一种脱氮除磷人工湿地工艺技术的制作方法

本发明涉及一种污水处理领域，具体涉及一种污水的人工湿地处理技术。

技术背景：

目前，我国的水资源污染现象非常严重，许多地表水如河流、湖泊等都受到了不同程度的污染，严重制约着我国经济的可持续发展，危害人民群众的身体健康。随着国家对环境保护投入的不断加大，地表水环境的治理和生态恢复工作也在各个地方逐渐开展起来，其中应用最广泛的工艺技术就是人工湿地技术。由于人工湿地投资少、运行管理方便、景观生态效果好，因此非常适合大流域的河流和湖泊水环境的治理。

目前普遍采用的人工湿地技术主要就是将潜流湿地和表流湿地工艺组合运用，这种方式对于水体的COD去除具有良好的效果，但是对氮和磷的去除效果并不理想。因为氮的去除需要通过微生物的硝化作用和反硝化作用来完成，而实现这一点需要微生物分别在好氧条件和缺氧条件下才能完成。目前的潜流湿地和表流湿地都没有重点创造这样的环境条件，而主要是以好氧为主，因此，很难取得良好的除氮效果。

磷的去除则更困难，目前都是通过湿地植物的吸收，然后再通过人工收割湿地植物的方式而将磷去除，这种方法适合管理规范的湿地项目，一旦湿地项目无人管理，则当冬季到来时，湿地植物死亡后其枝叶又会落入水中腐烂变质，吸收的磷元素又重新回到水体当中。而氮和磷元素的存在是造成水体富营养化的主要原因，因此如何提高人工湿地对氮和磷的去除也成了目前人工湿地技术的重点发展方向之一。

技术实现要素：
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为了解决上述问题，本发明对目前国内普遍采用的人工湿地工艺技术进行分析，并结合公司实际工程中的经验，主要通过控制水深的方式，在湿地中建设好氧、缺氧环境的区域，在实现对水体中COD去除的同时，有针对性的解决人工湿地技术中的氮去除率低的问题，同时，在植物吸收除磷的基础上，增加物理化学方式，即设置方解石填料区域，当水流流过该区域时，水体中的磷酸根等于方解石中的碳酸钙成分发生化学反应，形成稳定的磷酸盐沉淀，实现从水体中的去除，强化了湿地的除磷效果。

本发明的工艺技术流程为：稳定塘+潜流湿地+深度净化塘+强化除磷单元，包括步骤如下。

1)污水首先进入稳定塘，进行初步预处理，稳定塘中水体流速较慢，深度较深，底部基本上呈厌氧状态，为微生物的厌氧反应创造条件，其有益效果是一方面能够去除水体中的部分悬浮物，降低后续潜流湿地堵塞的风险，另一方面有利于有机氮转变为氨氮，为后续硝化反应创造条件，同时实现将水中的大分子有机物水解转化小分子有机物，提高可生化性。

2)潜流湿地的主要作用是降解污水中的COD污染，同时在潜流湿地内部有硝化反应，氨氮转化为硝态氮，为后续反硝化反应创造条件。

3)深度净化塘深度较稳定塘浅，较表流湿地深，一般塘内底部水体为缺氧环境，其有益效果是能够为反硝化反应创造良好条件，将硝态氮转化为氮气，从而实现从水体中的去除。

4)强化除磷单元是本项技术中除磷的主要单元，单元内设置有方解石填料，其有益效果是污水中的正磷酸盐能与方解石中的Ca²⁺离子反应生成磷酸钙或羟基磷灰石沉淀而得以去除，提高湿地的除磷效果。

附图说明：

图1工艺流程示意图

图2单元布置示意图

具体实施方式：

以图2为例，污水首先进入稳定塘①，深度为2～3m，塘内可以铺设人工水草，为微生物提供附着点，形成生物膜；为实现更好的处理效果，布水方式最好采用顶部进水底部出水。在稳定塘①内部分有机氮转化为氨氮、大分子有机物水解为小分子有机物，悬浮物得到一定的去除，大大提高后续系统的稳定性和处理效率。

稳定塘①出水进入潜流湿地②中，潜流湿地②可以采用垂直流的形式，也可以采用水平流的形式，视具体工程而定，这部分技术已经比较成熟，其主要作用是去除污水中的COD，同时进行硝化作用，将氨氮转化为硝态氮。

潜流湿地②后端设置深度净化塘③，深度一般为1.5～2.0m，水力停留时间一般为3-7天，塘内可设置挺水植物、浮叶植物、沉水植物等，也可增设人工水草，提高处理效率，其主要作用是进一步去除COD，同时将硝态氮转化为氮气，使之进入大气环境从而实现水体氮源污染的去除，是本套工艺技术中除氮的核心环节。

深度净化塘③出水进入强化除磷单元④，单元内设置有方解石填料，填料可以埋没于水面下方，也可以以坝的形式使污水从其缝隙中流过。方解石填料对磷酸盐具有较强的固定能力，具有无毒无害、价格便宜、比表面积大、吸附性好的特点，污水中的正磷酸盐能与方解石中的Ca²⁺离子反应生成磷酸钙或羟基磷灰石沉淀而得以去除，是本套工艺技术中除磷的核心环节。