申請日2015.11.02
公開(公告)日2016.01.20
IPC分類號C02F9/14
摘要
本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及自清式微曝氣復(fù)合人工濕地污水處理系統(tǒng)及處理方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是傳統(tǒng)人工濕地溶解氧偏低，占地面積較大，填料易堵塞，對高濃度污水處理效果差等問題。本發(fā)明污水處理系統(tǒng)包括依次水流連通的包括由管道依次連接的預(yù)處理構(gòu)筑物、自清式微曝氣豎向折流濕地污水處理裝置、ANAMMOX脫氮型側(cè)向潛流人工濕地污水處理裝置和生物觀測塘。本發(fā)明的污水處理系統(tǒng)處理效率高，可適應(yīng)不同的水質(zhì)變化，脫氮效果好，自清式的人工濕地不易堵塞，可進(jìn)行反沖洗，出水水質(zhì)穩(wěn)定，確保了濕地系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行。
權(quán)利要求書
1.自清式微曝氣復(fù)合人工濕地污水處理系統(tǒng)，包括依次水流連通的預(yù)處理構(gòu)筑物、自清式微曝氣豎向折流濕地污水處理裝置、可實(shí)現(xiàn)ANAMMOX脫氮的側(cè)向潛流人工濕地污水處理裝置和生物觀測塘;其特征在于：
所述預(yù)處理構(gòu)筑物上設(shè)置有系統(tǒng)進(jìn)水管;
所述自清式微曝氣豎向折流濕地污水處理裝置由配水區(qū)、池體和集水區(qū)組成;待處理污水經(jīng)進(jìn)水管流入配水區(qū)，再以溢流的方式從配水區(qū)流入池體，經(jīng)池體處理后的出水采用溢流的方式流入集水區(qū);所述池體為多級不同處理功能的豎向折流濕地串聯(lián)而成，沿水流方向依次為厭氧濕地、碳氧化濕地和短程硝化-反硝化濕地，厭氧濕地和碳氧化濕地各采用一個單元池，短程硝化-反硝化濕地由若干單元池組成;厭氧濕地從底部到頂部依次設(shè)置有反沖洗管和填料層，碳氧化濕地和短程硝化-反硝化濕地從底部到頂部依次設(shè)置有反沖洗管、微曝氣管、填料層和水生植物，采用分級微曝氣方式，總的曝氣量的氣水比小于2︰1，并控制碳氧化濕地的曝氣量大于短程硝化-反硝化濕地，使碳氧化濕地中水的溶解氧達(dá)到1～2mg/L，短程硝化 -反硝化濕地水中的溶解氧達(dá)到0.5mg/L;
可實(shí)現(xiàn)ANAMMOX脫氮的側(cè)向潛流人工濕地污水處理裝置由自然復(fù)氧槽、側(cè)向潛流濕地床組成，其中一個自然復(fù)氧槽連接一個側(cè)向潛流濕地床組成一組單元池，多組單元池串聯(lián)沿梯度向下共同組成所述濕地污水處理裝置;所述自然復(fù)氧槽為跌躍式薄水層自然復(fù)氧槽;所述側(cè)向潛流濕地床包含濕地床體、布水管、集水管、填料、濕地植物和含ANAMMOX菌的沉積物;布水管和集水管均設(shè)置在側(cè)向潛流濕地床底部，分別布置在側(cè)向潛流濕地床的進(jìn)水端和出水端，以實(shí)現(xiàn)側(cè)向潛流濕地床中的水流均勻性，含ANAMMOX菌的沉積物鋪在填料上;
生物觀測塘中栽種水生植物，還設(shè)置有出水管，通過溢流的方式出水。
2.如權(quán)利要求1所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述自清式微曝氣豎向折流濕地污水處理裝置的池體設(shè)置有橫向隔墻，將池體沿水流方向分隔為單獨(dú)的單元池，上一個單元池的出水采用穿孔溢流的方式流入下一個單元池，并在穿孔處設(shè)置有一個閥門，以控制單元池的進(jìn)水和出水;每個單元池內(nèi)均設(shè)置有一個與水流方向垂直的橫向擋墻，將單元池分為前后兩段，橫向擋墻底部開孔，使每個單元池內(nèi)的水流能夠在濕地池中上下翻騰通過，形成折流式水流形態(tài)，避免死水區(qū)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述的微曝氣管包含曝氣主管、曝氣干管和曝氣支管，曝氣主管沿人工濕地外一側(cè)布置，曝氣主管上分出數(shù)根曝氣干管，每個單元池內(nèi)有至少一根曝氣干管，曝氣干管沿池壁向下并在池底橫向布置，曝氣干管上分出數(shù)根曝氣支管，曝氣支管縱向并排布置，曝氣主管和每根曝氣干管上均設(shè)置有閥門，所述曝氣管支管的曝氣孔直徑大小為1～3mm;所述的反沖洗管包含反沖洗主管、反沖洗干管和反沖洗支管，反沖洗管布置在池體底部，反沖洗主管沿人工濕地外一側(cè)布置，并接出數(shù)根反沖洗干管，每一根反沖洗干管橫向伸入一個單元池，反沖洗干管再接出縱向并排布置的反沖洗支管，反沖洗主管和每根干管上均設(shè)置有閥門;反沖洗主管上還設(shè)置有放空管;單元池還設(shè)置有溢流管，用于將反沖洗產(chǎn)生的污水排出。
4.如權(quán)利要求3所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述的曝氣孔沿曝氣支管軸向設(shè)置為兩排，兩排曝氣孔的中心線過曝氣支管軸心線的夾角為90°。
5.如權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于：可實(shí)現(xiàn)ANAMMOX脫氮的側(cè)向潛流人工濕地污水處理裝置的濕地床體的有效水深高度為0.4～0.6m。
6.如權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述自清式微曝氣豎向折流濕地污水處理裝置的濕地填料粒徑為10～50mm，根據(jù)水流方向，單元池內(nèi)填料粒徑依次降低。
7.如權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的污水處理系統(tǒng)，其特征在于：可實(shí)現(xiàn)ANAMMOX脫氮的側(cè)向潛流人工濕地污水處理裝置的填料為碎石、混凝土骨料或瓦礫中的一種或幾種，粒徑為5～10mm，根據(jù)水流方向，單元池內(nèi)填料粒徑依次降低。
8.權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述污水處理系統(tǒng)的處理方法，其特征在于：污水從系統(tǒng)進(jìn)水管進(jìn)入預(yù)處理構(gòu)筑物，然后依次由自清式微曝氣豎向折流濕地污水處理裝置和可實(shí)現(xiàn) ANAMMOX脫氮的側(cè)向潛流人工濕地污水處理裝置處理，然后進(jìn)入生物觀測塘;
自清式微曝氣豎向折流濕地污水處理裝置池體沿水流方向分為厭氧、好氧和微氧三段，其中厭氧段和好氧段各為1個單元池，分別作為厭氧濕地和碳氧化濕地，微氧段可根據(jù)水質(zhì)設(shè)置1或1個以上單元池，作為短程硝化-反硝化濕地;來自預(yù)處理構(gòu)筑物的污水由配水區(qū)流入?yún)捬醵蔚膮捬鯘竦貎?nèi)，在厭氧的環(huán)境中降解掉大部分難降解有機(jī)物;再流入好氧段的碳氧化濕地內(nèi)，在微曝氣和植物根系泌氧的協(xié)同作用下，使水中的溶解氧達(dá)到1～2mg/L，將碳污染物高效降解;最后流入微氧段的短程硝化-反硝化濕地內(nèi)，在微曝氣和植物根系泌氧的協(xié)同作用下，使水中的溶解氧達(dá)到0.5mg/L，為短程硝化反硝化提供適宜的環(huán)境，使得污水中的N 污染物得到高效去除，微氧段短程硝化-反硝化濕地的出水采用溢流的方式流入集水區(qū);整個自清式微曝氣豎向折流濕地污水處理裝置采用連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水的運(yùn)行方式，濕地表面水力負(fù)荷控制在2m3/(m2.d)以下，總的豎向折流濕地的水力停留時間控制在24h以上;
來自自清式微曝氣豎向折流濕地污水處理裝置集水區(qū)的污水由進(jìn)水管流入可實(shí)現(xiàn) ANAMMOX脫氮的側(cè)向潛流人工濕地污水處理裝置，污水由進(jìn)水管流入第一組單元池的自然復(fù)氧槽中，通過跌躍式薄水層自然復(fù)氧的方式增加污水中的溶解氧，再流入側(cè)向潛流濕地床中，濕地床體中布置有布水管、集水管、填料、濕地植物和含ANAMMOX菌的沉積物，濕地床豎向斷面上水質(zhì)條件均勻，整個濕地床內(nèi)部沿水流方向?yàn)橐粋�以厭缺氧為主的好氧、缺氧、厭氧的交替環(huán)境，在植物根系泌氧的協(xié)同作用下，污水總體處于微氧狀態(tài)，待處理污水中亞硝酸鹽的流入與厭缺氧的微環(huán)境為ANAMMOX菌生長提供適宜的環(huán)境，使得污水在側(cè)向潛流濕地中同時發(fā)生硝化、反硝化以及ANAMMOX反應(yīng)，污水中的碳源有機(jī)物沿程逐漸被消耗，C/N比不斷降低，同時去除污水中的N污染物;隨后污水流入下一組單元池的自然復(fù)氧槽中，再流入側(cè)向潛流濕地床中，繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)過多組單元池循環(huán)處理，直至達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn);整個處理過程采用連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水的運(yùn)行方式，進(jìn)水通過預(yù)處理方法控制COD 與TN濃度比值在2:1以下，進(jìn)水COD濃度在60mg/L以下，通過連續(xù)自然穩(wěn)定進(jìn)水，濕地床表面水力負(fù)荷控制在0.3m3/(m2.d)，總的側(cè)向潛流濕地的水力停留時間控制在18h以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于：可實(shí)現(xiàn)ANAMMOX脫氮的側(cè)向潛流人工濕地污水處理裝置的濕地床中沒有導(dǎo)板阻隔。
說明書
自清式微曝氣復(fù)合人工濕地污水處理系統(tǒng)及處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及自清式微曝氣復(fù)合人工濕地污水處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)
人工濕地是根據(jù)天然濕地凈化污水的原理，通過人工建造和監(jiān)督控制來強(qiáng)化其凈化能力的污水處理技術(shù)。它是由透水性的基質(zhì)、植物、水體、好氧或厭氧微生物種群和動物共同組成的復(fù)合系統(tǒng)。污水在人工濕地中經(jīng)過包括生物降解、過濾、沉淀和吸附等作用處理后，污水中的有機(jī)化合物、懸浮固體、一些含氮化合物、磷和病原菌都得到了極大的削減。
人工濕地處理技術(shù)是未來水質(zhì)提標(biāo)一大熱門處理技術(shù)，其具有投資省、效率高、環(huán)境效益好等優(yōu)點(diǎn)，非常適合中、小城鎮(zhèn)的污水處理。傳統(tǒng)的人工濕地包括表面流型、潛流型和垂直流型，但由于自身構(gòu)造的限制，使得溶解氧濃度偏低，占地面積較大，填料易堵塞等。在傳統(tǒng)的污水處理中，曝氣量通常為氣水比>3:1，有的甚至為10:1。而在污水廠的運(yùn)行中，曝氣機(jī)的耗電費(fèi)用占了很大部分，因此，如何在保證出水水質(zhì)的情況下又能降低氣水比，成為現(xiàn)今研究的熱點(diǎn)。根據(jù)美國于2000年對多個運(yùn)行中的人工濕地進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)有近50%的人工濕地系統(tǒng)在投入使用5年后出現(xiàn)了不同程度的堵塞。堵塞不僅會引起濕地過水能力的降低，從而導(dǎo)致大量污水壅積在濕地表面并阻隔氧氣向基質(zhì)層內(nèi)擴(kuò)散，降低濕地對污染物的去除效果，使出水水質(zhì)達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，此外堵塞還會縮短人工濕地的運(yùn)行壽命。尤其是對垂直流人工濕地，其堵塞問題較為嚴(yán)重。
氮素污染的加劇也是近年來引起我國湖泊、河流以及近海等水域水華和赤潮大規(guī)模爆發(fā)的重要因素之一，因此，如何去除氮素污染引起了人們的廣泛關(guān)注。近年來，隨著生物脫氮理論與技術(shù)的突破，以ANAMMOX工藝為代表的新型生物脫氮技術(shù)逐漸進(jìn)入人們視野。與傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)相比，ANAMMOX菌為化學(xué)自養(yǎng)型細(xì)菌，并且ANAMMOX反應(yīng)途徑較短，因此ANAMMOX反應(yīng)不需要堿度補(bǔ)償和投加有機(jī)碳源，只需要維持較低的溶解氧，即可實(shí)現(xiàn)當(dāng)廢水進(jìn)水C/N<3.4時或高氨氮廢水的脫氮反應(yīng)，從而節(jié)約了大量的能源和物料，節(jié)省運(yùn)行成本，具有可持續(xù)發(fā)展的意義。ANAMMOX反應(yīng)是微生物直接將NH4+-N和NO2-N反應(yīng)轉(zhuǎn)化為N2，達(dá)到脫氮的目的，其中作為電子受體的NO2-一般由氨轉(zhuǎn)化而來。
已見公知的人工濕地如CN102531187A“一種層疊式垂直流-水平潛流組合濕地處理生活污水的方法”、CN203639245U“一種組合人工濕地系統(tǒng)”、CN103708621A“一種組合人工濕地系統(tǒng)及其污水處理方法”等主要是對人工濕地的流態(tài)、填料進(jìn)行改造組合，其填料易堵塞，不適宜處理較高濃度的污水，占地面積較大。而在人工濕地中，將反沖洗自清技術(shù)、微曝氣技術(shù)和基于ANAMMOX脫氮原理的側(cè)向潛流濕地技術(shù)同時系統(tǒng)的應(yīng)用于人工濕地則未見報道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是傳統(tǒng)人工濕地溶解氧偏低，占地面積較大，填料易堵塞，對高濃度污水處理效果差。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
本發(fā)明提出的自清式微曝氣復(fù)合人工濕地污水處理系統(tǒng)包括依次水流連通的預(yù)處理構(gòu)筑物、自清式微曝氣豎向折流濕地污水處理裝置、可實(shí)現(xiàn)ANAMMOX脫氮的側(cè)向潛流人工濕地污水處理裝置和生物觀測塘;整個系統(tǒng)各部分的組成關(guān)系如下：
預(yù)處理構(gòu)筑物上設(shè)置有系統(tǒng)進(jìn)水管;
自清式微曝氣豎向折流濕地污水處理裝置由配水區(qū)、池體和集水區(qū)組成;待處理污水經(jīng)進(jìn)水管流入配水區(qū)，再通過溢流的方式從配水區(qū)流入池體，經(jīng)池體處理后的出水采用溢流的方式流入集水區(qū);所述池體為多級不同處理功能的豎向折流濕地串聯(lián)而成，沿水流方向依次為厭氧濕地、碳氧化濕地和短程硝化-反硝化濕地，厭氧濕地和碳氧化濕地各采用一個單元池，短程硝化-反硝化濕地由若干單元池組成;厭氧濕地從底部到頂部依次設(shè)置有反沖洗管和填料層，碳氧化濕地和短程硝化-反硝化濕地從底部到頂部依次設(shè)置有反沖洗管、微曝氣管、填料層和水生植物，采用分級微曝氣方式，總的曝氣量的氣水比小于2︰1，并控制碳氧化濕地的曝氣量大于短程硝化-反硝化濕地，使碳氧化濕地中水的溶解氧達(dá)到1～2mg/L，短程硝化-反硝化濕地水中的溶解氧達(dá)到0.5mg/L;
可實(shí)現(xiàn)ANAMMOX脫氮的側(cè)向潛流人工濕地污水處理裝置由自然復(fù)氧槽、側(cè)向潛流濕地床組成，其中一個自然復(fù)氧槽連接一個側(cè)向潛流濕地床組成一組單元池，多組單元池串聯(lián)沿梯度向下共同組成所述濕地污水處理裝置;所述自然復(fù)氧槽為跌躍式薄水層自然復(fù)氧槽;所述側(cè)向潛流濕地床包含濕地床體、布水管、集水管、填料、濕地植物和含ANAMMOX菌的沉積物;布水管和集水管均設(shè)置在側(cè)向潛流濕地床底部，分別布置在側(cè)向潛流濕地床的進(jìn)水端和出水端，以實(shí)現(xiàn)側(cè)向潛流濕地床中的水流均勻性，含ANAMMOX菌的沉積物鋪在填料上;
生物觀測塘中栽種水生植物，還設(shè)置有出水管，通過溢流的方式出水。
其中，自清式微曝氣豎向折流濕地污水處理裝置的池體設(shè)置有橫向隔墻，將池體沿水流方向分隔為單獨(dú)的單元池，上一個單元池的出水采用穿孔溢流的方式流入下一個單元池，并在穿孔處設(shè)置有一個閥門，以控制單元池的進(jìn)水和出水;每個單元池內(nèi)均設(shè)置有一個墻體與水流方向垂直的橫向擋墻，將單元池分為前后兩段，橫向擋墻底部開孔，使每個單元池內(nèi)的水流能夠在濕地池中上下翻騰通過，形成折流式水流形態(tài)，避免死水區(qū)。
其中，微曝氣管包含曝氣主管、曝氣干管和曝氣支管，曝氣主管沿人工濕地外一側(cè)布置，曝氣主管上分出數(shù)根曝氣干管，每個單元池內(nèi)有至少一根曝氣干管，曝氣干管沿池壁向下并在池底橫向布置，曝氣干管上分出數(shù)根曝氣支管，曝氣支管縱向并排布置，曝氣主管和每根曝氣干管上均設(shè)置有閥門，所述曝氣管支管的曝氣孔直徑大小為1～3mm;所述的反沖洗管包含反沖洗主管、反沖洗干管和反沖洗支管，反沖洗管布置在池體底部，反沖洗主管沿人工濕地外一側(cè)布置，并接出數(shù)根反沖洗干管，每一根反沖洗干管橫向伸入一個單元池，反沖洗干管再接出縱向并排布置的反沖洗支管，反沖洗主管和每根干管上均設(shè)置有閥門;反沖洗主管上還設(shè)置有放空管;單元池還設(shè)置有溢流管，用于將反沖洗產(chǎn)生的污水排出。
其中，曝氣孔沿曝氣支管軸向設(shè)置為兩排，兩排曝氣孔的中心線過曝氣支管軸心線的夾角為90°。
其中，可實(shí)現(xiàn)ANAMMOX脫氮的側(cè)向潛流人工濕地污水處理裝置的濕地床體的有效水深高度為0.4～0.6m。
其中，自清式微曝氣豎向折流濕地污水處理裝置的濕地填料粒徑為10～50mm，根據(jù)水流方向，單元池內(nèi)填料粒徑依次降低。
其中，可實(shí)現(xiàn)ANAMMOX脫氮的側(cè)向潛流人工濕地污水處理裝置的填料為碎石、混凝土骨料或瓦礫中的一種或幾種，粒徑為5～10mm，根據(jù)水流方向，單元池內(nèi)填料粒徑依次降低。
本發(fā)明還提供了所述污水處理系統(tǒng)的處理方法，總的過程是：污水從系統(tǒng)進(jìn)水管進(jìn)入預(yù)處理構(gòu)筑物，然后依次由自清式微曝氣豎向折流濕地污水處理裝置和可實(shí)現(xiàn)ANAMMOX脫氮的側(cè)向潛流人工濕地污水處理裝置處理，然后進(jìn)入生物觀測塘。
具體方法是：
自清式微曝氣豎向折流濕地污水處理裝置池體沿水流方向分為厭氧、好氧和微氧三段，其中厭氧段和好氧段各為1個單元池，分別作為厭氧濕地和碳氧化濕地，微氧段可根據(jù)水質(zhì)設(shè)置1或1個以上單元池，作為短程硝化-反硝化濕地;來自預(yù)處理構(gòu)筑物的污水由配水區(qū)流入?yún)捬醵蔚膮捬鯘竦貎?nèi)，在厭氧的環(huán)境中降解掉大部分難降解有機(jī)物;再流入好氧段的碳氧化濕地內(nèi)，在微曝氣和植物根系泌氧的協(xié)同作用下，使水中的溶解氧達(dá)到1～2mg/L，將碳污染物高效降解;最后流入微氧段的短程硝化-反硝化濕地內(nèi)，在微曝氣和植物根系泌氧的協(xié)同作用下，使水中的溶解氧達(dá)到0.5mg/L，為短程硝化反硝化提供了適宜的環(huán)境，使得污水中的N污染物得到高效去除，微氧段短程硝化-反硝化濕地的出水采用溢流的方式流入集水區(qū);整個自清式微曝氣豎向折流濕地污水處理裝置采用連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水的運(yùn)行方式，濕地表面水力負(fù)荷控制在2m3/(m2.d)以下，總的豎向折流濕地的水力停留時間控制在24h以上;
來自自清式微曝氣豎向折流濕地污水處理裝置集水區(qū)的污水由進(jìn)水管流入可實(shí)現(xiàn) ANAMMOX脫氮的側(cè)向潛流人工濕地污水處理裝置，污水由進(jìn)水管流入第一組單元池的自然復(fù)氧槽中，通過跌躍式薄水層自然復(fù)氧的方式增加污水中的溶解氧，再流入側(cè)向潛流濕地床中，濕地床體中布置有布水管、集水管、填料、濕地植物和含ANAMMOX菌的沉積物，濕地床豎向斷面上水質(zhì)條件均勻，整個濕地床內(nèi)部沿水流方向?yàn)橐粋�以厭缺氧為主的好氧、缺氧、厭氧的交替環(huán)境，在植物根系泌氧的協(xié)同作用下，污水總體處于微氧狀態(tài)，待處理污水中亞硝酸鹽的流入與厭缺氧的微環(huán)境為ANAMMOX菌生長提供適宜的環(huán)境，使得污水在側(cè)向潛流濕地中同時發(fā)生硝化、反硝化以及ANAMMOX反應(yīng)，污水中的碳源有機(jī)物沿程逐漸被消耗，C/N比不斷降低，同時去除污水中的N污染物;隨后污水流入下一組單元池的自然復(fù)氧槽中，再流入側(cè)向潛流濕地床中，繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)過多組單元池循環(huán)處理，直至達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn);整個處理過程采用連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水的運(yùn)行方式，進(jìn)水通過預(yù)處理方法控制COD 與TN濃度比值在2:1以下，進(jìn)水COD濃度在60mg/L以下，通過連續(xù)自然穩(wěn)定進(jìn)水，濕地床表面水力負(fù)荷控制在0.3m3/(m2.d)，總的側(cè)向潛流濕地的水力停留時間控制在18h以上。
其中，可實(shí)現(xiàn)ANAMMOX脫氮的側(cè)向潛流人工濕地污水處理裝置的濕地床中沒有導(dǎo)板阻隔。
本發(fā)明中，自清式微曝氣豎向折流濕地采用微曝氣的方式，進(jìn)一步提升了濕地填料層內(nèi)部的溶解氧含量，植物根系釋氧和曝氣相結(jié)合保證了有機(jī)物能夠被順利的去除。與傳統(tǒng)的曝氣方式相比，微曝氣量小緩慢，適量的曝氣促進(jìn)了濕地中生物膜的發(fā)展,使其不會因大量曝氣對生物膜造成沖刷，同時減少礦物質(zhì)的積累,保證了填料之間的水流通路。另外微曝氣的方式也在保證出水水質(zhì)條件下，更加節(jié)省能耗，減少了運(yùn)行成本。
另外，自清式微曝氣豎向折流濕地所采用的是可調(diào)節(jié)的微曝氣方式，可通過閥門的啟閉對每一反應(yīng)單元的曝氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得本反應(yīng)器可以較靈活的適應(yīng)各種不同的水質(zhì)變化。當(dāng)進(jìn)水COD含量高時，可通過控制閥門使部分反應(yīng)單元進(jìn)行曝氣或者進(jìn)行間歇曝氣，進(jìn)而強(qiáng)化了反應(yīng)池的好氧—缺氧環(huán)境，強(qiáng)化有機(jī)物的去除效果;當(dāng)進(jìn)水COD含量較低時，可關(guān)閉微曝氣采用自然復(fù)氧來維持填料層溶解氧水平，進(jìn)一步節(jié)省能耗。
人工濕地的堵塞問題一直比較嚴(yán)重，運(yùn)行一段時間后均會出現(xiàn)不同程度的堵塞，且一旦堵塞難以修復(fù)。經(jīng)試驗(yàn)研究證明，人工濕地其污水中的有機(jī)質(zhì)主要被吸附截留在反應(yīng)器進(jìn)水部分，且沿污水流動方向填料層中的有機(jī)質(zhì)含量逐漸遞減。因而在本發(fā)明的自清式微曝氣豎向折流濕地中，前一個反應(yīng)池的填料粒徑較后一個反應(yīng)池的填料粒徑大，并配合微曝氣所形成的局部紊流沖刷作用，使得填料不易堵塞，并且使得反應(yīng)池靠后端也能吸附截留一定量的有機(jī)質(zhì)，使得后端也有較為充足的碳源來保證生物脫氮除磷的效果。在自清式微曝氣豎向折流濕地中增設(shè)了反沖洗系統(tǒng)，當(dāng)填料開始堵塞之后進(jìn)行反沖洗，可以提高填料層的滲透系數(shù)，保證了系統(tǒng)出水效果的穩(wěn)定，也有效地延長了人工濕地的使用壽命。
本發(fā)明的基于ANAMMOX脫氮原理的側(cè)向潛流濕地污水處理裝置的設(shè)置，進(jìn)一步吸附了前段出水的氮磷。同時，由于前端反應(yīng)池消耗了大部分的碳源，而氮元素未得到充分的去除，使得側(cè)向潛流濕地的進(jìn)水中C/N較低。為保證最終的出水達(dá)標(biāo)排放，在側(cè)向潛流床的前端設(shè)置有一個自然復(fù)氧槽，從而保證了在側(cè)向潛流床中進(jìn)行ANAMMOX生物脫氮提供適宜的環(huán)境。其中，自然復(fù)氧槽為已公開的CN102583760A“跌躍式薄水層人工濕地復(fù)氧槽”，水在通過自然復(fù)氧槽時，會形成5～20毫米厚薄水層，水在槽內(nèi)與空氣廣泛接觸，增加了側(cè)向潛流濕地床內(nèi)的溶解氧。
本發(fā)明的人工濕地的折流式和潛流式流態(tài)使水固接觸面積大，微曝氣的人工濕地通過底部曝氣，提高了水體中的溶解氧，強(qiáng)化了水體中的微生物的作用，進(jìn)而提高了濕地的水力負(fù)荷，故本系統(tǒng)的占地面積與同類濕地相比大幅減小。
本發(fā)明的生物觀測塘相當(dāng)于清水池的作用，塘中栽種水生植物，進(jìn)一步去除水中的污染物質(zhì)及病原菌等其他有毒有害物質(zhì)，最后通過溢流的方式出水。
本發(fā)明的有益效果：
1)微曝氣人工濕地可靈活調(diào)節(jié)微曝氣方式，處理效率高，可適應(yīng)不同的水質(zhì)變化，有機(jī)物的去除效果好：
2)自清式的人工濕地不易堵塞，可進(jìn)行反沖洗，出水水質(zhì)穩(wěn)定;確保了濕地系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行;
3)基于ANAMMOX脫氮原理的側(cè)向潛流濕地床進(jìn)一步保證了出水中氮元素的去除;在每一級之間增設(shè)的自然復(fù)氧槽優(yōu)化了濕地的富氧能力，無需人工曝氣即可保證整個側(cè)向潛流濕地床中形成低氧環(huán)境，即可實(shí)現(xiàn)ANAMMOX生物脫氮，節(jié)省能耗;
4)自清式微曝氣負(fù)荷人工濕地污水處理系統(tǒng)占地面積較小，工藝流程短、運(yùn)行管理簡便;本發(fā)明中各管路上均設(shè)有閥門，通過控制閥門的啟閉即可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行模式的控制切換，加之整個反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，不易堵塞，故此種反應(yīng)器的工藝流程短、運(yùn)行管理簡便;
5)由于本發(fā)明的濕地系統(tǒng)存在著反沖洗等情況，可以將本發(fā)明中的自清式微曝氣人工濕地和側(cè)向潛流人工濕地進(jìn)行多組平行運(yùn)行，以保證連續(xù)處理來水，并且可以根據(jù)實(shí)際水質(zhì)水量等增加或減少單元格，合理使用，提高效率。
