申請日2016.05.17

　　公開(公告)日2016.08.31

　　IPC分類號C02F3/32

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種人工濕地系統(tǒng)及采用人工濕地系統(tǒng)處理氮磷廢水的方法，該系統(tǒng)包括由上至下依次設(shè)置的：布水區(qū)，用于將氮磷廢水引入所述人工濕地系統(tǒng);功能區(qū)，用于去除氮磷廢水中的氮磷元素;以及排水區(qū)，用于將去除氮磷元素之后的廢水排出所述人工濕地系統(tǒng)。該人工濕地系統(tǒng)可以調(diào)配氮磷廢水中的離子含量配比，有利于氮磷廢水在功能區(qū)形成鳥糞石晶種，使氮磷元素能有效形成鳥糞石肥沉積于填料表面，從而促進該系統(tǒng)對廢水中氮磷元素的截留、吸附和富集，濕地植物根系不斷分解并吸收氮磷物質(zhì)與鳥糞石不斷生成達到動態(tài)平衡。該人工濕地系統(tǒng)可長期穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，脫氮除磷效率高，并且能夠給植物持續(xù)供給肥料，同時實現(xiàn)了環(huán)保要求與資源的合理利用。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種人工濕地系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括由上至下依次設(shè)置的：

　　布水區(qū)，用于將氮磷廢水引入所述人工濕地系統(tǒng);

　　功能區(qū)，用于去除氮磷廢水中的氮磷元素;以及

　　排水區(qū)，用于將去除氮磷元素之后的廢水排出所述人工濕地系統(tǒng);

　　所述布水區(qū)包括布水器(2)以及與所述布水器(2)的進水口(3)連通的進水調(diào)配池(1)，用于調(diào)配氮磷廢水的pH值和離子含量配比;

　　所述功能區(qū)包括由上至下依次設(shè)置的覆蓋層(4)、濾料層(5)和過渡層(6)，所述覆蓋層(4)上種植有濕地植物(9);

　　所述排水區(qū)包括排水層(7)和出水口(8)，所述排水層(7)內(nèi)水平設(shè)置有與所述出水口(8)連通的排水管。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述布水器(2)為選自穿孔布水管、布水噴頭和旋轉(zhuǎn)布水器中的一種或幾種。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述布水器(2)為穿孔布水管。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述覆蓋層(4)的厚度為40-80mm，填料粒徑為10-18mm;所述濾料層(5)的厚度為400-700mm，填料粒徑為1-10mm;所述過渡層(6)的厚度為80-150mm，填料粒徑為4-8mm。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述排水管在水平方向設(shè)有均勻分布的開孔，且所述排水管外側(cè)包裹有過濾網(wǎng)。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述排水層(7)厚度為200-400mm，填料粒徑為10-18mm。

　　7.一種采用人工濕地系統(tǒng)處理氮磷廢水的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

　　(1)啟動階段：使氮磷廢水進入進水調(diào)配池(1)，調(diào)節(jié)氮磷廢水的pH值和離子含量配比，得到調(diào)配廢水，其中，所述離子含量配比為NH4+、PO43-和Mg2+的摩爾比;

　　關(guān)閉出水口(8)，使所述調(diào)配廢水進入人工濕地系統(tǒng)并浸泡功能區(qū)填料;

　　(2)正常運行階段：開啟人工濕地系統(tǒng)的出水口(8)，使氮磷廢水進入所述人工濕地系統(tǒng)，經(jīng)由布水器(2)進入所述功能區(qū)去除氮磷元素后排出系統(tǒng)。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述調(diào)配廢水的pH值為8-9，所述調(diào)配廢水中的NH4+、PO43-和Mg2+的摩爾比為1：(0.9-1.1)：(2-5)。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述浸泡的時間大于70h。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述正常運行階段的水力停留時間大于2h。

　　說明書

　　一種人工濕地系統(tǒng)及采用人工濕地系統(tǒng)處理氮磷廢水的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，具體地，涉及一種人工濕地系統(tǒng)及采用人工濕地系統(tǒng)處理氮磷廢水的方法。

　　背景技術(shù)

　　隨著經(jīng)濟發(fā)展，我國水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象急劇增多，河流湖泊水華時有發(fā)生。氮、磷元素是造成水體富營養(yǎng)化的主要因素，人工濕地作為一種生態(tài)型廢水深度處理手段得到了廣泛的應(yīng)用。人工濕地去除氮磷和有機污染的原理是利用系統(tǒng)內(nèi)部填料基質(zhì)、植物、微生物的物理沉淀、化學(xué)吸附、生物吸收分解和轉(zhuǎn)化等三重協(xié)同作用實現(xiàn)。氮、磷元素是一種植物生長所需的主要肥料，但是污水中的氮磷分散在水中，不利于植物吸收。目前應(yīng)用人工濕地處理廢水主要為依靠填料基質(zhì)進行化學(xué)吸附去除氮磷，這種方法存在容易飽和、再生困難，吸附后的氮磷也很難被植物利用的缺點。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是提供一種人工濕地系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以解決現(xiàn)有的人工濕地系統(tǒng)處理廢水易飽和、難再生，且吸附后的氮磷難以被植物利用的問題。

　　為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種人工濕地系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括由上至下依次設(shè)置的：

　　布水區(qū)，用于將氮磷廢水引入所述人工濕地系統(tǒng);

　　功能區(qū)，用于去除氮磷廢水中的氮磷元素;以及

　　排水區(qū)，用于將去除氮磷元素之后的廢水排出所述人工濕地系統(tǒng);

　　所述布水區(qū)包括布水器以及與所述布水器的進水口連通的進水調(diào)配池，用于調(diào)配氮磷廢水的pH值和離子含量配比;

　　所述功能區(qū)包括由上至下依次設(shè)置的覆蓋層、濾料層和過渡層，所述覆蓋層上種植有濕地植物;

　　所述排水區(qū)包括排水層和出水口，所述排水層內(nèi)水平設(shè)置有與所述出水口連通的排水管。

　　可選地，所述布水器為選自穿孔布水管、布水噴頭和旋轉(zhuǎn)布水器中的一種或幾種。

　　可選地，所述布水器為穿孔布水管。

　　可選地，所述覆蓋層的厚度為40-80mm，填料粒徑為10-18mm;所述濾料層的厚度為400-700mm，填料粒徑為1-10mm;所述過渡層的厚度為80-150mm，填料粒徑為4-8mm。

　　可選地，所述排水管在水平方向設(shè)有均勻分布的開孔，且所述排水管外側(cè)包裹有過濾網(wǎng)。

　　可選地，所述排水層厚度為200-400mm，填料粒徑為10-18mm。

　　根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種采用人工濕地系統(tǒng)處理氮磷廢水的方法，該方法包括如下步驟：

　　(1)啟動階段：使氮磷廢水進入進水調(diào)配池，調(diào)節(jié)氮磷廢水的pH值和離子含量配比，得到調(diào)配廢水，其中，所述離子含量配比為NH4+、PO43-和Mg2+的摩爾比;

　　關(guān)閉出水口，使所述調(diào)配廢水進入人工濕地系統(tǒng)并浸泡功能區(qū)填料;

　　(2)正常運行階段：開啟人工濕地系統(tǒng)的出水口，使氮磷廢水進入所述人工濕地系統(tǒng)，經(jīng)由布水器進入所述功能區(qū)去除氮磷元素后排出系統(tǒng)。

　　可選地，所述調(diào)配廢水的pH值為8-9，所述調(diào)配廢水中的NH4+、PO43-和Mg2+的摩爾比為1：(0.9-1.1)：(2-5)。

　　可選地，所述浸泡的時間大于70h。

　　可選地，所述正常運行階段的水力停留時間大于2h。

　　通過在人工濕地系統(tǒng)中設(shè)置包括進水調(diào)配池和布水器的布水區(qū)以及包括多層填料結(jié)構(gòu)的功能區(qū)，可以調(diào)配氮磷廢水中的離子含量配比，有利于氮磷廢水在功能區(qū)形成鳥糞石晶種，使氮磷元素能有效形成鳥糞石肥沉積于填料表面，從而促進該人工濕地系統(tǒng)對廢水中氮磷元素的截留、吸附和富集，濕地植物根系不斷分解并吸收氮磷物質(zhì)與鳥糞石不斷生成達到動態(tài)平衡。該人工濕地系統(tǒng)可長期穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，脫氮除磷效率高，可以顯著降低水中富營養(yǎng)物質(zhì)含量，并且能夠給植物持續(xù)供給肥料，同時實現(xiàn)了環(huán)保要求與資源的合理利用。

　　本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。