一种人工湿地截留进水颗粒碳源的处理方法与流程

本发明涉及人工湿地领域，具体涉及垂直流人工湿地。本发明公开了一种人工湿地截留进水颗粒碳源的处理方法。

背景技术：

污废水中一般都含有一定浓度的颗粒碳源，因此截留颗粒碳源用于反硝化处理是废水处理系统中非常重要的一个环节，特别是对于含高浓度颗粒碳源的废水。传统的预处理方法如过滤、沉淀等可以有效截留大颗粒碳源，对于细小的颗粒碳源处理效果不佳且需人工转移滤出的颗粒碳源。

人工湿地目前在我国已有超过30％的区域使用，其废水处理类型有生活污水、工业废水、农业废水、食品加工废水等，规模为1000-20000m³/d。人工湿地对废水中颗粒碳源截留率可达到80％以上，且具有投资少、能耗低、维护简单等特点，因此在处理含颗粒碳源的废水方面具有较大优势。

人工湿地在运行过程中存在湿地堵塞问题，湿地堵塞后运行负荷下降，出水水质受到影响，且堵塞后湿地恢复较困难。因此，人工湿地通常用于处理二级或三级出水，而本发明将人工湿地直接用于处理含颗粒碳源废水，且可稳定运行10年之久。

技术实现要素：

根据垂直流人工湿地特点，本发明提供了一种人工湿地截留进水颗粒碳源的处理方法，通过垂直流人工湿地对颗粒碳源较高的去除率，扩展了人工湿地的反硝化脱氮适用范围，拓宽了颗粒碳源处理方法的内容。

本发明实现的技术方案如下：

一种人工湿地截留进水颗粒碳源的处理方法，所述预处理方法由3个并列运行的人工湿地单体组成，轮流运行，每个湿地单体运行3.5天，休息7天，最小流量为0.5m³/h·m²。

而且，预处理方法中人工湿地单体包括床体、进水管、布水管、基质、集水管、排水管和湿地植物，待处理废水经进水管和布水管均匀分布到湿地基质上，高颗粒碳源废水中悬浮固体被截留，充分降低后续处理过程中污染物负荷，处理后的出水由湿地底部集水管收集后从排水管排出。

而且，所述湿地床体相比一般湿地床体较高，床体两侧高于基质20-35cm。

而且，进水管比湿地基质高出40cm，进水管管径为160-200mm，布水管管径大于110mm。

而且，布水时布水管管口下方固定有30cm×30cm规格的薄钢板，防止布水时水流冲击过大将表层基质冲散，且布水时湿地表面水面高度不超过5cm，可有效避免短流。

而且，湿地基质由3层填料组成，上层填料采用粒径为2-6mm砾石，铺设厚度为40-80cm；中间层填料采用粒径为5-20mm砾石，铺设厚度为10-20cm；底层填料采用粒径为20-40/60mm砾石，铺设厚度为10-20cm。

而且，所述集水管和排水管向下坡度为1％。

而且，所述湿地植物需选用耐受性较强、茎秆粗壮的植物，如芦苇、香蒲等，植物种植密度为9-16丛/m²，植物种植有利于保持沉积层的良好渗滤性，同时在风的作用下茎秆摇摆被动曝气，有利于湿地有机质降解，有利于污泥累积过程中的脱水矿化等。

根据以上技术方案提出的这种截留颗粒碳源废水的处理方法，具有的优点和积极效果有：

1、本发明为一种人工湿地截留进水颗粒碳源的处理方法，该系统仅有3个并列运行的人工湿地单体组成，组成简单，在运行过程中几乎不需要人为外加能量，颗粒碳源的截留仅依靠废水重力即可实现，且颗粒碳源截留率可达90％以上，有效降低后续处理系统的污染物负荷。

2、本发明运行维护方便，仅需三个人工湿地单体轮转运行，每个湿地运行3.5天，休息7天。在湿地运行过程中固体颗粒碳源积累在湿地基质中，在湿地休息过程中污染物可通过好氧或厌氧降解去除一部分，因此每年湿地表面污泥厚度仅可增长2-3cm，可连续运行10-15年，在湿地表面污泥厚度达到20-30cm时清理。

3、本发明中湿地植物采用芦苇等耐受性较强，茎秆较粗壮的植物类型，在自然风力的摇动下，植物茎秆摇摆在湿地沉积物中产生孔隙，促使空气进入湿地沉积物内部，促进污染物好氧降解。

附图说明

图1为本发明截留进水中颗粒碳源的人工湿地处理单体的截面结构示意图。

图2为本发明截留进水中颗粒碳源的人工湿地处理单体的俯视结构示意图。

其中，1-进水管，2-布水管，3-薄钢板，4-上层基质，5-中层基质，6-下层基质，7-排气管，8-集水管，9-排水管，10-植物(芦苇等)。

具体实施方式

以下为结合附图叙述本发明的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种人工湿地截留进水颗粒碳源的处理方法，所述预处理方法共有3个并列运行的人工湿地单体组成，轮流运行，每个湿地单体运行3.5天，休息7天，最小流量为0.5m³/h·m²。

所述人工湿地单体包括床体、进水管、布水管、基质、集水管、排水管和湿地植物，待处理废水经进水管和布水管均匀分布到湿地基质上，进水中颗粒碳源被截留，充分降低后续处理过程中污染物负荷，处理后的出水由基质底部集水管收集后从排水管排出。

所述进水管1比湿地基质高出40cm，进水管管径为160-200mm，含有颗粒碳源的废水通过进水管引入该湿地单体。

所述布水管2处于进水管的分支上，布水管管径大于110mm，且在每处布水管(共4处)管口的下方固定有30cm×30cm规格的薄钢板3，布水管管口距离薄钢板高度约20-25cm，含有颗粒碳源的废水从布水管管口流出后落在薄钢板上，在重力冲击的作用下散开至湿地基质上层填料4上，上层填料4表面水面高度不超过5cm。

污水经植物10及上层填料4流向中层填料5、下层填料6，之后经过集水管8上的小孔进入集水管。基质层中的填料利用表面微孔及基质表面的阳离子对污水中的氮、磷、有机物等污染物进行吸附，基质表面附着的微生物也通过生物化学作用起到一定污染物去除的作用。

所述湿地植物需选用耐受性较强、茎秆粗壮的植物，如芦苇、香蒲等，植物种植密度为9-16丛/m²，植物种植有利于保持沉积层的良好渗滤性，同时在风的作用下茎秆摇摆被动曝气，有利于湿地有机质降解，有利于污泥累积过程中的脱水矿化等。

污水中颗粒碳源通过植物及基质层的吸附、截留等作用停留在湿地表面，在微生物的好氧、厌氧作用及湿地植物作用下降解、脱水矿化,可以用于反硝化脱氮。

所述集水管向下坡度为1％，废水进入集水管8后汇集通过排水管9排出，排气管7与排水管8连通，保证污水能够顺利进入集水管8并顺利排入排水管9排出。