公布日：2023.03.24
申請日：2022.03.09
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)N;C02F3/32(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種低碳氮比生活污水的多級處理系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)包括進(jìn)水管路、第一潛流濕地、第二潛流濕地和第三潛流濕地，進(jìn)水管路分別與第一潛流濕地和第二潛流濕地連接，第一潛流濕地、第二潛流濕地和第三潛流濕地依次串聯(lián)連接，第三潛流濕地上設(shè)有末端出水管。該方法將低碳比的生活污水通過進(jìn)水管路分別進(jìn)入第一潛流濕地和第二潛流濕地，生活污水進(jìn)入第一潛流濕地和第二潛流濕地分為三個階段。該系統(tǒng)簡單，易于構(gòu)建，構(gòu)建成本低，運行費用低，維護(hù)簡單。該方法脫氮碳源消耗低，可節(jié)省碳源，降低噸水處理成本，同時出水達(dá)標(biāo)穩(wěn)定性高，具有較強的耐沖擊負(fù)荷能力，工程實際應(yīng)用價值大。
權(quán)利要求書
1.一種低碳氮比生活污水的多級處理系統(tǒng)，其特征在于：包括進(jìn)水管路、第一潛流濕地、第二潛流濕地和第三潛流濕地，進(jìn)水管路分別與第一潛流濕地和第二潛流濕地連接，第一潛流濕地、第二潛流濕地和第三潛流濕地依次串聯(lián)連接，第三潛流濕地上設(shè)有末端出水管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳氮比生活污水的多級處理系統(tǒng)，其特征在于：所述的進(jìn)水管路包括進(jìn)水主管、第一進(jìn)水支管和第二進(jìn)水支管，進(jìn)水主管的一端分別與第一進(jìn)水支管和第二進(jìn)水支管的一端連接，第一進(jìn)水支管上設(shè)有第一水閥，第二進(jìn)水支管上設(shè)有第二水閥，第一進(jìn)水支管的另一端與第一潛流濕地的上部連接，第一潛流濕地上部設(shè)有第一出水管，第一出水管與第二潛流濕地上部連接，第二進(jìn)水支管的另一端與第一出水管連接，第二潛流濕地的底部設(shè)有第二出水管，第二出水管與第三潛流濕地底部連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳氮比生活污水的多級處理系統(tǒng)，其特征在于：還包括曝氣機構(gòu)，曝氣機構(gòu)包括多個微孔曝氣機，第一潛流濕地中設(shè)有承托隔板，承托隔板上開設(shè)有呈網(wǎng)狀分布的通孔，承托隔板上方從下至上依次填充有陶粒層和淤泥質(zhì)土層，多個微孔曝氣機位于承托隔板下方，且多個微孔曝氣機均勻布設(shè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低碳氮比生活污水的多級處理系統(tǒng)，其特征在于：所述的曝氣機構(gòu)還包括曝氣控制器，曝氣控制器通過控制電路與多個微孔曝氣機連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的處理低碳氮比生活污水的多級系統(tǒng)，其特征在于：所述的第一潛流濕地的淤泥質(zhì)土層上種植有水生植物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳氮比生活污水的多級處理系統(tǒng)，其特征在于：所述的第二潛流濕地從上至下依次填充有塑性海綿層和礫石層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳氮比生活污水的多級處理系統(tǒng)，其特征在于：所述的第三潛流濕地從上至下依次填充有淤泥質(zhì)土層、碎石層和礫石層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳氮比生活污水的多級處理系統(tǒng)，其特征在于：所述的末端出水管設(shè)置于第三潛流濕地上部。
9.一種低碳氮比生活污水的多級處理方法，其特征在于包括如下步驟：將低碳比的生活污水通過進(jìn)水管路分別進(jìn)入第一潛流濕地和第二潛流濕地，生活污水進(jìn)入第一潛流濕地和第二潛流濕地分為三個階段，具體如下：第一階段：生活污水進(jìn)入第一潛流濕地和第二潛流濕地的體積比為4:6-8，整個處理系統(tǒng)的水力停留時間為1.4-1.6d；第二階段：生活污水進(jìn)入第一潛流濕地和第二潛流濕地的體積比為5:5-6，整個處理系統(tǒng)的水力停留時間為1.2-1.4d；第三階段：生活污水進(jìn)入第一潛流濕地和第二潛流濕地的體積比為6:4-5，整個處理系統(tǒng)的水力停留時間為0.9-1.1d。
發(fā)明內(nèi)容
基于上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供了一種低碳氮比生活污水的多級處理系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)簡單，易于構(gòu)建，構(gòu)建成本低，運行費用低，維護(hù)簡單。該方法脫氮碳源消耗低，可節(jié)省碳源，降低噸水處理成本，同時出水達(dá)標(biāo)穩(wěn)定性高，具有較強的耐沖擊負(fù)荷能力，工程實際應(yīng)用價值大。
實現(xiàn)發(fā)明上述目的所采用的技術(shù)方案為：
一種低碳氮比生活污水的多級處理系統(tǒng)，包括進(jìn)水管路、第一潛流濕地、第二潛流濕地和第三潛流濕地，進(jìn)水管路分別與第一潛流濕地和第二潛流濕地連接，第一潛流濕地、第二潛流濕地和第三潛流濕地依次串聯(lián)連接，第三潛流濕地上設(shè)有末端出水管。
所述的進(jìn)水管路包括進(jìn)水主管、第一進(jìn)水支管和第二進(jìn)水支管，進(jìn)水主管的一端分別與第一進(jìn)水支管和第二進(jìn)水支管的一端連接，第一進(jìn)水支管上設(shè)有第一水閥，第二進(jìn)水支管上設(shè)有第二水閥，第一進(jìn)水支管的另一端與第一潛流濕地的上部連接，第一潛流濕地上部設(shè)有第一出水管，第一出水管與第二潛流濕地上部連接，第二進(jìn)水支管的另一端與第一出水管連接，第二潛流濕地的底部設(shè)有第二出水管，第二出水管與第三潛流濕地底部連接。
還包括曝氣機構(gòu)，曝氣機構(gòu)包括多個微孔曝氣機，第一潛流濕地中設(shè)有承托隔板，承托隔板上開設(shè)有呈網(wǎng)狀分布的通孔，承托隔板上方從下至上依次填充有陶粒層和淤泥質(zhì)土層，多個微孔曝氣機位于承托隔板下方，且多個微孔曝氣機均勻布設(shè)。
所述的曝氣機構(gòu)還包括曝氣控制器，曝氣控制器通過控制電路與多個微孔曝氣機連接。
所述的第一潛流濕地的淤泥質(zhì)土層上種植有水生植物。
所述的第二潛流濕地從上至下依次填充有塑性海綿層和礫石層。
所述的第三潛流濕地從上至下依次填充有淤泥質(zhì)土層、碎石層和礫石層。
所述的末端出水管設(shè)置于第三潛流濕地上部。
一種低碳氮比生活污水的多級處理方法，包括如下步驟：
將低碳比的生活污水通過進(jìn)水管路分別進(jìn)入第一潛流濕地和第二潛流濕地，生活污水進(jìn)入第一潛流濕地和第二潛流濕地分為三個階段，具體如下：
第一階段：生活污水進(jìn)入第一潛流濕地和第二潛流濕地的體積比為4:6-8，整個處理系統(tǒng)的水力停留時間為1.4-1.6d；
第二階段：生活污水進(jìn)入第一潛流濕地和第二潛流濕地的體積比為5:5-6，整個處理系統(tǒng)的水力停留時間為1.2-1.4d；
第三階段：生活污水進(jìn)入第一潛流濕地和第二潛流濕地的體積比為6:4-5，整個處理系統(tǒng)的水力停留時間為0.9-1.1d。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果和優(yōu)點在于：
1、城市的生活污水分段進(jìn)入該系統(tǒng)的第一潛流濕地和第二潛流濕地內(nèi)，污水中氨態(tài)氮在第一潛流濕地內(nèi)被硝化菌氧化為硝酸鹽氮后流入第二潛流濕地，在第二潛流濕地中可直接利用原污水中有機物進(jìn)行反硝化脫氮，提高有機物利用率和氮的去除率。
2、該系統(tǒng)將潛流濕地多級分段連接，能形成較好的厭氧、好氧環(huán)境，同時可降低濕地填料層堵塞頻率。
3、原污水中的氨態(tài)氮被第一潛流濕地內(nèi)具有硝化功能的微生物氧化為硝酸鹽氮，富含硝酸鹽氮的污水流入第二潛流濕地，第二潛流濕地內(nèi)具有反硝化功能的微生物利用分段進(jìn)入的原污水中的碳源首先將硝酸鹽氮還原為亞硝酸鹽氮，然后還原為氮氣，在這個過程中，第二潛流濕地內(nèi)同時存在氨態(tài)氮和亞硝酸鹽氮。在較好的厭氧環(huán)境下，厭氧氨氧化菌在氨態(tài)氮和亞硝酸鹽氮同時存在的環(huán)境中能夠快速地生長、富集，而厭氧氨氧化菌可強化低碳比生活污水的生化脫氮能力。
4、在厭氧氨氧化菌生長富集期，第三潛流濕地內(nèi)植物根系和填料的阻截吸附作用、植物的吸收和微生物的代謝等作用可保證出水總氮達(dá)標(biāo)排放；在厭氧氨氧化菌生長富集至具有一定強化脫氮功能后，第三潛流濕地能提高本系統(tǒng)的氮去除負(fù)荷，同時增強系統(tǒng)的耐沖擊負(fù)荷。
5、相較于其他形式的凈化反應(yīng)容器，潛流濕地獨特的布水、收水功能即可實現(xiàn)“泥水”的完全混合，無需額外增設(shè)攪拌設(shè)備，運維簡單，同時具備良好景觀功能。
（發(fā)明人：陳建飛;徐恒;段昌兵;鄭晨;肖磊;楊威）
