本发明专利技术公开了一种补充垂直流人工湿地固体碳源的方法及装置，其步骤是：A、将碳源输送管道安装于垂直流人工湿地底部，湿地内安装填料生物陶粒，种入植物美人蕉；B、将待添加的固体碳源材料经过碱处理的千屈菜装入碳源输送管道；C、将碳源输送管道与湿地系统墙壁的密封口的PVC螺纹堵头旋紧，避免湿地出现漏水。该装置包括碳源输送管道及密封口。其连接关系是：碳源输送管道垂直于湿地墙壁进行安装，管道直径750～850mm，长度与湿地等长，管壁开孔，孔径5～7mm，孔间距为150～200mm。管道与湿地墙壁两端的接触面采用PVC螺纹堵头进行密封连接。该方法简单易行，操作方便，能有效地提高了垂直流湿地的脱氮效率，节省碳源，经济效益明显。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境工程污水处理
，更具体涉及ー种补充垂直流人工湿地固体碳源的方法，同时还涉及一种补充垂直流人工湿地固体碳源方法的装置，适用于低碳氮比污水的处理。
技术介绍
人工湿地是20世纪70年代发展起来的ー种新型的污水处理工艺，因其具有投资运行费用低、处理效果稳定、管理简便、能够因地制宜的构建等优点，近年来得到了较快的发展，被运用到越来越多的领域，其中包括生活污水、受污染地表水、面源污染、采矿废水、农业和畜牧业污水以及水产养殖废水的处理等方面。人工湿地系统通过多种机理去除进水中的氮，这些机理主要包括生物、物理和化学等几方面的协同作用，主要有挥发、氨化、硝化反硝化、植物摄取和基质吸附等。研究表明，湿地中主要的除氮机理是微生物的硝化反硝化作用。硝化作用是在好氧条件下，微生物将NH4+-N氧化成N02—-N和N03—-N的过程。硝化作用分两步进行第一步是NH4+-N氧化成N02 N的过程,这一过程由严格的好氧菌完成；第二步是N02 N进一步氧化成N03一-N的过程，这ー步由兼性化能自养细菌完成。硝化作用只是氮存在形态的变化，真正的脱氮作用并没有发生。反硝化作用是在厌氧条件下，微生物将N03—-N转化成N20或N2并释放到大气中的过程。反硝化作用过程中，微生物在缺氧条件下利用水体中的有机碳作为电子供体，以硝化作用的产物N03—-N作为电子受体，将N03—-N还原为氮气从系统中去 除。系统中氮的去除关键环节是反硝化作用。它是ー个还原反应，需要有机碳源提供电子供体。因而，能否提供充足的反硝化反应所需的碳源就直接决定着湿地系统脱氮能力的高低。低碳氮比的污水在进行生物处理时脱氮效率低，造成出水TN无法达标排放。如何解决此类低碳氮比污水的脱氮效率已成为近年来研究的热点。当前补充人工湿地碳源的方式主要是在进水水源中直接添加，从本质上讲只是改变进水性质的ー种方式，而且这些做法会造成部分碳源在湿地上层发生好氧分解，造成碳源的浪费，増加不必要的污水处理成本，因此如何通过增加人工湿地系统内部碳源，增强系统功能，从而提闻脱氣效率非常值得探索。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于提供了一种补充垂直流人工湿地固体碳源的方法，补充外碳源到湿地内部，为反硝化反应提供足够的电子供体，改善湿地进行反硝化的环境，提高脱氮效果。该方法简单易行，操作方便，能有效地提高垂直流人工湿地的脱氮效率，且该方法采用预埋设的方式，碳源材料缓效释放，可节省碳源投加成本，运行管理方便，经济效益明显。本专利技术的另ー个目的是在于提供了一种补充垂直流人工湿地固体碳源的装置，结构简単，使用方便，该装置能够将外加碳源补充到湿地内部，为湿地底部反硝化反应提供足够的电子供体，改善湿地进行反硝化的环境，提高脱氮效率，优于在进水中补充碳源的装置。而且该装置采用了价廉易得的PVC管作为碳源输送管道，装置成本低廉。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术措施一种补充垂直流人工湿地固体碳源的方法，其步骤是A、将碳源输送管道安装于垂直流人工湿地底部，湿地内安装填料生物陶粒，种入植物美人蕉；B、将待添加的固体碳源材料经过碱处理(置于1%质量比NaOH溶液中浸泡24h)的千屈菜植物材料(植物材料也可为其他固体碳源材料如各种树叶、麦杆等)装入碳源输送管道；C、将碳源输送管道与湿地系统墙壁的密封ロ的PVC螺纹堵头旋紧，避免湿地出现漏水的现象，碳源材料中有机碳进行水解溶出，并通过碳源输送管道上的开孔释放到湿地系统中，进入湿地底部，为湿地底部反硝化反应提供足够的电子供体，改善了湿地进行反硝化的环境，显著提高了湿地对低碳高氮废水的脱氮效果。所述的千屈菜又称对叶莲，对牙草，铁菱角，因其叶呈柳树叶状，又称水柳、水枝柳和水枝錦。千屈菜为千屈菜科千屈菜属。多年生挺水草本植物。株高I米左右，茎四棱形，直立多分枝，叶对生或轮生，披针形。长穂状花序顶生，小花多而密，紫红色，夏秋开花。自然种生长于沼泽地、沟渠边或滩涂上。喜光、湿润、通风良好的环境，耐盐碱，在肥沃、疏松的土壌中生长效果更好。可入药，可治痢疾、肠炎等症；另具外伤止血功效。千屈菜全株高30 100厘米，全体具柔毛，有时无毛。茎直立，多分枝，叶对生或3片轮生，狭披针形，长4 6厘米，宽8 15毫米，先端稍钝或短尖，基部圆或心形，有时稍抱茎。总状花序顶生；花两性，数朵簇生于叶状苞片腋内；花萼筒状，长6 8毫米，外具12条纵棱，裂片6，三角形，附属体线形，长于花萼裂片，约I. 5 2毫米；花瓣6，紫红色，长椭圆形，基部楔形；雄蕊12，6长6短；子房无柄，2室，花柱圆柱状，柱头头状。蒴果椭圆形，全包于萼内，成热时2瓣裂；种子多数，细小。花期7 8月。千屈菜原产欧洲和亚洲暖温帯，因此喜温暖及光照充足，通风好的环境，喜水湿，我国南北各地均有野生，多生长在沼泽地、水旁湿地和河边、沟边。现各地广泛栽培。比较耐寒，在我国南北各地均可露地越冬。在浅水中栽培长势最好，也可旱地栽培。对土壤要求不严，在土质肥沃的塘泥基质中花艳，长势強壮。千屈菜 姿态娟秀整齐，花色鲜丽醒目，可成片布置于湖岸河旁的浅水处。如在规则式石岸边种植，可遮挡单调枯燥的岸线。其花期长，色彩艳丽，片植具有很强的绚染力，盆植效果亦佳，与荷花、睡蓮等水生花卉配植极具哄托效果，是极好的水景园林造景植物。也可盆栽摆放庭院中观赏，亦可作切花用。栽培叶还可以食用。所述的PVC是ー种こ烯基的聚合物质，其材料是ー种非结晶性材料。PVC材料在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剤。具有不易燃性、高強度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。PVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。一种实现上述的补充垂直流人工湿地固体碳源的装置，它包括碳源输送管道及密封ロ。各装置的功能与连接关系是碳源输送管道垂直于湿地墙壁进行安装，管道直径750 850mm,长度与湿地等长，管壁开孔，孔径5 7mm,孔间距为150 200mm。管道与湿地墙壁两端的接触面采用PVC螺纹堵头进行密封连接。A、碳源输送管道碳源输送管道安装于湿地底部，管道直径750 850mm，长度与湿地等长，管壁开孔，孔径5 7mm，孔间距为150 200mm。碳源输送管道开孔便于碳源材料中有机碳释放到湿地系统中；B、密封ロ 密封ロ位于碳源输送管道与湿地墙壁的两端连接处，两端均以PVC螺纹堵头进行密封连接，以便于后续碳源材料的清理及多次重复添加碳源材料。与在湿地进水中补充碳源的传统方法相比，本专利技术的有益效果体现在I、本专利技术提供的碳源补充方法采用预埋设的方式，碳源材料缓效释放，可节省碳源投加成本，运行管理方便，经济效益明显。 2、本专利技术采用投加碳源到湿地底部，以经过碱处理的千屈菜植物材料作为湿地外加碳源，C/N只需要3就可以大大提高湿地脱氮效果，低于在进水中投加需要的碳源(碳氮比6 7)，节省了碳源成本。在实施例中，进水总氮浓度均值为36. 5Img · L-I, CODCr均值为109mg · L-1，水力负荷为O. 30m3 · (m2 · d) _1，水力停留时间为48h，对照组与添加5g经过碱处理的千屈菜植物材料后的系统总氮出水浓度分别为35. Olmg-L本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种补充垂直流人工湿地固体碳源的方法，其步骤是A、将碳 源输送管道安装于垂直流人工湿地底部，湿地内安装填料生物陶粒，种入植物美人蕉；B...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴振斌，贺锋，肖蕾，徐栋，周巧红，
申请(专利权)人：中国科学院水生生物研究所，
类型：发明
国别省市：
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