一种人工湿地防堵塞同步脱氮除磷的方法技术

本发明专利技术公开了一种人工湿地防堵塞同步脱氮除磷的方法，涉及污染物控制技术领域，首先，通过构建人工湿地污水处理物理模型和建立不同级配的填料中微生物群落生长情况与进水中TN、TP、COD负荷数学模型；其次，采样分析人工湿地污水的污染物指标，根据人工湿地出水受纳水体的水质目标，计算SS、COD、TN、TP的污染物去除率范围；然后量化堵塞率等级，建立人工湿地堵塞风险数学模型；最后根据人工湿地堵塞风险等级，设计不同的污水前置处理设施。本发明专利技术可依据不同生活污水中不溶性物质含量变化情况，通过设置不溶性物质前置处置设施，降低人工湿地填料堵塞风险。填料堵塞风险。填料堵塞风险。

【技术实现步骤摘要】
一种人工湿地防堵塞同步脱氮除磷的方法


[0001]本专利技术涉及污染物控制
，更具体的说是涉及一种人工湿地防堵塞同步脱氮除磷的方法。

技术介绍

[0002]目前，随着国家对生态环境的日益重视，各地地方政府陆续颁布了更为严格的污水排放标准，尤其是长江大保护和黄河高质量发展战略的实施，对水体污染物去除提出了更高的要求。近些年来，为进一步削减排入河湖的污染物，尤其是会导致水体富营养化的氮磷等污染物，污水处理厂尾水通过人工湿地再次脱氮除磷已成为越来越多的一种选择。对于一些人口密度高、生活污水处理系统还不完善的小城镇，在不具备建设集中式污水处理厂时，建设人工湿地也成为污水处理的一种重要途径。
[0003]人工湿地构成包括植物、填料、固定载体、布水设施、集水设施等。城镇生活污水的主要污染物包括有机物(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH3‑
N)及悬浮物(SS)。人工湿地系统主要利用植物吸收、填料物理吸附、根系和填料间生物膜生化反应实现对有机污染物、氮磷的去除，进一步减少了排入水体的污染物负荷。
[0004]但是，现有人工湿地填料堵塞会降低湿地使用寿命，进水悬浮物SS去除率与堵塞风险的定量关系不明确，存在无法指导设计前置处理、降低堵塞风险的问题；另外，缺乏人工湿地填料孔隙率和反冲洗之间的定量关系，无法指导人工湿地反冲洗。
[0005]因此，如何降低人工湿地的堵塞风险是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种人工湿地防堵塞同步脱氮除磷的方法，以解决
技术介绍
中存在的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种人工湿地防堵塞同步脱氮除磷的方法，包括：
[0009]构建人工湿地污水处理物理模型；
[0010]基于所述人工湿地污水处理物理模型，建立不同级配的填料中微生物群落生长情况与进水中TN、TP、COD负荷数学模型；
[0011]采样分析人工湿地污水的污染物指标，所述污染物指标包括SS、COD、TN、TP的浓度；
[0012]根据人工湿地出水受纳水体的水质目标，计算SS、COD、TN、TP的污染物去除率范围；
[0013]量化堵塞率等级，建立人工湿地堵塞风险数学模型；
[0014]根据人工湿地堵塞风险等级，设计不同的污水前置处理设施。
[0015]可选的，所述构建人工湿地污水处理物理模型的具体过程为：
[0016]利用示踪剂试验，分析污水进水悬浮物SS去除率与填料孔隙率之间的关系，建立
相关关系式：
[0017]F(x1)＝
–
a
×
Ln(x1)+b
[0018]式中：F(x1)为填料孔隙率，％；x1为污水SS去除率，％；a，b为常数。可选的，所述负荷数学模型为：
[0019]F(x2)＝(F(Z)，F(P
N
))
[0020]式中：F(x2)为脱氮除磷功能菌群基因组占比；Z，P
N
分别为填料级配组合及进水污染负荷，N分别指COD、TN、TP。
[0021]可选的，在所述量化堵塞率等级之前，还包括根据污染物指标COD的去除率范围，结合SS去除率与填料孔隙率之间的关系式，确定填料孔隙率范围。
[0022]可选的，所述人工湿地堵塞风险数学模型为：
[0023]F(x3)＝
–
c
×
F(x1)+d
[0024]式中：F(x3)为人工湿地堵塞风险等级，％；c，d为常数。
[0025]可选的，所述填料具体为：
[0026]根据不同类型、不同粒径填料在不同复配厚度下填料床的孔隙率范围，选择填料进行粒径配置，制备不同孔隙率的填料床。
[0027]可选的，所述填料床包括：根据污染物指标TN、TP的去除率，在填料中复配硫磺、硫铁矿、石灰石与海绵铁。
[0028]可选的，还包括建立人工湿地填料孔隙率和反冲洗之间的数学模型：
[0029]F(x4)＝m
×
F(x5)+n
×
F(x6)+o
×
F(x7)
[0030]式中：F(x4)为人工湿地填料孔隙率，％；x5、x6、x7分别为反冲洗方式、冲洗强度、持续时间，反冲洗方式包括水冲、气冲、水气联合，冲洗强度包括低强度、中等强度、高强度；m，n，o为常数。
[0031]可选的，根据人工湿地出水污染物指标COD的去除率判断湿地实际堵塞情况，在进水COD负荷超过20～24g/m2·
d，当去除率低于10％以下时，制定反冲洗计划，使人工湿地系统反冲洗；当去除率恢复到20％及以上，停止反冲洗。
[0032]经由上述的技术方案可知，本专利技术公开提供了一种人工湿地防堵塞同步脱氮除磷的方法，与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0033](1)本专利技术可依据不同生活污水中不溶性物质含量变化情况，通过设置不溶性物质前置处置设施，降低人工湿地填料堵塞风险；
[0034](2)本专利技术可减少反冲洗频次，有效降低人工湿地运行能耗；
[0035](3)本专利技术污染物去除效率持续稳定，确保出水稳定。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0037]图1为本专利技术提供的方法流程图；
[0038]图2为本专利技术提供水平潜流湿地的拟合关系曲线图；
[0039]图3为本专利技术提供垂直潜流湿地的拟合关系曲线图。
具体实施方式
[0040]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。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0041]本专利技术实施例公开了一种人工湿地防堵塞同步脱氮除磷的方法，如图1所示，包括：
[0042]构建人工湿地污水处理物理模型；
[0043]基于人工湿地污水处理物理模型，建立不同级配的填料中微生物群落生长情况与进水中TN、TP、COD负荷数学模型；
[0044]采样分析人工湿地污水的污染物指标，污染物指标包括SS、COD、TN、TP的浓度；
[0045]根据人工湿地出水受纳水体的水质目标或属地地方标准要求，计算SS、COD、TN、TP的污染物去除率范围；
[0046]量化堵塞率等级，建立人工湿地堵塞风险数学模型；
[0047]根据人工湿地堵塞风险等级，设计不同的污水前置处理设施。
[0048]在一个具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种人工湿地防堵塞同步脱氮除磷的方法，其特征在于，包括：构建人工湿地污水处理物理模型；基于所述人工湿地污水处理物理模型，建立不同级配的填料中微生物群落生长情况与进水中TN、TP、COD负荷数学模型；采样分析人工湿地污水的污染物指标，所述污染物指标包括SS、COD、TN、TP的浓度；根据人工湿地出水受纳水体的水质目标，计算SS、COD、TN、TP的污染物去除率范围；量化堵塞率等级，建立人工湿地堵塞风险数学模型；根据人工湿地堵塞风险等级，设计不同的污水前置处理设施。2.根据权利要求1所述的一种人工湿地防堵塞同步脱氮除磷的方法，其特征在于，所述构建人工湿地污水处理物理模型的具体过程为：利用示踪剂试验，分析污水进水悬浮物SS去除率与填料孔隙率之间的关系，建立相关关系式：F(x1)＝
–
a
×
Ln(x1)+b式中：F(x1)为填料孔隙率，％；x1为污水SS去除率，％；a，b为常数。3.根据权利要求1所述的一种人工湿地防堵塞同步脱氮除磷的方法，其特征在于，所述负荷数学模型为：F(x2)＝(F(Z)，F(P
N
))式中：F(x2)为脱氮除磷功能菌群基因组占比；Z，P
N
分别为填料级配组合及进水污染负荷，N分别指COD、TN、TP。4.根据权利要求2所述的一种人工湿地防堵塞同步脱氮除磷的方法，其特征在于，在所述量化堵塞率等级之前，还包括根据污染物指标COD的去除率范围，结合SS去除率与填料孔隙率之间的关系式，确定填料孔隙率范围。5.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄钰铃，惠二青，彭梦文，骆辉煌，陈文然，肖化振，成浩科，曹天正，侯远航，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：