穿孔墙8上均匀分布孔径为1cm的小孔，曝气管11设置于所述主功能区4内部的前四分之一段且距离所述系统底部10cm处，曝气管11的管径为DN 20mm，曝气管11上方均匀分布孔径为1mm的曝气孔，曝气泵9对系统进行间歇曝气，每曝气2小时停止曝气1小时，流量计10控制所述曝气管9曝气时的曝气量为0.5L/min，主功能区4上部种植的湿地植物类型为西伯利亚鸢尾。
[0025]工作原理：将模拟污水放入配水桶中，在蠕动泵的作用下经进水管1流入反应器中，污水经过布水区2后通过两区域之间的穿孔墙8流经初沉区3，经过初步沉淀后通过穿孔墙流经主功能区4，曝气泵9以间歇曝气的方式通过曝气管11从主功能区4前端部分的底部向系统内曝气，通过流量计10控制曝气量，污水在该区域内进行硝化、反硝化作用，然后流
入集水区5并从出水管6流出。
[0026]所述模拟污水进水COD为200～300mg/L，氨氮为30～40mg/L，总氮为50～60mg/L，总磷为2.5～3.0mg/L。
[0027]所述曝气泵间歇曝气方式为每曝气2小时，停止曝气1小时。
[0028]所述流量计控制曝气量为0.5L/min。
[0029]所述主功能区上方种植的特定湿地植物7为西伯利亚鸢尾。
[0030]所述强化脱氮人工湿地系统，前端部分的底部曝气和种植西伯利亚鸢尾的组合措施对氨氮去除效率为74.9％，总氮去除效率为70.3％，而不曝气和种植美人蕉的人工湿地对照组对氨氮的去除率仅为43.0％，对总氮的去除率为41.8％。强化脱氮人工湿地系统相比于对照组氨氮去除率提高了74.2％，总氮去除率提高了68.2％，是一种切实可行的提高人工湿地氨氮和总氮去除效果的系统。
[0031]虽然已经参考优选实施例对本实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强化脱氮人工湿地系统，其特征在于，所述系统包括沿水流方向依次布置的进水管(1)、布水区(2)、初沉区(3)、主功能区(4)、集水区(5)、出水管(6)；所述初沉区(3)和主功能区(4)外部均采用穿孔墙(8)；所述主功能区(4)前端部分的端部设有曝气管(11)，所述曝气管(11)通过流量计(10)与曝气泵(9)相连接；主功能区上部种植特定的湿地植物。2.根据权利要求1所述的一种强化脱氮人工湿地系统，其特征在于，所述穿孔墙(8)上均匀分布孔径为1cm的小孔。3.根据权利要求1所述的一种强化脱氮人工湿地系统，其特征在于，所述曝气管(11)设置于所述主功能区(4)内部的前四分之一段且距离所述系统底部10cm...

【专利技术属性】
技术研发人员：成水平，陈心仪，吴娟，余少乐，孔令为，钟非，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：新型
国别省市：