一种包含人工湿地处理的污水净化脱氮工艺制造技术

本申请涉及生态修复技术领域，具体公开了一种包含人工湿地处理的污水净化脱氮工艺。该工艺包括如下步骤：（1）将污水导入沉淀池内，经过静置沉淀后得到沉淀物和氨氮余水；（2）在接触氧化池中向氨氮余水中投放硝化细菌、反硝化细菌和芽孢杆菌，在填料上完成挂膜，通过控制曝气量实现同步硝化反硝化，同步去除氨氮和部分总氮的去除，得到硝态氮余水；（3）将硝态氮余水导入硫自养反硝化潜流湿地，收集出水，得到脱硝余水；（4）将脱硝余水导入强化除磷水平潜流人工湿地，经过净化后进行出水排放。本申请克服了污水中的有机物浓度对反硝化反应造成的限制，有助于充分改善出水质量。有助于充分改善出水质量。

【技术实现步骤摘要】
一种包含人工湿地处理的污水净化脱氮工艺


[0001]本申请涉及生态修复
，更具体地说，它涉及一种包含人工湿地处理的污水净化脱氮工艺。

技术介绍

[0002]反硝化反应指的是指反硝化细菌将硝酸盐中的氮通过一系列中间产物还原为氮气(N2)的生物化学过程，在污水处理中具有广泛应用，能够用来处理含有硝态氮的废水。在实际净水工艺中，可与硝化细菌配合使用，以达到降低氨氮浓度的目的。
[0003]相关技术中，有反硝化细菌参与的反硝化反应的机理可概括为以下步骤：(1)NO3‑
+2H
+
+2e
‑
→
NO2‑
+H2O
‑
；(2)NO2‑
+2H
+
+e
‑
→
NO+H2O；(3)2NO+2H
+
+2e
‑
→
N2O+H2O；(4)N2O+2H
+
+2e
‑
→
N2+H2O；(5)5C+2H2O+4NO3‑
→
2N2+4OH
‑
+5CO2；其中，步骤(1)～(4)需要由电子供体提供电子才能够进行，在实际反应过程中，作为电子供体的主要是废水中的各种可生化降解的有机物。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为，根据反硝化反应的机理，反硝化细菌在进行反硝化处理时需要消耗有机物来产生电子，而当污水中可被反硝化细菌直接利用的有机物不足时，反硝化反应将难以充分进行，导致出水中残留一部分未参与反应的硝态氮，对出水质量造成影响。

技术实现思路

[0005]相关技术中，当污水中可被反硝化细菌直接利用的有机物不足时，反硝化反应将难以充分进行，导致出水中残留一部分未参与反应的硝态氮，对出水质量造成影响。为了改善这一缺陷，本申请提供一种包含人工湿地处理的污水净化脱氮工艺。
[0006]本申请提供一种包含人工湿地处理的污水净化脱氮工艺，采用如下的技术方案：一种包含人工湿地处理的污水净化脱氮工艺，包括如下步骤：(1)将污水导入沉淀池内，经过静置沉淀后得到沉淀物和氨氮余水；(2)在接触氧化池中向氨氮余水中投放硝化细菌、反硝化细菌和芽孢杆菌，在填料上完成挂膜，通过控制曝气量实现同步硝化反硝化，同步去除氨氮和部分总氮的去除，得到硝态氮余水；(3)将硝态氮余水导入硫自养反硝化潜流湿地，收集硫自养反硝化潜流湿地的出水，得到脱硝余水；所述硫自养反硝化潜流湿地包括交替设置的A段和B段，所述A段填充有硫自养填料，并投放有硫自养菌，所述硫自养填料的组分包括硫单质和碳酸钙，所述B段填充有种植基质，所述种植基质中种植有湿地植物；(4)将脱硝余水导入强化除磷水平潜流人工湿地，经过强化除磷水平潜流人工湿
地的净化后进行出水排放。
[0007]通过采用上述技术方案，本申请先对污水进行了静置沉淀处理，得到氨氮余水，然后在氨氮余水中投放硝化细菌、反硝化细菌和芽孢杆菌。硝化细菌能够将氨氮余水中的氨氮转化为硝态氮，而反硝化细菌能够将硝态氮转化为氮气。芽孢杆菌能够对有机物进行降解，降低有机物的分子量，使有机物更容易被利用。当污水中可被反硝化细菌直接利用的有机物不足以支持反硝化反应的进行时，芽孢杆菌的降解作用能够使得反硝化细菌对有机物的利用率得到提高，促进了反硝化反应的进行，有助于得到硝态氮浓度较低的硝态氮余水，减小了后续步骤的硝态氮处理压力。在硫自养反硝化潜流湿地中，硫自养菌能够利用A段的硫单质进行生长繁殖，并将硝态氮余水中剩余的大部分硝态氮转化为氮气，无需额外消耗碳源。碳酸钙能够消耗硫自养菌产生的氢离子，有助于维持湿地pH值的稳定。A段和B段的交替设置能够减少硫单质的流失，同时也增加了美观性和施工布局的灵活性，有助于维持硫自养反硝化潜流湿地的长期运行。湿地填料表面可以附着水质净化微生物，结合湿地植物根系的吸收作用有助于对残留的污染物进行吸收，实现深度净化。
[0008]经过固定化高效微生物接触氧化池和所述硫自养反硝化潜流湿地的连续处理之后，得到的脱硝余水中的氨氮含量与导入的污水相比显著下降，并且硝态氮浓度也维持着相对较低的水平，后续再经过除磷处理即可进行出水排放。本申请的污水净化脱氮工艺在有机物不足的情况下增加了反硝化细菌对有机物的利用率，而且通过硫自养菌和硫自养填料的配合实现了对硝态氮的二次去除，克服了污水中的有机物浓度对反硝化反应造成的限制，有助于充分改善出水质量。
[0009]作为优选，所述B段的种植基质包括碱性火山岩。
[0010]通过采用上述技术方案，碱性火山岩不仅能够作为滤料使用，而且同样能够消耗硫自养菌产生的氢离子，有助于减少氢离子对湿地植物的根系造成的影响，有助于维持湿地植物的正常生长环境。
[0011]作为优选，在所述脱氮工艺的步骤(2)中，还向固定化高效微生物接触氧化池内的氨氮余水中投放反硝化助剂，反硝化助剂的组分包括辅助碳源、载铁活性炭和海绵铁，所述载铁活性炭为表面负载有硫酸亚铁的活性炭颗粒。
[0012]通过采用上述技术方案，本申请将载铁活性炭和海绵铁共同投放到了固定化高效微生物接触氧化池内的氨氮余水中，载铁活性炭会在氨氮余水中释放硫酸亚铁，而海绵铁能够抑制亚铁离子的氧化。亚铁离子能够促进反硝化作用的进行，从而改善了反硝化处理的效果，有利于充分去除氨氮余水中的硝态氮，并且降低了硫自养菌的反硝化压力，有利于硫自养反硝化潜流湿地的长期运行。
[0013]作为优选，所述载铁活性炭按照如下方法制备：(1)将硫酸亚铁和水混合，得到硫酸亚铁溶液，备用；(2)将活性炭投入硫酸亚铁溶液中浸泡100
‑
140min，然后过滤回收活性炭并进行真空干燥，得到载铁活性炭。
[0014]通过采用上述技术方案，本申请在硫酸亚铁溶液中浸泡活性炭，活性炭的孔隙结构能够对硫酸亚铁进行吸附，同时活性炭表面也会携带硫酸亚铁溶液。经过真空干燥之后，活性炭表面携带的硫酸亚铁溶液中的硫酸亚铁负载到了活性炭表面，得到了载铁活性炭。
[0015]作为优选，制备所述载铁活性炭的步骤(2)中，所述活性炭与硫酸亚铁溶液的重量
比为1:(60
‑
120)。
[0016]通过采用上述技术方案，优选了活性炭与硫酸亚铁溶液的重量比，在该重量比范围内，在活性炭发生吸附之后，硫酸亚铁的浓度产生的变化相对较小，有助于充分增加活性炭表面携带的硫酸亚铁总量。
[0017]作为优选，所述硫酸亚铁溶液的浓度为0.050
‑
0.075mol/L。
[0018]通过采用上述技术方案，优选了硫酸亚铁溶液的浓度，有助于在节约硫酸亚铁的前提下充分改善载铁活性炭释放硫酸亚铁的效果。
[0019]作为优选，所述载铁活性炭的用量为海绵铁重量的125
‑
155％。
[0020]通过采用上述技术方案，优选了载铁活性炭的用量，有助于在节约载铁活性炭的前提下充分改善对硝态氮的去除效果，降低了硫自养菌的反硝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包含人工湿地处理的污水净化脱氮工艺，其特征在于，包括如下步骤：（1）将污水导入沉淀池内，经过静置沉淀后得到沉淀物和氨氮余水；（2）在接触氧化池中向氨氮余水中投放硝化细菌、反硝化细菌和芽孢杆菌，在填料上完成挂膜，通过控制曝气量实现同步硝化反硝化，同步去除氨氮和部分总氮的去除，得到硝态氮余水；（3）将硝态氮余水导入硫自养反硝化潜流湿地，收集硫自养反硝化潜流湿地的出水，得到脱硝余水；所述硫自养反硝化潜流湿地包括交替设置的A段和B段，所述A段填充有硫自养填料，并投放有硫自养菌，所述硫自养填料的组分包括硫单质和碳酸钙，所述B段填充有种植基质，所述种植基质中种植有湿地植物；（4）将脱硝余水导入强化除磷水平潜流人工湿地，经过强化除磷水平潜流人工湿地的净化后进行出水排放。2.根据权利要求1所述的包含人工湿地处理的污水净化脱氮工艺，其特征在于，所述B段的种植基质包括碱性火山岩。3.根据权利要求1所述的包含人工湿地处理的污水净化脱氮工艺，其特征在于，在所述脱氮工艺的步骤（2）中，还向固定化高效微生物接触氧化池内的氨氮余水中投放反硝化助剂，反硝化助剂的组分包括辅助碳源、载铁活性炭和海绵铁，所述载铁活性炭为表面负载有硫酸亚铁的活性炭颗粒。4.根据权利要求3所述的包含人工湿地处理的污水净化脱氮工艺，其特征在于，所述载铁活性炭按照如下方法制备：（1）将硫酸亚铁和水混合，得到硫酸亚铁溶液，备用；（2）将活性炭投入硫酸亚铁溶液中浸泡100<...

【专利技术属性】
技术研发人员：章文军，陈春林，王来芳，忻蒋慧，黄全雨，轩换玲，赵少康，刘晓扬，
申请(专利权)人：诚通凯胜生态建设有限公司，
类型：发明
国别省市：