一种人工湿地污水处理方法技术

本发明专利技术提供涉及一种人工湿地污水处理方法。采用曝气/布水一体化装置对垂直潜流湿地进行曝气和布水，曝气/布水一体化装置包括曝气/布水一体管以及曝气风机，曝气/布水一体管包括设置在垂直潜流湿地的下部的布水管、设置在布水管中的微米曝气管，布水管和微米曝气管之间形成有间隙；按照气水体积比为(1～2)：1使空气或氧气进入微米曝气管，使待处理水进入间隙，空气或氧气与待处理水在间隙内混合并形成带气泡的待处理水，带气泡的待处理水进入垂直潜流湿地进行净化处理。本发明专利技术能够在提高内部氧转移效率的同时，降低人工潜流湿地系统的占地面积；在高水力负荷条件下，也具有较优异的水处理效果。水处理效果。

【技术实现步骤摘要】
一种人工湿地污水处理方法


[0001]本专利技术属于水生态
，具体涉及一种人工湿地污水处理方法。

技术介绍

[0002]人工湿地可以通过选择不同的基质、不同微生物以及不同动植物，形成独特生态环境，对污水进行净化。根据污水在湿地中的不同流动方式可分为表面流人工湿地和潜流人工湿地。其中潜流人工湿地利用填料表面生长的生物膜，丰富的植物根系及表层土和填料截留等作用，去除水中污染物。
[0003]根据国内人工湿地相关规范(《污水自然处理工程技术规程》CJJT54
‑
2017)要求，潜流湿地水力负荷北方：0.2～0.5m3/(m2·
d)、水力负荷南方：0.4～0.8m3/(m2·
d)、水力停留时间≥ 1.0～3.0天；BOD5表面负荷：4～10g/(m2·
d)、NH3‑
N表面负荷：2～5.5g/(m2·
d)；BOD5去除率：40～85％、NH3‑
N去除率：25～65％。
[0004]能够达到上述指标的传统潜流人工湿地存在占地面积大，水力停留时间长，处理效率低的问题。传统潜流人工湿地由于内部氧利用效率低，缺氧环境造成硝化反应速率低，因此 NH3‑
N去除效率低，为了达到上述规定的要求，必须通过外部设施充氧解决湿地内部氧利用率低的问题。
[0005]如果直接将空气和水一起通过穿孔管通入潜流湿地系统，由于穿孔管氧转移效率低，仅为管式膜片微孔曝气器、盘式膜片微孔曝气器、微米曝气管的30％及以下，所需曝气风量过大，造成运行费用过高。
[0006]若直接将溶气水通过穿孔管通入湿地系统，无法保障整个填料层含氧量分布均匀，因此需提高曝气风量或降低潜流湿地中填料层的高度，且没有大量气泡对填料进行擦洗，填料层更容易出现堵塞现象，最终造成运行费用过高。
[0007]若将气体和水分开通入潜流湿地，由于潜流湿地相较于其他水处理设施通常不对填料层进行反冲洗等防堵塞措施，因此为了减少填料堵塞风险，填料层一般采用机械强度高、粒径大、重量大的碎石等填料，而传统氧转移效率较高的曝气设施的曝气管具有材质硬度低等缺点，例如管式膜片微孔曝气器、盘式膜片微孔曝气器、微米曝气管等，因此不能直接铺设于填料层的下端部。
[0008]现有潜流人工湿地中，通常选择将曝气管铺设于填料层中靠近填料层上端部的位置处，使曝气孔朝向填料层的底部，以此减轻填料对曝气管的压力，提高曝气管的使用寿命，但是该方式下氧转移率的提高非常有限，气泡无法到达填料层的下端部，造成下端部缺氧，湿地内部氧利用率仍然较低，且下端部无气泡擦洗填料，填料层更容易堵塞；也有些将曝气管设于湿地填料层下方，但需将曝气管与湿地填料层隔离保护，造成土建等建设费用上升，且当曝气量较小时氧气和待处理水进入填料时，已经发生溶氧，填料层上端部还是存在缺氧的现象，需要适当降低填料层的高度，此时为了保证水处理量，将大大增加占地面积，且气泡量减少，填料层更易出现堵塞现象，同时维护时也比较麻烦。
[0009]因此开发一种能够在提高内部氧转移效率的同时，能够降低人工潜流湿地系统的
占地面积和降低维护成本；在提高水力负荷而不提高曝气量的前提下，能够达到较高的BOD5去除率和NH3‑
N去除率的污水处理方法，是实现低处理成本、高净化效率的关键。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是提供一种能够在提高内部氧转移效率的同时，能够降低人工潜流湿地系统的占地面积和降低维护成本；在提高水力负荷而不提高曝气量的前提下，也具有较优异的水处理效果的人工湿地污水处理方法。
[0011]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0012]本专利技术提供一种人工湿地污水处理方法，
[0013]其采用曝气/布水一体化装置对垂直潜流湿地进行曝气和布水；
[0014]所述曝气/布水一体化装置包括曝气/布水一体管以及曝气风机，
[0015]所述曝气/布水一体管包括设置在所述垂直潜流湿地的下部且开设有多个布水孔的布水管、设置在所述布水管中且自所述布水管的一端延伸至另一端的微米曝气管，所述布水管和所述微米曝气管之间形成有供水流通的间隙；
[0016]按照气水体积比为(1～2)：1使空气或氧气进入所述微米曝气管，使待处理水进入所述间隙，所述空气或氧气与所述待处理水在所述间隙内混合并形成带气泡的待处理水，所述带气泡的待处理水进入所述垂直潜流湿地进行净化处理且部分所述空气或氧气以气泡的形式上行至所述垂直潜流湿地的上部。
[0017]专利技术人通过对曝气系统和布水系统进行改造结合做成曝气/布水一体化装置，在不提高曝气功率以及曝气量的前提下，在潜流湿地系统中实现水气同路通过填料层，并具有较高的氧转移效率，部分气泡能够穿过填料层到达水面，填料层中形成较强且稳定的好氧环境，从而提高硝化能力。在高氧转移效率条件下，大量气泡进入填料层，通过气泡擦洗能够减少填料层堵塞风险，延长湿地使用寿命，并降低后期填料翻洗等运行维护费用；同时在高氧转移效率条件下，可适当增加填料层的高度，不需要显著增加曝气装置的功率，也有部分气泡能够到达水面，因此在相同的体积下，占地面积减小，相比常规湿地处理系统，达到相同或更好的污水处理效果所需的能耗更低。
[0018]优选地，所述间隙的进水口的进水流速小于等于0.3m/s。
[0019]本专利技术中，所述的管径均是指内径(DN)。
[0020]传统布水穿孔管的管径为DN50mm～DN100mm，流速为1.5m/s～2.0m/s，若将本专利技术的布水管换成传统布水穿孔管，那么潜流湿地靠近进水口的前端约37％区域中未见气泡未进入填料层。
[0021]进一步优选地，所述布水管的管径为100mm～200mm，进一步优选为100mm～150mm；
[0022]且进一步优选地，所述微米曝气管的管径为16mm～28mm。
[0023]进一步优选地，所述布水管的管径减去所述微米曝气管的管径后的值为75mm～122mm。
[0024]优选地，所述布水管具有0.2％～0.5％的水力坡度，即沿所述布水管中水流方向，所述布水管在所述填料层中倾斜向下延伸，所述布水管的两端的高度差为所述布水管的长度的 0.2％～0.5％，可使布水更加均匀。
[0025]进一步优选地，所述布水管具有0.2％～0.35％的水力坡度。
[0026]优选地，所述布水孔的孔口流速为小于等于0.1m/s。
[0027]进一步优选地，所述布水孔的孔径为8mm～20mm，进一步优选为10mm～20mm。
[0028]传统布水穿孔管布水孔的孔口流速大于等于1m/s，约50％以上的气泡在布水管内直接溶气，未进入填料层。
[0029]进一步优选地，所述布水管的开孔率为0.5％～1.2％，进一步优选为0.6％～1.0％。传统布水穿孔管开孔率为0.05％～0.3％，当开孔率为0.08％时，约56％的气泡在布水管内直接溶气，未进入填料层。
[0030]布水管和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种人工湿地污水处理方法，其特征在于，其采用曝气/布水一体化装置对垂直潜流湿地进行曝气和布水；所述曝气/布水一体化装置包括曝气/布水一体管以及曝气风机，所述曝气/布水一体管包括设置在所述垂直潜流湿地的下部且开设有多个布水孔的布水管、设置在所述布水管中且自所述布水管的一端延伸至另一端的微米曝气管，所述布水管和所述微米曝气管之间形成有供水流通的间隙；按照气水体积比为(1～2)：1使空气或氧气进入所述微米曝气管，使待处理水进入所述间隙，所述空气或氧气与所述待处理水在所述间隙内混合并形成带气泡的待处理水，所述带气泡的待处理水进入所述垂直潜流湿地进行净化处理且部分所述空气或氧气以气泡的形式上行至所述垂直潜流湿地的上部。2.根据权利要求1所述的人工湿地污水处理方法，其特征在于，所述间隙的进水口的进水流速小于等于0.3m/s。3.根据权利要求2所述的人工湿地污水处理方法，其特征在于，所述布水管的管径为100mm～200mm，所述曝气管的管径为16mm～28mm。4.根据权利要求3所述的人工湿地污水处理方法，其特征在于，所述布水管具有0.2％～0.5％的水力坡度。5.根据权利要求1所述的人工湿地污水处理方法，其特征在于，所述布水孔的孔口流速小于等于0.1m/s。6.根据权利要求5述的人工湿地污水处理方法，其特征在于，所述布水孔的孔径为8mm～20mm，所述布水管的开孔率为0.5％～1.2％。7.根据权利要求1所述的人工湿地污水处理方法，其特征在于，所述垂直潜流湿地的水力负荷为1.5～3.5m3/(m2·
d)；所述带气泡的待处理水在填料层中的水力停留时间为2～7h。8.根据权利要求1所述的人工湿地污水处理方法，其特征在于，所述带气泡的待处理水以与竖直方向呈30～60
°
夹角向下进入所述填料层。9.根据权利要求8所述的人工湿地污水处理方法，其特征在于，所述布水管具有两排所述布水孔，一排位于所述布水管的前侧面的下半部分，另一排位于所述布水管的后侧面的下半部分，所述布水孔在所述布水管的前后方向上间隔设置，所述布水管具有圆形横截面，在所述布水孔的中心所在的圆形横截面上，所述布水孔的中心与所述圆形横截面的圆心的连线和过所述圆形横截面的圆心且沿上下方向延伸的直线之间形成的夹角α的角度为30～60
°
。10.根据权利要求1至9中任一项所述的人工湿地污水处理方法，其特征在于，当所述布水管的长...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘妍婧，郭鹏，陈希勇，彭剑峰，王晶晶，鞠佳伟，
申请(专利权)人：清上苏州环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：