專利名稱：一種用于污水廠尾水深度處理的高效脫氮濕地系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高效脫氮濕地系統(tǒng)，屬于污水的深度處理與回用工程技術(shù)領(lǐng) 域，更具體地說，涉及一種用于污水廠尾水深度處理的高效脫氮濕地系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，污水一般在經(jīng)過污水處理廠處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后，被直接排放到水域中。 但由于污水處理廠尾水中各污染物濃度仍然較高，特別是CODcr及TN指標(biāo)，相對于地表V 類水還有很大差距，當(dāng)尾水直接排入封閉、半封閉或調(diào)節(jié)能力不強(qiáng)的水域時，極易引發(fā)溶解 氧下降、水體富營養(yǎng)化等嚴(yán)重的環(huán)境問題。如何對污水處理廠尾水進(jìn)行深度處理，進(jìn)一步減 輕水體污染負(fù)荷，成為一項(xiàng)迫切需要解決的問題。現(xiàn)有的人工濕地技術(shù)具有投資少、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)，已經(jīng)成為污水處理廠尾水 深度處理的重要技術(shù)手段。但污水處理廠尾水在進(jìn)行人工濕地處理時，因進(jìn)水碳氮比C/N 比較低，難以進(jìn)行生物反硝化脫氮，總氮的去除主要靠植物吸收及濕地基質(zhì)吸附，效果不明 顯。為解決這一難題，國內(nèi)多個研究單位和企業(yè)也做了大量研究，形成了多種濕地脫氮工 藝。主要的解決方法是向濕地體系中投加碳源，如甲醇、乙醇、葡萄糖等物質(zhì)，這種方法雖 然能得到較高的脫氮效率，但運(yùn)行成本也較高；另外有些方法將秸稈切碎作為濕地外加碳 源，但并未考慮尾水中氨氮的去除，同時該研究中也缺乏對秸稈水解控制的深入研究。還有 方法采用垂直流、表面流濕地、生物氧化塘等綜合處理辦法，可以利用大量沉水植物補(bǔ)充碳 源，據(jù)報(bào)道，對總氮也有很好的去除效果，但這種方法的缺點(diǎn)在于占地面積大，不適宜于大 規(guī)模的應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有污水脫氮濕地系統(tǒng)中存在的污水處 理效果差的缺陷，提供一種污水處理效果好的用于污水廠尾水深度處理的高效脫氮濕地系 統(tǒng)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種用于污水廠尾水深度 處理的高效脫氮濕地系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括依次連通的生物硝化池、水解脫氮池、生態(tài)補(bǔ)碳床、 垂直流人工濕地和放流池；所述生物硝化池內(nèi)設(shè)有彈性塑料填料層，所述水解脫氮池內(nèi)設(shè) 有生物介質(zhì)填料層。所述生物硝化池包括池體和曝氣系統(tǒng)；所述池體設(shè)有進(jìn)水管口、出水管口、彈性塑 料組合填料層和用于支撐彈性塑料填料層的支架；所述曝氣系統(tǒng)包括曝氣器和鼓風(fēng)機(jī)，所 述曝氣器和所述鼓風(fēng)機(jī)通過氣管連接；所述曝氣器位于所述支架的下方，所述曝氣器為微 孔曝氣器。所述水解脫氮池通過隔墻分成若干個格子，所述水解脫氮池內(nèi)設(shè)有生物介質(zhì)填料 層，所述生物介質(zhì)填料層為樹皮填料層、植物秸稈填料層或樹皮、植物秸稈混合填料層。所述生態(tài)補(bǔ)碳床通過隔墻分為前后兩段且在隔墻底部相通，前段為礫石填料補(bǔ)碳床段，后段為秸稈、木屑與礫石混合物補(bǔ)碳床段。所述垂直流人工濕地設(shè)有人工濕地填料層，所述人工濕地填料層從上往下依次包 括表面土壤層、砂層和礫石層；所述礫石層為活性鈣礫石層；所述垂直流人工濕地池內(nèi)的 布水系統(tǒng)采用分支布管方式。所述放流池的出水端設(shè)有多級重力跌水復(fù)氧設(shè)施。本實(shí)用新型污水處理效果好。污水廠尾水依次流過本系統(tǒng)中的生物硝化池、水解 脫氮池、生態(tài)補(bǔ)碳床、垂直流人工濕地和放流池后，脫氮效率較傳統(tǒng)的人工濕地系統(tǒng)有大幅 提高，達(dá)到90%以上；

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了對本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì) 說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖1所示，本實(shí)用新型的高效脫氮濕地系統(tǒng)包括生物硝化池20、水解脫氮池21、 生態(tài)補(bǔ)碳床22、垂直流人工濕地23池和放流池M ；生物硝化池20通過生物填料的硝化實(shí) 現(xiàn)污水中氨氮的去除，水解脫氮池21通過生物填料的水解產(chǎn)生微生物反硝化所需碳源，實(shí) 現(xiàn)污水脫氮，生態(tài)補(bǔ)碳床22 —方面通過生物填料的水解產(chǎn)生微生物反硝化所需碳源，實(shí)現(xiàn) 污水脫氮；另一方面通過礫石填料攔截水解脫氮池中的顆粒物等，防止后續(xù)濕地工藝堵塞。生物硝化池20內(nèi)設(shè)有彈性塑料填料層6，水解脫氮池21內(nèi)設(shè)有生物介質(zhì)填料層 7。下面對實(shí)用新型的各個組成部分進(jìn)行詳述生物硝化池20本實(shí)用新型中的生物硝化池20 —般為矩形，池壁為防滲鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，即抗?jié)B 混凝土池壁2，防滲等級為S6，池內(nèi)含有彈性塑料填料層6且安裝有曝氣系統(tǒng)。彈性塑料填 料層6的下方安裝有支架，曝氣系統(tǒng)包括曝氣器5，曝氣器5與鼓風(fēng)機(jī)3之間連接有氣管4， 曝氣器5位于支架的下方，曝氣器5為微孔曝氣器5。系統(tǒng)正式運(yùn)行后，在彈性塑料填料層 6的表面會形成一層薄的生物膜，生物膜外表面為好氧微生物，生物膜內(nèi)表面附著生長多種 缺氧及厭氧微生物；通過鼓風(fēng)機(jī)3向硝化池內(nèi)輸送氧氣，供好氧微生物進(jìn)行硝化作用，將廢 水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，由于生物膜內(nèi)表面為缺氧環(huán)境，在此條件下，反硝化菌通過反硝 化作用將部分硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為N2，釋放至空氣中，實(shí)現(xiàn)部分總氮的去除。水解脫氮池21本實(shí)用新型中的水解脫氮池21池體為防滲鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，水解脫氮池21依處 理規(guī)模分成若干個格子，比如4-8格，各個格子之間用隔墻8隔開且互不連通，并聯(lián)運(yùn)行，便 于在對其中的一格進(jìn)行清污時，不影響整個系統(tǒng)的運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行后，向水解脫氮池21內(nèi) 定期投放樹皮，樹皮具有表面積大，吸附能力強(qiáng)，并且由于其表面凸凹不平的天然構(gòu)造，非 常適宜于微生物的生長繁殖，在系統(tǒng)長期運(yùn)行過程中，樹皮還不斷分解出微生物反硝化所需碳源，促進(jìn)反硝化完成。另外，也可將濕地系統(tǒng)中的植物秸稈經(jīng)過切碎后，投入到本池中， 通過秸稈水解向水體緩慢釋放可利用碳源，保證反硝化脫氮過程的進(jìn)行，同時，實(shí)現(xiàn)廢物的 再利用。水解脫氮池21內(nèi)的填料為樹皮或植物秸稈或樹皮與植物秸稈的混合物。樹皮主要指表面粗糙度較高的植物樹皮，如松樹樹皮。通過實(shí)驗(yàn)證明，在使用本系 統(tǒng)處理城市污水廠尾水時，噸水處理樹皮用量在0. 05-0. 15kg之間，相應(yīng)樹皮更換周期在4 月至12月之間。實(shí)際的用量及更換周期可根據(jù)水質(zhì)的具體參數(shù)進(jìn)行分析確定。生態(tài)補(bǔ)碳床22本實(shí)用新型中的生態(tài)補(bǔ)碳床22分為兩段前段為礫石填料補(bǔ)碳床段9，所選礫石 為大顆粒礫石，后段為秸稈、木屑與礫石混合物補(bǔ)碳床段(11)，其填料主要是濕地植物秸 稈、木屑與礫石混合物。水流經(jīng)過時，礫石表面溶解的Ca2+離子固定水中部分P043—離子，去 除部分磷；大顆粒礫石另一重要功能是對污水中少量懸浮物進(jìn)行預(yù)過濾，減少人工濕地堵 塞的風(fēng)險(xiǎn)；污水經(jīng)過生態(tài)補(bǔ)碳床22后段時，與秸稈、木屑等充分接觸，可獲得秸稈、木屑分 解產(chǎn)物，再次補(bǔ)充系統(tǒng)碳源，保證人工濕地處理階段對總氮的去除。生態(tài)補(bǔ)碳床22的表面 設(shè)有土層，污水出口處設(shè)有出水槽12。垂直流人工濕地23本實(shí)用新型中的人工濕地為垂直流人工濕地23，人工濕地填料層14從上往下依 次包括表面土壤層、砂層和礫石層；礫石層為活性鈣礫石層。上層栽種各種濕地景觀植物， 污水通過布水管13進(jìn)入人工濕地后，沿垂直方向依次通過表面土壤層、植物根系、砂層、礫 石層，最后進(jìn)入底部集水管16。此階段通過植物根系的吸收、濕地內(nèi)微生物的氧化、硝化、反 硝化等多重作用去除C0Dcr、B0D5、N、P等污染物。在這一階段，微生物利用前處理階段補(bǔ)充 的碳源，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)TN的高脫除率。放流池M本實(shí)用新型中的放流池M中設(shè)置不同高度的控制閥19和溢流堰18，用來控制濕 地系統(tǒng)內(nèi)部水位高度。放流池M末端設(shè)多級重力跌水復(fù)氧設(shè)施，增加水體氧含量。本實(shí)用新型的動態(tài)過程是污水處理廠尾水由進(jìn)水管1進(jìn)入生物硝化池20，鼓風(fēng) 機(jī)3開始曝氣，生長在彈性塑料填料層6上的微生物利用污水中的有機(jī)物進(jìn)行硝化反應(yīng)，將 污水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮；污水從生物硝化池20流出進(jìn)入水解脫氮池21，在水解脫氮池 21內(nèi)填有樹皮、秸稈等生物介質(zhì)，利用樹皮的吸附作用去除污染物質(zhì)，同時，樹皮凸凹不平 的表面為各種微生物創(chuàng)造良好的生存環(huán)境，樹皮及秸稈生物填料的緩慢水解，也為微生物 提供反硝化所需碳源，起到強(qiáng)化脫氮的作用。水解硝化池內(nèi)還布置有隔墻8，將水解硝化池 分為多格并聯(lián)，有利于清淤及填料更換。污水從水解脫氮池21流出進(jìn)入生態(tài)補(bǔ)碳床22，生 態(tài)補(bǔ)碳床22分為兩段前段主要填充大顆粒礫石填料，粒徑40-60mm，后段中主要填充濕地 植物秸稈、木屑與礫石混合物。前段中的大顆粒礫石對污水中少量懸浮物進(jìn)行預(yù)過濾，減少 人工濕地堵塞的風(fēng)險(xiǎn)，同時負(fù)擔(dān)部分磷的去除；污水經(jīng)過生態(tài)補(bǔ)碳床22后段時，與秸稈、木 屑等充分接觸，可獲得秸稈、木屑分解產(chǎn)物，再次補(bǔ)充系統(tǒng)碳源，保證人工濕地處理階段對 總氮的去除。生態(tài)補(bǔ)碳床22出水通過出水槽12進(jìn)入垂直流人工濕地23，濕地底部做防滲 土工膜，布水系統(tǒng)采用分支布水管13，濕地植物15選用脫氮除磷效果好的薦草、香蒲、蘆葦 等。處理后的水通過濕地底部集水管16進(jìn)入放流池M，然后通過出水控制閥19流出系統(tǒng)。本系統(tǒng)處理污水處理廠尾水時，表面水力負(fù)荷可達(dá)到Im3V2 · d。[0031]系統(tǒng)運(yùn)行成本低。本系統(tǒng)使用樹皮作為主要生物介質(zhì)，運(yùn)行成本低；同時可充分利 用濕地收割植物，如薦草、香蒲、蘆葦?shù)冉斩捵鳛橥饧犹荚?，解決濕地植物收割后的利用問題。通過實(shí)施本實(shí)用新型的高效脫氮濕地系統(tǒng)，當(dāng)參數(shù)為CODcr 48mg/L, B0D58. Omg/ L，NH3-N 4. 7mg/L, TN 8. Omg/L的污水依次通過水力停留時間為池的生物硝化池20、水 力停留時間為他的水解脫氮池21、水力停留時間為池的生態(tài)補(bǔ)碳床22、水力停留時間為 24h的垂直流人工濕地23、停留時間為15min的放流池M后，出水參數(shù)為CODcr 28mg/L, B0D53. 5mg/L, NH3-N 1. 8mg/LTN 1. 6mg/L，水質(zhì)達(dá)到地表 V 類水水質(zhì)。上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上 述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況 下，還可做出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于污水廠尾水深度處理的高效脫氮濕地系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括依次 連通的生物硝化池(20)、水解脫氮池(21)、生態(tài)補(bǔ)碳床(22)、垂直流人工濕地(23)和放流 池(24)；所述生物硝化池(20)內(nèi)設(shè)有彈性塑料填料層(6)，所述水解脫氮池(21)內(nèi)設(shè)有生 物介質(zhì)填料層(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效脫氮濕地系統(tǒng)，其特征在于所述生物硝化池(20)包括 池體和曝氣系統(tǒng)；所述池體設(shè)有進(jìn)水管口、出水管口、彈性塑料組合填料層(6)和用于支撐 彈性塑料填料層(6)的支架；所述曝氣系統(tǒng)包括曝氣器(5)和鼓風(fēng)機(jī)(3)，所述曝氣器(5)和 所述鼓風(fēng)機(jī)(3)通過氣管(4)連接；所述曝氣器(5)位于所述支架的下方，所述曝氣器(5) 為微孔曝氣器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效脫氮濕地系統(tǒng)，其特征在于所述水解脫氮池(21)通過 隔墻(8)分成若干個格子，所述水解脫氮池(21)內(nèi)設(shè)有生物介質(zhì)填料層(7)，所述生物介質(zhì) 填料層(7)為樹皮填料層、植物秸稈填料層或樹皮、植物秸稈混合填料層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效脫氮濕地系統(tǒng)，其特征在于所述生態(tài)補(bǔ)碳床(22)通過 隔墻分為前后兩段且在隔墻底部相通，前段為礫石填料補(bǔ)碳床段(9)，后段為秸稈、木屑與 礫石混合物補(bǔ)碳床段(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效脫氮濕地系統(tǒng)，其特征在于所述垂直流人工濕地(23) 設(shè)有人工濕地填料層(14)，所述人工濕地填料層(14)從上往下依次包括表面土壤層、砂層 和礫石層；所述礫石層為活性鈣礫石層；所述垂直流人工濕地(23)池內(nèi)的布水系統(tǒng)采用分 支布管方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效脫氮濕地系統(tǒng)，其特征在于所述放流池(24)的出水端 設(shè)有多級重力跌水復(fù)氧設(shè)施。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于污水廠尾水深度處理的高效脫氮濕地系統(tǒng)，屬于污水的深度處理與回用工程技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)依次連通有生物硝化池、水解脫氮池、生態(tài)補(bǔ)碳床、垂直流人工濕地和放流池。本實(shí)用新型針對現(xiàn)有人工濕地技術(shù)在處理污水處理廠尾水時存在的缺點(diǎn)，提出了一種高效脫氮濕地系統(tǒng)，該系統(tǒng)能有效解決污水處理廠尾水的脫氮難題，處理后水質(zhì)全面達(dá)到地表V類水標(biāo)準(zhǔn)，能有效減輕水體污染負(fù)荷，防止水體發(fā)生富營養(yǎng)化。
文檔編號C02F3/32GK201850198SQ201020571009
公開日2011年6月1日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者李樹存, 韓勇剛, 黃建華 申請人:深圳市立雅水務(wù)發(fā)展有限公司