一种强化低碳氮比污水处理的系统及工艺技术方案

本发明专利技术属于污水处理系统，具体涉及一种强化低碳氮比污水处理的系统及工艺。该系统包括：光生物反应器和人工湿地；所述人工湿地设置有异养反硝化区层和自养反硝化区层；光生物反应器处理后的污水依次进入人工湿地的异养反硝化区层和自养反硝化区层进一步处理。该系统将生物反应器与人工湿地相结合，通过生物反应器对污水中的氮磷进行脱除，并同时产生碳源，促进人工湿地内进行脱氮，而且，在人工湿地内设置异养反硝化区跟自养反硝化区协同进行高效除氮，有效提升了污水净化效率，解决了高浓度低碳氮比污水脱氮除磷的处理难题。

【技术实现步骤摘要】
一种强化低碳氮比污水处理的系统及工艺
本专利技术属于污水处理系统，具体涉及一种强化低碳氮比污水处理的系统及工艺。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。随着我国经济迅猛发展，人民生活水平日益提高，畜禽养殖这类高浓度污水的排放量日益增长，并且呈现出低碳氮比的趋势。低C/N污水中有机碳源含量低，不易被反硝化细菌利用，所以难以满足反硝化作用对碳源的要求，脱氮效果不理想。目前，污水处理厂出水NH4+-N难以达到污水排放一级标准，因此如何提高高浓度低C/N污水脱氮处理效果，降低运行成本，成为目前水处理领域的所要解决的问题之一。人工湿地污水处理系统具有投资少、效率高、抗冲击、处理效果稳定、运行费用低、维护方便和景观生态相容性好的优点，目前已被用于处理各种类型的废水。然而，随着日益加严的环境管控标准，人工湿地在低碳氮比污水处理中，尚存在生物脱氮效率低、运行效果不稳定等诸多问题。微藻能够净化废水中污染物质，通过物理吸附，生物同化，吸收降解，生物富集等作用，将废水中的各种营养物质减量或资源化，包括氮、磷、有机、无机化合物等，微藻处理废水还具有明显的优势，如生长速度快、光合效率高和节能等。采用微藻培养与人工湿地相结合的处理技术，能有效结合微藻培养与人工湿地的优势，对低碳氮比污水进行有效处理。如现有技术公开了多种藻类氧化塘和水平潜流人工湿地组成的污水处理系统，能够在一定程度上提高低碳氮比污水的净化效率，但专利技术人发现，这些系统中COD去除率仅在70％左右，存在净化效果较差，污染物去除率低的问题，难以满足现有低碳氮比污水高效处理的需求。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术提供一种强化低碳氮比污水处理的系统及工艺，该系统将生物反应器与人工湿地相结合，通过生物反应器对污水中的氮磷进行脱除，并同时产生碳源，促进人工湿地内进行脱氮。而且，在人工湿地内设置异养反硝化区跟自养反硝化区协同进行高效除氮，能有效提升污水净化效率，解决高浓度低碳氮比污水脱氮除磷的处理难题。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种强化低碳氮比污水处理的系统，包括：光生物反应器和人工湿地；所述人工湿地设置有异养反硝化区层和自养反硝化区层；光生物反应器处理后的污水依次进入人工湿地的异养反硝化区层和自养反硝化区层进一步处理。本专利技术第二方面提供一种强化低碳氮比污水处理的工艺，具体包括：待处理的污水注入光生物反应器中，向光生物反应器中添加培养好的微藻，对污水进行处理，处理后的污水进入藻水分离调剂池，分离掉污水中的藻泥，然后经布水管依次进入人工湿地异养反硝化区层和自养反硝化区层，在处理达标后排放或回用。本专利技术的一个或多个实施方式至少具有以下有益效果：(1)本专利技术将光生物反应器与人工湿地相结合，将污水先通入光生物反应器处理，光生物反应器能够通过光合作用消耗污水中的氮磷，并产生有机物，为人工湿地反硝化提供碳源。(2)本专利技术在人工湿地中设置异养反硝化区跟自养反硝化区，异养反硝化区能够利用剩余碳源进行反硝化脱氮，自养反硝化区可在没有碳源消耗的情况下去除氮污染，自养与异养协同反硝化深度脱氮，能够在低碳源条件下进一步高效脱氮。(3)本专利技术所提供的系统具有污水处理效果好，运行成本低，管理简单，不易堵塞等优点，解决了高浓度低碳氮比污水脱氮除磷的处理难题。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术实施例1所提供的强化低碳氮比污水处理的系统正视图；图2为本专利技术实施例1所提供的强化低碳氮比污水处理的系统俯视图；图3为本专利技术实施例1所提供的搅拌器的结构示意图；图4为本专利技术实施例1所提供的人工湿地结构示意图；其中，1、曝气池；2、曝气管道；3、曝气风机；4、光反应器箱体；5、搅拌电机；6、通气口；7、搅拌器；8、光源；9、藻水分离调剂池；10、污泥泵；11、人工湿地布水管；12、人工湿地系统；13、表面基质；14、异养反硝化区层；15、过渡层；16、自养反硝化区层；17承托层。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。正如
技术介绍
所介绍的，现有的低碳氮比污水处理工艺均存在净化效果差，污染物去除率低的问题，难以满足现有低碳氮比污水高效处理的需求。为了解决如上的技术问题，本专利技术第一方面提供一种强化低碳氮比污水处理的系统，包括：光生物反应器和人工湿地；所述人工湿地设置有异养反硝化区层和自养反硝化区层；光生物反应器处理后的污水依次进入人工湿地的异养反硝化区层和自养反硝化区层进一步处理。其中，低C/N污水中有机碳源含量低，如果直接采用人工湿地进行处理，难以满足反硝化细菌对碳源的要求，导致污水中的氮不易被利用，脱氮效果不理想。本专利技术将光生物反应器与人工湿地相结合，将污水先通入光生物反应器处理，光生物反应器能够通过光合作用消耗污水中的氮磷，并产生有机物，为人工湿地反硝化提供碳源。然而，仅仅凭借光生物反应器提供的碳源，难以支撑高量氮的消耗，因此，本专利技术还针对人工湿地进行的改进，在人工湿地中设置异养反硝化区跟自养反硝化区，异养反硝化区能够利用剩余碳源进行反硝化脱氮，自养反硝化区可在没有碳源消耗的情况下去除氮污染。光生物反应器处理后的污水进入人工湿地，依次通过异养反硝化区层和自养反硝化区层，能够实现自养与异养协同反硝化深度脱氮，高效进行污水的处理。在本专利技术的一个或多个实施方式中，光生物反应器连接有曝气池，污水经曝气池进行预曝气处理后再进入光生物反应器；将污水预曝气处理，能够将大分子有机物降解为小分子有机物，提高难降解有机物的生物可利用性，提高后续工艺的处理效能。其中，曝气过程可以通过多种曝气手段来实现，例如鼓风曝气装置、机械曝气装置；所述鼓风曝气装置分为：(微)小气泡型、中气泡型、大气泡型、水力剪切型、水力冲击型；所述机械曝气装置包括泵型叶轮曝气器、K型叶轮曝气器、倒伞型叶轮曝气器、平板型叶轮曝气器、曝气转刷、和曝气转盘等。本专利技术优选用鼓风曝气装置；进一步的，所述曝气池的池底设置多个曝气头，曝气头通过曝气管道连接有曝气风机；更进一步优选的，曝气池内安装溶解氧检测仪、pH计、温度计，从而便于控制曝气过程中的溶氧量进行控制，同时还能检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种强化低碳氮比污水处理的系统，其特征在于：包括光生物反应器和人工湿地；/n所述人工湿地设置有异养反硝化区层和自养反硝化区层；/n光生物反应器处理后的污水依次进入人工湿地的异养反硝化区层和自养反硝化区层进一步处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种强化低碳氮比污水处理的系统，其特征在于：包括光生物反应器和人工湿地；
所述人工湿地设置有异养反硝化区层和自养反硝化区层；
光生物反应器处理后的污水依次进入人工湿地的异养反硝化区层和自养反硝化区层进一步处理。


2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述光生物反应器连接有曝气池，污水经曝气池进行预曝气处理后再进入光生物反应器；
优选的，所述曝气池的池底设置多个曝气头，曝气头通过曝气管道连接有曝气风机；
进一步优选的，曝气池内安装溶解氧检测仪、pH计、温度计。


3.如权利要求1所述的系统，其特征在于：光生物反应器和人工湿地之间设置有藻水分离调剂池，光生物反应器处理后的污水先经藻水分离调剂池分离掉藻泥，再进入人工湿地进一步处理；
藻水分离调剂池底部为椎体，中心预留直径10-12cm的排泥口，排出的藻泥回流至光反应器中或排出。


4.如权利要求3所述的系统，其特征在于：藻水分离调剂池和光生物反应器内均设置pH计、温度检测仪。


5.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述光生物反应器内设置有光源和微藻；
优选的，所述微藻为小球藻、链带藻、鞭金藻、斜生栅藻中的一种或多种混合培养；
优选的，所述光生物反应器内设置2-3组搅拌器，搅拌器的电机固定在光生物反应器外部，搅拌器的顶部与底部固定在光生物反应器内，转叶由不锈钢焊接而成；
优选的，所述光源设置在搅拌器中部，通过PC管固定；
优选的，光源为白炽灯或荧光灯，光照强度在3000-10000lux之间；
优选的，所述光生物反应器由不锈钢或铝合金制作而成，厚度优选为10mm，且开设进水口、出水口和通气口。


6.如权利要求3所述的系统，其特征在于：所述人工湿地，自上而下依次设置有挺水植物、表面基质、异养反硝化区层、过渡层...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴海明，董璐，张建，胡振，郭子彰，庄林岚，谢慧君，梁爽，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37