本發明專利技術公開了一種補充垂直流人工濕地固體碳源的方法及裝置，其步驟是：A、將碳源輸送管道安裝于垂直流人工濕地底部，濕地內安裝填料生物陶粒，種入植物美人蕉；B、將待添加的固體碳源材料經過堿處理的千屈菜裝入碳源輸送管道；C、將碳源輸送管道與濕地系統墻壁的密封口的PVC螺紋堵頭旋緊，避免濕地出現漏水。該裝置包括碳源輸送管道及密封口。其連接關系是：碳源輸送管道垂直于濕地墻壁進行安裝，管道直徑750～850mm，長度與濕地等長，管壁開孔，孔徑5～7mm，孔間距為150～200mm。管道與濕地墻壁兩端的接觸面采用PVC螺紋堵頭進行密封連接。該方法簡單易行，操作方便，能有效地提高了垂直流濕地的脫氮效率，節省碳源，經濟效益明顯。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于環境工程污水處理
，更具體涉及ー種補充垂直流人工濕地固體碳源的方法，同時還涉及一種補充垂直流人工濕地固體碳源方法的裝置，適用于低碳氮比污水的處理。
技術介紹
人工濕地是20世紀70年代發展起來的ー種新型的污水處理工藝，因其具有投資運行費用低、處理效果穩定、管理簡便、能夠因地制宜的構建等優點，近年來得到了較快的發展，被運用到越來越多的領域，其中包括生活污水、受污染地表水、面源污染、采礦廢水、農業和畜牧業污水以及水產養殖廢水的處理等方面。人工濕地系統通過多種機理去除進水中的氮，這些機理主要包括生物、物理和化學等幾方面的協同作用，主要有揮發、氨化、硝化反硝化、植物攝取和基質吸附等。研究表明，濕地中主要的除氮機理是微生物的硝化反硝化作用。硝化作用是在好氧條件下，微生物將NH4+-N氧化成N02—-N和N03—-N的過程。硝化作用分兩步進行第一步是NH4+-N氧化成N02 N的過程,這一過程由嚴格的好氧菌完成；第二步是N02 N進一步氧化成N03一-N的過程，這ー步由兼性化能自養細菌完成。硝化作用只是氮存在形態的變化，真正的脫氮作用并沒有發生。反硝化作用是在厭氧條件下，微生物將N03—-N轉化成N20或N2并釋放到大氣中的過程。反硝化作用過程中，微生物在缺氧條件下利用水體中的有機碳作為電子供體，以硝化作用的產物N03—-N作為電子受體，將N03—-N還原為氮氣從系統中去 除。系統中氮的去除關鍵環節是反硝化作用。它是ー個還原反應，需要有機碳源提供電子供體。因而，能否提供充足的反硝化反應所需的碳源就直接決定著濕地系統脫氮能力的高低。低碳氮比的污水在進行生物處理時脫氮效率低，造成出水TN無法達標排放。如何解決此類低碳氮比污水的脫氮效率已成為近年來研究的熱點。當前補充人工濕地碳源的方式主要是在進水水源中直接添加，從本質上講只是改變進水性質的ー種方式，而且這些做法會造成部分碳源在濕地上層發生好氧分解，造成碳源的浪費，増加不必要的污水處理成本，因此如何通過增加人工濕地系統內部碳源，增強系統功能，從而提聞脫氣效率非常值得探索。
技術實現思路
本專利技術的目的是在于提供了一種補充垂直流人工濕地固體碳源的方法，補充外碳源到濕地內部，為反硝化反應提供足夠的電子供體，改善濕地進行反硝化的環境，提高脫氮效果。該方法簡單易行，操作方便，能有效地提高垂直流人工濕地的脫氮效率，且該方法采用預埋設的方式，碳源材料緩效釋放，可節省碳源投加成本，運行管理方便，經濟效益明顯。本專利技術的另ー個目的是在于提供了一種補充垂直流人工濕地固體碳源的裝置，結構簡単，使用方便，該裝置能夠將外加碳源補充到濕地內部，為濕地底部反硝化反應提供足夠的電子供體，改善濕地進行反硝化的環境，提高脫氮效率，優于在進水中補充碳源的裝置。而且該裝置采用了價廉易得的PVC管作為碳源輸送管道，裝置成本低廉。為了實現上述目的，本專利技術采用以下技術措施一種補充垂直流人工濕地固體碳源的方法，其步驟是A、將碳源輸送管道安裝于垂直流人工濕地底部，濕地內安裝填料生物陶粒，種入植物美人蕉；B、將待添加的固體碳源材料經過堿處理(置于1%質量比NaOH溶液中浸泡24h)的千屈菜植物材料(植物材料也可為其他固體碳源材料如各種樹葉、麥桿等)裝入碳源輸送管道；C、將碳源輸送管道與濕地系統墻壁的密封ロ的PVC螺紋堵頭旋緊，避免濕地出現漏水的現象，碳源材料中有機碳進行水解溶出，并通過碳源輸送管道上的開孔釋放到濕地系統中，進入濕地底部，為濕地底部反硝化反應提供足夠的電子供體，改善了濕地進行反硝化的環境，顯著提高了濕地對低碳高氮廢水的脫氮效果。所述的千屈菜又稱對葉蓮，對牙草，鐵菱角，因其葉呈柳樹葉狀，又稱水柳、水枝柳和水枝錦。千屈菜為千屈菜科千屈菜屬。多年生挺水草本植物。株高I米左右，莖四棱形，直立多分枝，葉對生或輪生，披針形。長穂狀花序頂生，小花多而密，紫紅色，夏秋開花。自然種生長于沼澤地、溝渠邊或灘涂上。喜光、濕潤、通風良好的環境，耐鹽堿，在肥沃、疏松的土壌中生長效果更好。可入藥，可治痢疾、腸炎等癥；另具外傷止血功效。千屈菜全株高30 100厘米，全體具柔毛，有時無毛。莖直立，多分枝，葉對生或3片輪生，狹披針形，長4 6厘米，寬8 15毫米，先端稍鈍或短尖，基部圓或心形，有時稍抱莖?？偁罨ㄐ蝽斏换▋尚?，數朵簇生于葉狀苞片腋內；花萼筒狀，長6 8毫米，外具12條縱棱，裂片6，三角形，附屬體線形，長于花萼裂片，約I. 5 2毫米；花瓣6，紫紅色，長橢圓形，基部楔形；雄蕊12，6長6短；子房無柄，2室，花柱圓柱狀，柱頭頭狀。蒴果橢圓形，全包于萼內，成熱時2瓣裂；種子多數，細小。花期7 8月。千屈菜原產歐洲和亞洲暖溫帯，因此喜溫暖及光照充足，通風好的環境，喜水濕，我國南北各地均有野生，多生長在沼澤地、水旁濕地和河邊、溝邊?，F各地廣泛栽培。比較耐寒，在我國南北各地均可露地越冬。在淺水中栽培長勢最好，也可旱地栽培。對土壤要求不嚴，在土質肥沃的塘泥基質中花艷，長勢強壯。千屈菜 姿態娟秀整齊，花色鮮麗醒目，可成片布置于湖岸河旁的淺水處。如在規則式石岸邊種植，可遮擋單調枯燥的岸線。其花期長，色彩艷麗，片植具有很強的絢染力，盆植效果亦佳，與荷花、睡蓮等水生花卉配植極具哄托效果，是極好的水景園林造景植物。也可盆栽擺放庭院中觀賞，亦可作切花用。栽培葉還可以食用。所述的PVC是ー種こ烯基的聚合物質，其材料是ー種非結晶性材料。PVC材料在實際使用中經常加入穩定劑、潤滑劑、輔助加工劑、色料、抗沖擊劑及其它添加剤。具有不易燃性、高強度、耐氣侯變化性以及優良的幾何穩定性。PVC對氧化劑、還原劑和強酸都有很強的抵抗力。然而它能夠被濃氧化酸如濃硫酸、濃硝酸所腐蝕并且也不適用與芳香烴、氯化烴接觸的場合。一種實現上述的補充垂直流人工濕地固體碳源的裝置，它包括碳源輸送管道及密封ロ。各裝置的功能與連接關系是碳源輸送管道垂直于濕地墻壁進行安裝，管道直徑750 850mm,長度與濕地等長，管壁開孔，孔徑5 7mm,孔間距為150 200mm。管道與濕地墻壁兩端的接觸面采用PVC螺紋堵頭進行密封連接。A、碳源輸送管道碳源輸送管道安裝于濕地底部，管道直徑750 850mm，長度與濕地等長，管壁開孔，孔徑5 7mm，孔間距為150 200mm。碳源輸送管道開孔便于碳源材料中有機碳釋放到濕地系統中；B、密封ロ 密封ロ位于碳源輸送管道與濕地墻壁的兩端連接處，兩端均以PVC螺紋堵頭進行密封連接，以便于后續碳源材料的清理及多次重復添加碳源材料。與在濕地進水中補充碳源的傳統方法相比，本專利技術的有益效果體現在I、本專利技術提供的碳源補充方法采用預埋設的方式，碳源材料緩效釋放，可節省碳源投加成本，運行管理方便，經濟效益明顯。 2、本專利技術采用投加碳源到濕地底部，以經過堿處理的千屈菜植物材料作為濕地外加碳源，C/N只需要3就可以大大提高濕地脫氮效果，低于在進水中投加需要的碳源(碳氮比6 7)，節省了碳源成本。在實施例中，進水總氮濃度均值為36. 5Img · L-I, CODCr均值為109mg · L-1，水力負荷為O. 30m3 · (m2 · d) _1，水力停留時間為48h，對照組與添加5g經過堿處理的千屈菜植物材料后的系統總氮出水濃度分別為35. Olmg-L本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種補充垂直流人工濕地固體碳源的方法，其步驟是A、將碳 源輸送管道安裝于垂直流人工濕地底部，濕地內安裝填料生物陶粒，種入植物美人蕉；B...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳振斌，賀鋒，肖蕾，徐棟，周巧紅，
申請(專利權)人：中國科學院水生生物研究所，
類型：發明
國別省市：
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