一种生物炭强化复合型人工湿地脱氮除磷系统技术方案

本发明专利技术公开了一种生物炭强化复合型人工湿地脱氮除磷系统，包括人工湿地，池体外部设置保温层，人工湿地从下往上设置有至少七层，依次为：沉淀区、第一沸石层、好氧厌氧层、第二沸石层、好氧层、混合基质层以及土壤层；在沉淀区和第一沸石层之间安装有加热装置；好氧厌氧层内通过隔板分隔成三个区域，分别是好氧区、厌氧区以及出水区，好氧区和厌氧区内分别填充有好氧微生物填料和厌氧区微生物填料；在好氧区底部设置曝气装置。本发明专利技术针对目前垂直流人工湿地的复氧效果差、氮、磷、COD的去除率低、易堵塞及受温度影响大等问题，提供了一种复氧能力高、脱氮除磷效果好、占地面积小、可低温运行的污泥生物炭强化复合型人工湿地脱氮除磷系统。统。统。

【技术实现步骤摘要】
一种生物炭强化复合型人工湿地脱氮除磷系统


[0001]本专利技术涉及人工湿地
，具体为一种生物炭强化复合型人工湿地脱氮除磷系统。

技术介绍

[0002]人工湿地是一种模拟自然湿地来净化污染物的污水处理技术，主要由人工基质、微生物和水生植物组成，通过物理、化学和生物三者协同作用来净化污水。其中人工基质可为微生物的生长提供稳定的依附表面，为水生植物提供载体和营养物质，还可吸附部分污染物质；水生植物可直接吸收利用污水中的营养物质，并富集一些有毒有害物质，还可输送氧气到根区，维持水力传输；微生物通过自身的新陈代谢作用来降解污水中有机污染物。人工湿地具有投资低、管理方便处理效果稳定及美化环境等优点，具有广阔的应用前景。目前，已广泛运用于污水厂尾水处理、生活污水、河流污染及暴雨径流等污染领域。
[0003]填料是人工湿地的重要组成部分，不仅可负载微生物，还可以通过物理化学吸附去除污染物。湿地填料主要分为土壤、砾石、沸石、石灰石等天然材料，灰渣、高炉渣、粉煤灰等工业副产品及陶粒、陶粒滤料、塑料等人造产品。填料的种类、孔径、比表面积、含碳量及填充方式等条件均会影响湿地的复氧能力、微生物的种类和活性。合理的选择填料的种类和填充方式有利于提升湿地的复氧能力和污染物的去除效果。
[0004]但是，目前人工湿地仍然存在以下问题：(1)人工湿地的供氧能力不足，填料的氧传质速率较低，导致微生物硝化能力受到限制，对氨氮的去除效果差。(2)人工湿地主要依靠填料对微生物和污染物的吸附作用来净化污水的有机物和氮磷，但传统填料对微生物和污染物的吸附量较少，导致微生物净化污水的作用有限，污水中氮、磷及COD的去除效果较差。(3)人工湿地的水力停留时间较长，填料负载的微生物量少，使湿地中游离的微生物量大，极易导致湿地堵塞。(4)人工湿地中植物和微生物受温度的影响较大，寒冷天气会影响微生物活性，降低湿地对废水的处理效果。
[0005]为此我们提出一种生物炭强化复合型人工湿地脱氮除磷系统用于解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种生物炭强化复合型人工湿地脱氮除磷系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种生物炭强化复合型人工湿地脱氮除磷系统，包括人工湿地，人工湿地采用钢筋混泥土结构建造，人工湿地的池体内部侧壁和底面设置防渗层，池体外部设置保温层，人工湿地从下往上设置有至少七层，依次为：沉淀区、第一沸石层、好氧厌氧层、第二沸石层、好氧层、混合基质层以及土壤层；
[0008]在沉淀区和第一沸石层之间安装有加热装置；
[0009]所述好氧厌氧层内通过隔板分隔成三个区域，分别是好氧区、厌氧区以及出水区，所述好氧区和厌氧区内分别填充有好氧微生物填料和厌氧区微生物填料；
[0010]在所述好氧区底部设置曝气装置。
[0011]优选的，所述沉淀区内分布有进水管路，所述进水管路的下端均匀开设有若干出水孔。
[0012]优选的，所述沉淀区内上方还设置有三相分离器，在沉淀区下方设置漏斗型的污水收集区，所述污水收集区外端设置连通人工湿地外部的污泥排放口。
[0013]优选的，所述加热装置由加热电阻丝和温控装置构成，加热电阻丝均匀分布在沉淀区和第一沸石层之间，并与温控装置电连接，温控装置通过外部电源供电。
[0014]优选的，所述第一沸石层和第二沸石层均采用沸石填充，其中：第一沸石层的沸石粒径为16
‑
32mm，第一沸石层高度为25
‑
35cm；
[0015]第二沸石层的沸石粒径为8
‑
16mm，第二沸石层高度为20
‑
30cm。
[0016]优选的，所述好氧微生物填料为由PE中心绳和涤纶丝组合的软性填料；
[0017]厌氧区微生物填料为多孔塑料空心球填料，包括一个多孔的大空心球和一个多孔的小空心球，小空心球置于大空心球的内部悬空，与大空心球用弹性纤维缠绕连接，小空心球内部设置了多个多孔陶粒。
[0018]优选的，所述好氧区和第一沸石层之间设置不锈钢丝网，并通过螺栓固定，不锈钢丝网的孔径小于3mm；
[0019]带动厌氧区和出水区与第一沸石层之间还设置隔板，好氧厌氧层的高度为35cm
‑
40cm。
[0020]优选的，所述曝气装置由曝气管和曝气头构成，所述曝气管上均匀分布若干个曝气头，曝气管穿过人工湿地的池壁，与空气压缩机相连，空气压缩机通过外部电源供电。
[0021]优选的，所述混合基质层采用沸石和污泥生物炭按1:1体积混合，粒径为3
‑
5mm；污泥生物炭是对污泥进行高温缺氧炭化获得，炭化温度为500℃，炭化时间为2h，混合基质层与好氧层之间还设置有不锈钢丝网，混合基质层高度为20
‑
30cm。
[0022]优选的，所述所述土壤层上种植有湿地植物，该湿地植物为本领域中常用的植物，例如美人蕉；在土壤层一侧开设有出水口，所述出水口贯穿人工湿地池壁上端。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0024]本专利技术针对目前垂直流人工湿地的复氧效果差、氮、磷、COD的去除率低、易堵塞及受温度影响大等问题，提供了一种复氧能力高、脱氮除磷效果好、占地面积小、可低温运行的污泥生物炭强化复合型人工湿地脱氮除磷系统。
[0025]本专利技术将污泥生物炭与传统填料组合作为人工湿地填料，利用生物炭的多孔结构、较大的孔隙度和比表面积及丰富的官能团来提高湿地填料对有机物、磷等污染物的吸附效果；
[0026]本专利技术将MBBR工艺与人工湿地结合，增加人工湿地对微生物的固定，提高湿地脱氮效果；通过曝气来补充湿地的氧气含量，解决人工湿地氧气不足及受温度影响大的问题。
[0027]本专利技术中设置了加热电阻丝，降低人工湿地中微生物受温度的影响较大的问题，提高人工湿地在冬季低温条件下的污水处理效果。
附图说明
[0028]图1为本专利技术结构示意图；
[0029]图2为本专利技术中厌氧区微生物填料结构示意图；
[0030]图3为本专利技术中人工湿地对实际生活污水TP的去除效果图；
[0031]图4为本专利技术中人工湿地对实际生活污水TN的去除效果图；
[0032]图5为本专利技术中人工湿地对实际生活污水氨氮的去除效果图；
[0033]图6为本专利技术中人工湿地对实际生活污水COD的去除效果图；
[0034]图中：1、人工湿地；101、保温层；11、沉淀区；12、第一沸石层；13、好氧厌氧层；131、好氧区；131a、好氧微生物填料；132、厌氧区；132a、厌氧区微生物填料；133、出水区；134、隔板；13
‑
a、大空心球；13
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b、弹性纤维；13
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c、小空心球；13
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d、多孔陶粒；14、第二沸石层；15、好氧层；16、混合基质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物炭强化复合型人工湿地脱氮除磷系统，包括人工湿地，池体外部设置保温层，其特征在于：人工湿地从下往上设置有至少七层，依次为：沉淀区、第一沸石层、好氧厌氧层、第二沸石层、好氧层、混合基质层以及土壤层；在沉淀区和第一沸石层之间安装有加热装置；所述好氧厌氧层内通过隔板分隔成三个区域，分别是好氧区、厌氧区以及出水区，所述好氧区和厌氧区内分别填充有好氧微生物填料和厌氧区微生物填料；在所述好氧区底部设置曝气装置。2.根据权利要求1所述的一种生物炭强化复合型人工湿地脱氮除磷系统，其特征在于：所述沉淀区内分布有进水管路，所述进水管路的下端均匀开设有若干出水孔。3.根据权利要求1所述的一种生物炭强化复合型人工湿地脱氮除磷系统，其特征在于：所述沉淀区内上方还设置有三相分离器，在沉淀区下方设置漏斗型的污水收集区，所述污水收集区外端设置连通人工湿地外部的污泥排放口。4.根据权利要求1所述的一种生物炭强化复合型人工湿地脱氮除磷系统，其特征在于：所述加热装置由加热电阻丝和温控装置构成，加热电阻丝均匀分布在沉淀区和第一沸石层之间，并与温控装置电连接，温控装置通过外部电源供电。5.根据权利要求1所述的一种生物炭强化复合型人工湿地脱氮除磷系统，其特征在于：所述第一沸石层和第二沸石层均采用沸石填充，其中：第一沸石层的沸石粒径为16
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32mm，第一沸石层高度为25
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35cm；第二沸石层的沸石粒径为8
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16mm，第二沸石层高...

【专利技术属性】
技术研发人员：马洁晨，陈建，汪军，奚姗姗，龚明杰，刘程，杨明，周强，陈斌，杨小雨，成德久，
申请(专利权)人：安徽省通源环境节能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：