CN107151056A - 一种增强反硝化作用的水平潜流人工湿地*** - Google Patents

一种增强反硝化作用的水平潜流人工湿地*** Download PDF

Info

Publication number
CN107151056A
CN107151056A CN201710497513.1A CN201710497513A CN107151056A CN 107151056 A CN107151056 A CN 107151056A CN 201710497513 A CN201710497513 A CN 201710497513A CN 107151056 A CN107151056 A CN 107151056A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water channel
bed body
baffle
matrix
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201710497513.1A
Other languages
English (en)
Inventor
于鲁冀
梁亦欣
范鹏宇
陈涛
张振兴
袁建磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Environmental Technology Consulting Engineering Co Ltd Of Zhengzhou University
Original Assignee
Environmental Technology Consulting Engineering Co Ltd Of Zhengzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Environmental Technology Consulting Engineering Co Ltd Of Zhengzhou University filed Critical Environmental Technology Consulting Engineering Co Ltd Of Zhengzhou University
Priority to CN201710497513.1A priority Critical patent/CN107151056A/zh
Publication of CN107151056A publication Critical patent/CN107151056A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/32—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
    • C02F3/302—Nitrification and denitrification treatment
    • C02F3/305—Nitrification and denitrification treatment characterised by the denitrification

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)

Abstract

本发明之目的是提供一种增强反硝化作用的水平潜流人工湿地***，包括设置在基质床体左右两边的布水渠和收水渠，布水渠与基质床体间装有开孔的布水板，收水渠与基质床体间有与布水板结构相同开孔的收水板，收水渠右侧壁上自上而下依次装有用于调节水位的第一出水管、第二出水管和第三出水管，布水渠的外侧壁上装有进水管，基质床体底部平铺有微孔曝气管，基质床体装有第一挡板和第二挡板，第一挡板、第二挡板之间构成生态基质架安装槽，生态基质架安装槽内装有生态基质架，生态基质架上装有若干中空填料球，本发明结构简单，新颖独特，使用、维护方便，实用性强，运行费用低，大大增强水平潜流湿地的脱氮能力，效果好，经济和社会效益显著。

Description

一种增强反硝化作用的水平潜流人工湿地***
技术领域
本发明涉及环境保护，特别是一种增强反硝化作用的水平潜流人工湿地***。
背景技术
由于污水处理厂排放标准与地表水环境质量标准之间存在一定差距，直排入河的污水厂即使执行最严格的排放标准仍无法满足地表水Ⅴ类水体水质要求，因此人工湿地技术，特别是作为污水处理厂尾水深度处理的人工湿地得到越来越多的关注，在我国北方地区正得到大力推广应用。目前，污水处理厂对COD和氨氮的去除较为彻底，但由于碳源的缺乏，反硝化作用往往不彻底，污水厂尾水硝态氮和TN浓度普遍较高，C/N比往往低与2.0。大量监测数据表明，在无碳源补充的情况下，人工湿地在对污水厂尾水进行深度净化时，TN的去除率一般不超过20%，出水TN浓度仍较高，易导致尾水受纳水体富营养化，使得人工湿地技术受到质疑。
目前常用补充甲醇、乙酸、蔗糖溶液等液态碳源的方式解决水体C/N比低，TN去除效果不佳的问题，但投加液态碳源成本较高，效果维持时间短，投加量不好掌握，易造成二次污染；此外，还有使用玉米芯、小麦秸秆等农业废弃物作为天然纤维素缓释碳源投加到湿地***中，实现碳源的缓释、长期释放；如：专利申请号为CN201410683823.9的发明专利公开了一种强化冬季微污染水体脱氮的水平潜流湿地***，该***通过在水平潜流湿地***的中后端投加玉米芯作为缓释碳源，出水TN去除率达到40%。但由于现有的湿地***不具备重复添加碳源的功能，玉米芯在湿地***中分解完毕后无法重新添加，碳源释放完后即转变为普通水平潜流湿地，TN除去率降低，因此，在使用天然纤维素碳源增强水平潜流人工湿地反硝化作用的水平的基础上，如何实现碳源的缓慢可控释放和可更换是需要解决的技术问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的是提供一种增强反硝化作用的水平潜流人工湿地***，可有效解决现有技术中人工湿地缓释碳源更换不方便，反硝化不足，TN的去除率低，出水TN浓度高，易导致尾水受纳水体富营养化的问题。
本发明解决的技术方案是，包括平行设置在基质床体左右两边的布水渠和收水渠，布水渠与基质床体间装有开孔的布水板，收水渠与基质床体间有与布水板结构相同开孔的收水板，收水渠右侧壁上自上而下依次装有用于调节水位的第一出水管、第二出水管和第三出水管，布水渠的外侧壁（即图中左侧壁）上装有进水管，基质床体内由上而下铺设有第一基质层、第二基质层和底部的防渗土工膜层，所述第一基质层为小粒径的砾石层，所述第二基质层为质量比的砾石：沸石：铁屑=60:39:1的混合基质；基质床体靠近布水渠的一端1/2段的底部平铺有微孔曝气管，基质床体离布水渠的2/3的位置处装有相对平行竖直向上的开孔的第一挡板和第二挡板，第一挡板、第二挡板之间构成生态基质架安装槽，生态基质架安装槽内装有生态基质架，生态基质架包括固定装在第一挡板、第二挡板之间的横向骨架和悬挂于横向骨架上的向下可拆卸式悬挂架，沿悬挂架向下装有若干中空填料球，填料球内填充有专利申请号为CN201610929155.2的制备方法制备的生态基质颗粒。
本发明结构简单，新颖独特，使用、维护方便，实用性强，运行费用低，大大增强水平潜流湿地的脱氮能力，TN去除率高，效果好，经济和社会效益显著。
附图说明
图1为本发明的剖面结构主视图；
图2为本发明的布水板（或收水板）的结构主视图；
图3为本发明第一挡板（或第二挡板）的结构主视图；
图4为本发明生态基质架安装槽剖面结构主视图；
图5为本发明悬挂架螺栓卡扣结构主视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明：
如图1-5所示，本发明包括平行设置在基质床体5左右两边的布水渠1和收水渠6，布水渠1与基质床体5间装有开孔的布水板2，收水渠6与基质床体5间有与布水板2结构相同开孔的收水板7，收水渠6右侧壁上自上而下依次装有用于调节水位的第一出水管11-1、第二出水管11-2和第三出水管11-3，布水渠1的外侧壁（即图中左侧壁）上装有进水管1-1，基质床体5内由上而下铺设有第一基质层10-1、第二基质层10-2和底部的防渗土工膜层10-3，所述第一基质层10-1为小粒径的砾石层，所述第二基质层10-2为质量比的砾石：沸石：铁屑=60:39:1的混合基质；基质床体5靠近布水渠1的一端1/2段的底部平铺有微孔曝气管3，基质床体5离布水渠1的2/3的位置处装有相对平行竖直向上的开孔的第一挡板4-1和第二挡板4-2，第一挡板4-1、第二挡板4-2之间构成生态基质架安装槽8，生态基质架安装槽8内装有生态基质架，生态基质架包括固定装在第一挡板4-1、第二挡板4-2之间的横向骨架9-1和悬挂于横向骨架9-1上的向下可拆卸式悬挂架9-2，沿悬挂架9-2向下装有若干中空填料球12，填料球12内填充有专利申请号为CN201610929155.2的制备方法制备的生态基质颗粒。
为了保证使用效果和使用方便，
所述的生态基质颗粒为专利申请号CN201610929155.2的制备方法制成的颗粒，包括以下步骤：（1）配料：生态基质颗粒是由以下重量计的原料制成：高渗透性多孔无机材料50%～75%、无机结 合料20%～25%和缓释碳源3%～5%； 所述的高渗透性多孔无机材料为：硅藻土、钙基膨润土或沸石粉中的2种或3种的混合 物； 所述的无机结合料为普通硅酸盐水泥、粉煤灰或矿渣硅酸盐水泥的一种，或两种的混 合物；所述的缓释碳源为玉米芯；（2）玉米芯改性：将玉米芯粉碎成过40-60目筛的颗粒，加入质量浓度2%的氢氧化钠溶 液，浸泡2-4h，用清水冲洗至pH为中性，60℃烘箱中烘干，紫外光照射10h，得改性玉米芯；（3）造粒：将高渗透性多孔无机材料、无机结合料和改性玉米芯使用搅拌机搅拌混合均 匀，置入造粒机造粒，在20～25r/min，向造粒机内喷水，使原料逐渐滚动成直径9-12mm的球 形颗粒；（4）养护：将制好的球形颗粒平铺在平板上，置于阴凉处，养护3-5天，每天早晚各洒水 一次，洒水至颗粒表面湿润，晾干，即成生态基质颗粒。
所述布水渠1宽度为基质床体5长度的1/20-25，收水渠6与布水渠1宽度相同。
所述基质床体5是由钢筋混凝土砌筑成的长方形，其长宽比为2：1，高2m，底面是由自下而上的20cm厚的素土层、1.5mm厚的HDPE防渗布层和10cm厚的粘土层构成的复合体。
所述第一挡板4-1、第二挡板4-2开孔的孔径为布水板2开孔孔径的1/2，开孔数量为布水板2开孔数量的2倍。
所述生态基质架安装槽8与布水渠1宽度相同。
所述横向骨架9-1为直径为20mm的不锈钢管，所述悬挂架9-2为直径为10mm的中空不锈钢管，所述中空填料球12直径为10cm。
所述悬挂架9-2经螺栓卡扣13固定在横向骨架9-1上，实现了生态基质的快速安装及更换。
所述第一基质层10-1的砾石粒径为0.5cm。
所述第二基质层10-2的砾石粒径为1.0-2.0cm，沸石粒径为1.0-2.0cm，铁屑粒径为0.5-1.0cm。
所述第一基质层10-1上种植有芦苇、香蒲、或黄花鸢尾。
所述微孔曝气管3是由PVC制成的直径为3cm的圆形空心管，空心管上每间隔0.2m开有直径为0.3cm的通气孔。
本发明的使用情况是，曝气管长度为基质床体的一半，通过在基质床体前半段曝气，湿地床内水体溶解氧可达到4～6mg/L，促进硝化细菌的生长繁殖，使水体中的NH3-N基本完全转化为NO3-N，水流流过曝气段，经过一段基质后进入生态基质悬挂槽中，由于生态基质颗粒持续释放碳源，水体中C/N比迅速升高，溶解氧则降低至0.5～1mg/L，水体处于缺氧状态，促进异养反硝化微生物大量生长繁殖，将水体中的NO3-N转化为N2，彻底从水中去除；填料球内装填专利申请号为CN201610929155.2的强化脱氮生态基质颗粒，生态基质颗粒内的碳源可持续释放6～8个月，碳源释放完后，将竖向悬挂架拆卸后取出，更换内部的生态基质颗粒后放回安装槽中即可；本发明通过微孔曝气管曝气、生态基质和基质床体内混合基质的优化布局，形成前段曝气强化硝化、中后段生态基质补充碳源强化反硝化的硝化—反硝化的氮循环湿地***，使氮污染转化为N2逸出水体，试验表明，该湿地***对TN的去除率可达到60%以上，是传统水平潜流人工湿地对TN去除率的2～3倍。
综上所述，本发明避免了传统湿地需要经常投加甲醇、乙酸等液态碳源，降低了湿地维护难度和运行成本，可以大大增强水平潜流湿地的脱氮能力，TN去除率大于60%，并且维护简单，与投加液态碳源的人工湿地相比，运行费用可降低40%，即费用降低1.5倍，节能环保，具有很强的实用性，是人工湿地技术的一大创新，有效解决污水厂尾水直排造成的水体富营养化问题，经济和社会效益巨大。

Claims (9)

1.一种增强反硝化作用的水平潜流人工湿地***，其特征是：包括平行设置在基质床体（5）左右两边的布水渠（1）和收水渠（6），布水渠（1）与基质床体（5）间装有开孔的布水板（2），收水渠（6）与基质床体（5）间有与布水板（2）结构相同开孔的收水板（7），收水渠（6）右侧壁上自上而下依次装有用于调节水位的第一出水管（11-1）、第二出水管（11-2）和第三出水管（11-3），布水渠（1）的外侧壁上装有进水管（1-1），基质床体（5）内由上而下铺设有第一基质层（10-1）、第二基质层（10-2）和底部的防渗土工膜层（10-3），所述第一基质层（10-1）为小粒径的砾石层，所述第二基质层（10-2）为质量比的砾石：沸石：铁屑=60:39:1的混合基质；基质床体（5）靠近布水渠（1）的一端1/2段的底部平铺有微孔曝气管（3），基质床体（5）离布水渠（1）的2/3的位置处装有相对平行竖直向上的开孔的第一挡板（4-1）和第二挡板（4-2），第一挡板（4-1）、第二挡板（4-2）之间构成生态基质架安装槽（8），生态基质架安装槽（8）内装有生态基质架，生态基质架包括固定装在第一挡板（4-1）、第二挡板（4-2）之间的横向骨架（9-1）和悬挂于横向骨架（9-1）上的向下可拆卸式悬挂架（9-2），沿悬挂架（9-2）向下装有若干中空填料球（12），填料球（12）内填充有专利申请号为CN201610929155.2的制备方法制备的生态基质颗粒。
2.根据权利要求1所述的增强反硝化作用的水平潜流人工湿地***，其特征是：所述布水渠（1）宽度为基质床体（5）长度的1/20-25，收水渠（6）与布水渠（1）宽度相同。
3.根据权利要求1所述的增强反硝化作用的水平潜流人工湿地***，其特征是：所述基质床体（5）是由钢筋混凝土砌筑成的长方形，其长宽比为2：1，高2m，底面是由自下而上的20cm厚的素土层、1.5mm厚的HDPE防渗布层和10cm厚的粘土层构成的复合体。
4.根据权利要求1所述的增强反硝化作用的水平潜流人工湿地***，其特征是：所述第一挡板（4-1）、第二挡板（4-2）开孔的孔径为布水板（2）开孔孔径的1/2，开孔数量为布水板（2）开孔数量的2倍。
5.根据权利要求1所述的增强反硝化作用的水平潜流人工湿地***，其特征是：所述生态基质架安装槽（8）与布水渠（1）宽度相同。
6.根据权利要求1所述的增强反硝化作用的水平潜流人工湿地***，其特征是：所述横向骨架（9-1）为直径为20mm的不锈钢管，所述悬挂架（9-2）为直径为10mm的中空不锈钢管，所述中空填料球（12）直径为10cm。
7.根据权利要求1所述的增强反硝化作用的水平潜流人工湿地***，其特征是：所述悬挂架（9-2）经螺栓卡扣（13）固定在横向骨架（9-1）上。
8.根据权利要求1所述的增强反硝化作用的水平潜流人工湿地***，其特征是：所述第一基质层（10-1）的砾石粒径为0.5cm；所述第二基质层（10-2）的砾石粒径为1.0-2.0cm，沸石粒径为1.0-2.0cm，铁屑粒径为0.5-1.0cm。
9.根据权利要求1所述的增强反硝化作用的水平潜流人工湿地***，其特征是：所述微孔曝气管（3）是由PVC制成的直径为3cm的圆形空心管，空心管上每间隔0.2m开有直径为0.3cm的通气孔。
CN201710497513.1A 2017-06-27 2017-06-27 一种增强反硝化作用的水平潜流人工湿地*** Withdrawn CN107151056A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710497513.1A CN107151056A (zh) 2017-06-27 2017-06-27 一种增强反硝化作用的水平潜流人工湿地***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710497513.1A CN107151056A (zh) 2017-06-27 2017-06-27 一种增强反硝化作用的水平潜流人工湿地***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107151056A true CN107151056A (zh) 2017-09-12

Family

ID=59795681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710497513.1A Withdrawn CN107151056A (zh) 2017-06-27 2017-06-27 一种增强反硝化作用的水平潜流人工湿地***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107151056A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108439590A (zh) * 2018-06-25 2018-08-24 郑州大学 一种河道原位硝态氮削减装置
CN110143667A (zh) * 2019-04-12 2019-08-20 北京林业大学 一种强化低c/n河湖水体硝酸盐氮去除的生态净化***
CN114772736A (zh) * 2022-04-13 2022-07-22 河南省宗祥环保工程有限公司 一种改良型人工湿地污水处理***

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102491583A (zh) * 2011-11-16 2012-06-13 温州大学 一种具有污水处理功能的人工湿地
CN202717631U (zh) * 2012-04-27 2013-02-06 湖北理工学院 一种水平潜流人工湿地碳氧联合调控脱氮***
CN104326574A (zh) * 2014-11-25 2015-02-04 郑州大学 强化冬季微污染水体脱氮的水平潜流湿地***
CN105236671A (zh) * 2015-09-30 2016-01-13 宁波南车电气设备有限公司 一种生态绿地污水处理***及其方法
CN206266322U (zh) * 2016-12-07 2017-06-20 郑州大学 一种微污染河流原位强化脱氮生态浮床装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102491583A (zh) * 2011-11-16 2012-06-13 温州大学 一种具有污水处理功能的人工湿地
CN202717631U (zh) * 2012-04-27 2013-02-06 湖北理工学院 一种水平潜流人工湿地碳氧联合调控脱氮***
CN104326574A (zh) * 2014-11-25 2015-02-04 郑州大学 强化冬季微污染水体脱氮的水平潜流湿地***
CN105236671A (zh) * 2015-09-30 2016-01-13 宁波南车电气设备有限公司 一种生态绿地污水处理***及其方法
CN206266322U (zh) * 2016-12-07 2017-06-20 郑州大学 一种微污染河流原位强化脱氮生态浮床装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108439590A (zh) * 2018-06-25 2018-08-24 郑州大学 一种河道原位硝态氮削减装置
CN110143667A (zh) * 2019-04-12 2019-08-20 北京林业大学 一种强化低c/n河湖水体硝酸盐氮去除的生态净化***
CN114772736A (zh) * 2022-04-13 2022-07-22 河南省宗祥环保工程有限公司 一种改良型人工湿地污水处理***
CN114772736B (zh) * 2022-04-13 2024-04-09 河南省宗祥环保工程有限公司 一种改良型人工湿地污水处理***

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102251459B (zh) 一种路面雨水集蓄净化利用***
CN110386727A (zh) 一种面向城市非行洪河道的垂直流—折流复式强化脱氮除磷防堵生态滤坝
CN103641270B (zh) 一种高负荷地下渗滤污水处理复合***
CN105236671B (zh) 一种生态绿地污水处理***及其方法
CN109081446A (zh) 一种脱氮除磷的复合填料人工湿地及污水处理方法
CN104828946B (zh) 一种强化反硝化的生物催化填料地下渗滤***
CN107151056A (zh) 一种增强反硝化作用的水平潜流人工湿地***
CN105753166B (zh) 水平潜流-两级充氧垂直潜流人工湿地污水处理***及方法
CN104556378B (zh) 一种农村生活污水的一体化处理***及其工艺
CN207861997U (zh) 填料式厌氧反应器联用人工湿地农村生活污水处理***
CN104478162B (zh) 一种适合水网型村镇沟渠污水处理的生物滤池
CN110241906A (zh) 雨水净化回用生物滞留***
CN112266140A (zh) 一种人工湿地生物膜耦合铁碳微电解填料
Galvão et al. Green walls with recycled filling media to treat greywater
CN211394183U (zh) 一种非行洪河道的垂直流—折流防堵生态滤坝
CN105314797A (zh) 一种污水污泥同步处理的蚯蚓生物滤池及其应用
WO2021196344A1 (zh) 一种标准模块化填料及水平潜流人工湿地
CN202785903U (zh) 一种适合处理农村生活污水的土地渗滤***
CN104986863B (zh) 一种农村生活污水人工湿地***及净化方法
CN207566982U (zh) 一种增强反硝化作用的水平潜流人工湿地***
CN208883669U (zh) 一种用于农村生活污水处理的一体化生物生态耦合装置
CN210595462U (zh) 一种双室人工快速渗滤污水净化***
CN211284063U (zh) 一种独户生活污水处理***
CN211078602U (zh) 一种集中式生活污水处理***
CN211226526U (zh) 一种改性碳纤维填料污水处理装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20170912