【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及人工濕地領域，具體涉及一種強化脫氮除磷的下行式潛流人工濕地。
技術介紹
1、人工濕地主要利用基質、植物和微生物的共同作用來實現對污水的凈化效果，潛流人工濕地因占地面積小、去污效果相對較好而廣泛應用于污水處理廠尾水處理、再生水回用等領域。
2、由于我國污水廠出水碳氮比較低，傳統的潛流人工濕地難以滿足高效脫氮除磷的要求，潛流人工濕地分為水平潛流和垂直潛流，其中，垂直潛流人工濕地分為兩類，分別為上行式潛流人工濕地和下行式潛流人工濕地，水平潛流和上行式潛流濕地都處于淹沒狀態，區別僅在于水流方向一個是水平流，一個是垂直流；
3、上行式潛流人工濕地與水平潛流人工濕地長期保持厭氧環境，有利于反硝化細菌進行脫氮反應，但會造成聚磷菌污水中釋放磷，以及氨氮濃度過高；
4、下行式潛流濕地富氧條件相對較好，但也存在較多問題：
5、1)下行式潛流人工濕地上層降解有機物的好氧菌會與硝化細菌競爭氧，影響硝化細菌對氨氮的去除；
6、2)先好氧再厭氧的過程使碳源過早被好氧菌消耗掉，造成下行式潛流人工濕地深層反硝化細菌缺少碳源，影響硝氮的去除；
7、3)下行式潛流人工濕地上層好氧環境有利于聚磷菌吸收污水中的磷，但下層缺氧厭氧的環境則會造成聚磷菌向污水中釋放磷，影響下行式潛流人工濕地中磷的去除。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是提供一種強化脫氮除磷的下行式潛流人工濕地，以克服上述現有技術中的不足。
2、本專
3、強化吸附及厭氧生化層包括：由內至外依次包裹在布水支管外的鏤空管、厭氧填料層和硬質管，硬質管下半圓上開設孔洞，上半圓不開設孔洞，硬質管上單位長度總開孔面積小于布水支管開孔面積；
4、填料層中下部區域布置布氣管，布氣管的管壁上具有布氣孔，布氣管與氣泵相連。
5、本專利技術的有益效果是：
6、水流從布水干管流入布水支管，再通過布水支管上均勻分布的布水孔后經鏤空管流入厭氧填料層，由填料吸附，厭氧微生物生化反應后，污水從包裹厭氧填料層的硬質管下半圓上的孔洞流出，硬質管上單位長度總開孔面積小于布水支管開孔面積，使得厭氧填料層內形成積水，讓其呈現厭氧狀態，為濕地上層制造厭氧環境；
7、氣泵可以向布氣管內鼓入空氣，而進入布氣管內的空氣再經布氣管上的布氣孔流向填料層，以對填料層中下部區域充氣富氧，一方面可以為濕地深層提供好氧環境，促進硝化細菌等好氧微生物的生長與繁殖，提升氨氮及有機污染物的去除效率，另一方面可以對堵塞物質如胞外聚合物等進行礦化來緩解堵塞；
8、整個人工濕地隨著污水流動方向上層制造厭氧環境，中間為缺氧層，濕地下部通過充氧形成好氧層，在下行潛流人工濕地構建厭氧-缺氧-好氧反應層，厭氧環境下聚磷菌釋放少量的磷，然后儲存較多的能量，以便在好氧階段，吸收更多的磷；厭氧缺氧階段進行反硝化和厭氧氨氧化，利用有限的碳源有效脫氮，在好氧階段，分解有機物，降低總氮濃度。
9、在上述技術方案的基礎上，本專利技術還可以做如下改進。
10、進一步，布水支管上于四周開設布水孔，且所開布水孔的孔徑為8mm～10mm，硬質管上所開孔洞的孔徑為10mm～15mm。
11、進一步，硬質管下方布置將其下半圓包裹的外殼及集泥層，外殼為鏤空圓弧狀，集泥層位于硬質管最低點區域，硬質管經支撐及連接結構分別與外殼、集泥層相連；外殼內布置比表面積大、親水性好的繩狀人工水草，外殼側邊開設孔洞。
12、采用上述進一步的有益效果為：
13、厭氧填料層出水從硬質管下半圓所開孔洞流出并進入外殼內，然后污水經過繩狀人工水草進一步削減污染，最后通過外殼側邊上所開孔洞流出，而厭氧生化反應過程中所產生的污泥則在重力作用下沉淀在底部的集泥層內，實現污泥的收集，讓集泥層位于硬質管最低點區域，有利于收集污泥，以免污泥隨水流進入填料層內而造成濕地堵塞，從而避免濕地因污泥造成進一步污染。
14、進一步，外殼上所開設的孔洞孔徑略小于硬質管上所開設的孔洞孔徑，且單位長度范圍內開孔數目相同。
15、采用上述進一步的有益效果為：該設計使得集泥層、外殼及硬質管之間形成積水，也呈厭氧狀態，有利于繩狀人工水草上附著的微生物進一步生物強化去除污染物，同時縮小孔徑，不讓污泥外排，有利于讓厭氧生化產生的污泥都進入集泥層內。
16、進一步，外殼上所開設的孔洞孔徑為8mm～13mm。
17、進一步，布水支管的外徑為50mm～70mm，厭氧填料層的外徑為130mm～180mm，外殼的外徑為200mm～210mm，集泥層最下部距外殼的高度為150mm～200mm。
18、進一步，單個包裹布水支管的強化吸附及厭氧生化層的長度為0.8m～1m，布水支管上依次包裹多個強化吸附及厭氧生化層，布水支管傾斜布置。
19、采用上述進一步的有益效果為：集泥層整體上在水流方向上呈現一個坡度，借助污泥流動性讓集泥層所收集的污泥可以順著坡度流向低端，便于后續處理，采用模塊化的強化吸附及厭氧生化層，大大降低了施工難度，提高了施工效率。
20、進一步，集泥層內的污泥采用泵抽吸至人工濕地外。
21、采用上述進一步的有益效果為：將污泥及時抽吸走，避免污泥對濕地造成污染和堵塞等負面影響。
22、進一步，厭氧填料層采用粒徑5mm～15mm的沸石、粒徑5mm～15mm的火山巖和粒徑5mm～10mm的活性炭作為填料。
23、采用上述進一步的有益效果為：沸石對氨氮的吸附效果好，火山巖對磷的吸附效果好，活性炭對新型污染物、重金屬等有很好的吸附效果，布水支管流入潛流人工濕地污染濃度最大就集中于厭氧填料層中，故在厭氧填料層布置對常規污染物、重金屬及新型污染物吸附效果較好的材料能有效削減污染物濃度，減輕后續的生化反應壓力。
24、進一步，布氣管包括：布氣干管，布氣干管上分支出多根布氣支管，布氣支管的管壁上具有布氣孔，布氣干管與氣泵相連。
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1.一種強化脫氮除磷的下行式潛流人工濕地，包括：從上至下依次布置的種植層(1)、布水干管(3)、填料層(2)以及排水管(5)，所述布水干管(3)上分支出多根管壁上具有布水孔的布水支管(310)，其特征在于，所述布水支管(310)外包裹強化吸附及厭氧生化層(4)；所述強化吸附及厭氧生化層(4)包括：由內至外依次包裹在布水支管(310)外的鏤空管(410)、厭氧填料層(430)和硬質管(420)，所述硬質管(420)下半圓上開設孔洞，上半圓不開設孔洞，所述硬質管(420)上單位長度總開孔面積小于布水支管(310)開孔面積；
2.根據權利要求1所述一種強化脫氮除磷的下行式潛流人工濕地，其特征在于，所述布水支管(310)上于四周開設布水孔，且所開布水孔的孔徑為8mm～10mm，所述硬質管(420)上所開孔洞的孔徑為10mm～15mm。
3.根據權利要求1或2所述一種強化脫氮除磷的下行式潛流人工濕地，其特征在于，所述硬質管(420)下方布置將其下半圓包裹的外殼(440)及集泥層(450)，所述外殼(440)為鏤空圓弧狀，所述集泥層(450)位于硬質管(420)最低點
4.根據權利要求1或2或3所述一種強化脫氮除磷的下行式潛流人工濕地，其特征在于，所述外殼(440)上所開設的孔洞孔徑略小于硬質管(420)上所開設的孔洞孔徑，且單位長度范圍內開孔數目相同。
5.根據權利要求4所述一種強化脫氮除磷的下行式潛流人工濕地，其特征在于，所述外殼(440)上所開設的孔洞孔徑為8mm～13mm。
6.根據權利要求3所述一種強化脫氮除磷的下行式潛流人工濕地，其特征在于，所述布水支管(310)的外徑為50mm～70mm，所述厭氧填料層(430)的外徑為130mm～180mm，所述外殼(440)的外徑為200mm～210mm，所述集泥層(450)最下部距外殼(440)的高度為150mm～200mm。
7.根據權利要求3所述一種強化脫氮除磷的下行式潛流人工濕地，其特征在于，單個包裹布水支管(310)的強化吸附及厭氧生化層(4)的長度為0.8m～1m，所述布水支管(310)上依次包裹多個強化吸附及厭氧生化層(4)，所述布水支管(310)傾斜布置。
8.根據權利要求7所述一種強化脫氮除磷的下行式潛流人工濕地，其特征在于，所述集泥層(450)內的污泥采用泵抽吸至人工濕地外。
9.根據權利要求1所述一種強化脫氮除磷的下行式潛流人工濕地，其特征在于，所述厭氧填料層(430)采用粒徑5mm～15mm的沸石、粒徑5mm～15mm的火山巖和粒徑5mm～10mm的活性炭作為填料。
10.根據權利要求1所述一種強化脫氮除磷的下行式潛流人工濕地，其特征在于，所述布氣管包括：布氣干管(6)，所述布氣干管(6)上分支出多根布氣支管(610)，所述布氣支管(610)的管壁上具有布氣孔，所述布氣干管(6)與氣泵相連。
...【技術特征摘要】
1.一種強化脫氮除磷的下行式潛流人工濕地，包括：從上至下依次布置的種植層(1)、布水干管(3)、填料層(2)以及排水管(5)，所述布水干管(3)上分支出多根管壁上具有布水孔的布水支管(310)，其特征在于，所述布水支管(310)外包裹強化吸附及厭氧生化層(4)；所述強化吸附及厭氧生化層(4)包括：由內至外依次包裹在布水支管(310)外的鏤空管(410)、厭氧填料層(430)和硬質管(420)，所述硬質管(420)下半圓上開設孔洞，上半圓不開設孔洞，所述硬質管(420)上單位長度總開孔面積小于布水支管(310)開孔面積；
2.根據權利要求1所述一種強化脫氮除磷的下行式潛流人工濕地，其特征在于，所述布水支管(310)上于四周開設布水孔，且所開布水孔的孔徑為8mm～10mm，所述硬質管(420)上所開孔洞的孔徑為10mm～15mm。
3.根據權利要求1或2所述一種強化脫氮除磷的下行式潛流人工濕地，其特征在于，所述硬質管(420)下方布置將其下半圓包裹的外殼(440)及集泥層(450)，所述外殼(440)為鏤空圓弧狀，所述集泥層(450)位于硬質管(420)最低點區域，所述硬質管(420)經支撐及連接結構(470)分別與外殼(440)、集泥層(450)相連；所述外殼(440)內布置比表面積大、親水性好的繩狀人工水草(460)，所述外殼(440)側邊開設孔洞。
4.根據權利要求1或2或3所述一種強化脫氮除磷的下行式潛流人工濕地，其特征在于，所述外殼(440)上所開設的孔洞孔徑略小于硬質管(420)上所開設...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王躍昌，趙賢，蘇苑君，鄭麗君，楊春花，張舉亮，陳鋒，
申請(專利權)人：北京遠浪潮生態建設有限公司，
類型：發明
國別省市：
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