一种强化脱氮功能的人工湿地系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种强化脱氮功能的人工湿地系统，该系统包括氨化反应区、硝化反应区、过水渠、反硝化反应区、集水渠和暖风供氧房，所述氨化反应区与所述硝化反应区连通，所述硝化反应区与所述过水渠连通，所述过水渠与所述反硝化反应区连通，所述反硝化反应区与所述集水渠连通，所述暖风供养房与所述氨化反应区连通。本实用新型专利技术通过在氨化反应区内设置氨化菌培养器，并通过暖风供氧房向氨化反应区曝气供氧，提高了氨化反应区的氨化反应效果。提高了氨化反应区的氨化反应效果。提高了氨化反应区的氨化反应效果。

【技术实现步骤摘要】
一种强化脱氮功能的人工湿地系统


[0001]本技术属于水体净化
，尤其涉及到一种强化脱氮功能的人工湿地系统。

技术介绍

[0002]人工湿地是一种由人工建造和监督控制的，与天然湿地类似的生态系统，实际上是由组成系统的三个基本要素，即基质填料床、水生高等植物和微生物相互关联，通过物理、化学及生物过程的协同作用而完成对污水中SS、有机物、氮、磷、重金属离子、病原微生物等的去除作用。人工湿地系统内部有着复杂的理化和生物性质，物理、化学和生物的作用形式都能参与到氮的转化去除过程中，含氮化合物在系统内通过复杂的反应实现其形态间的转化。
[0003]人工湿地中氮的生物去除转化过程主要包括：氨化反应，未经处理的城市污水中氮元素存在的主要形式是有机氮化合物和氨氮等，在氨化菌的作用下，有机氮在好氧条件下分解转化为氨态氮；硝化反应，硝化反应分两个阶段，第一阶段是由亚硝化菌将氨态氮转化为亚硝酸盐，第二阶段由硝化菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐。硝化反应适宜温度范围为20～30℃，15℃以下硝化反应速率下降，5℃时基本停止。生物硝化反应区内宜保持溶解氧质量浓度在2.0mg/L以上；反硝化反应，反硝化反应是在缺氧状态下，反硝化菌将亚硝酸盐氮、硝酸盐氮还原成氮气的过程。反硝化适宜的温度范围为20～40℃，15℃以下反硝化反应速率下降，而溶解氧对反硝化有抑制作用。
[0004]传统人工湿地结构单一，往往存在低温运行效率低、脱氮效果及稳定性需要提高等问题。对于传统人工湿地，其内部溶解氧浓度普遍较低，抑制了进行氨化反应和硝化反应的好氧微生物。硝化反应和反硝化反映的适宜温度均在20℃以上，而对于冬季平均气温低于0℃的北方地区来说，人工湿地会存在至少四个月以上的脱氮停滞期，严重影响了污水脱氮的效率。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种强化脱氮功能的人工湿地系统，本技术的系统通过在氨化反应区内设置氨化菌培养器，并通过暖风供氧房向氨化反应区曝气供氧，提高了氨化反应区的氨化反应效果。
[0006]为了实现上述技术目的，本技术专利提供的技术方案如下：
[0007]一种强化脱氮功能的人工湿地系统，该系统包括氨化反应区、硝化反应区、过水渠、反硝化反应区、集水渠和暖风供氧房，所述氨化反应区与所述硝化反应区连通，所述硝化反应区与所述过水渠连通，所述过水渠与所述反硝化反应区连通，所述反硝化反应区与所述集水渠连通，所述暖风供养房与所述氨化反应区连通，所述氨化反应区包括保温房和布水区，所述布水区四周设置所述保温房，所述布水区内设置有氨化菌培养器，所述布水区底部设置有进水主管，外界水体通过所述进水主管进入所述布水区；所述硝化反应区包括
管道布水层、填料层和保温富氧层，所述管道布水层上部设置所述保温富氧层，所述管道布水层下部设置所述填料层；所述反硝化反应区包括防冻隔氧层、滤料布水层和填料层，所述滤料布水层下部设置有填料层，所述滤料布水层上部设置有所述防冻隔氧层，所述硝化反应区中的填料层与所述反硝化反应层中的填料层结构相同。
[0008]上述氨化反应区整体呈回字型，所述布水区四周为混凝土挡墙结构，所述布水区与所述暖风供氧房通过曝气管道连通，所述布水区内的进水主管出口设置有进水提升泵，所述布水区上端的内侧挡墙上设置有温度及溶解氧测量器，所述布水区四周设置的所述保温房为密闭空腔，所述保温房上端设置有多个活动盖板，所述活动盖板所在的保温房内侧墙体上设置有爬梯用于人员进出；所述氨化反应区的高度比所述硝化反应区的高度高30cm，与所述硝化反应区相邻的所述氨化反应区的挡墙结构设置有保温层，所述保温层为保温棉为硅酸盐板。
[0009]上述布水区底部设置有多个氨化菌培养器，所述氨化菌培养器包括格宾石笼、微生物附着基质和氨化菌种污泥包，所述格宾石笼上设置有多个微生物附着基质，所述格宾石笼内设置有多个所述氨化菌种污泥包。
[0010]上述硝化反应区中的管道布水层包括布水主管、布水支管、管道保温层和粗砂保温层，所述布水主管分布在所述硝化反应区底端中部，所述布水主管与所述布水区底部连通，所述布水主管两侧设置有多个布水支管，所述布水主管和所述布水支管上包裹管道保温层，所述管道保温层为保温棉或硅酸盐管；所述布水主管和所述布水支管设置在所述粗砂保温层内。
[0011]上述硝化反应区中的填料层包括素土夯实层、细砂找平层和防渗层，所述细砂找平层内设置有防渗层，所述细砂找平层下端设置所述素土夯实层，所述管道布水层上端设置有净水填料层、集水层和土工布保护层，所述集水层设置有多个凸起挡墙将所述硝化反应区分为多个区域，所述集水层上端设置有土工布保护层；所述保温富氧层设置有土工布保护层上，所述保温富氧层包括种植土层、沉水植物、浮叶植物、挺水植物、湿生植物和绿肥植物，所述土工布保护层上设置有种植土层，所述种植土层上种植有沉水植物、浮叶植物、挺水植物、湿生植物和绿肥植物。
[0012]上述过水渠包括顶部出水口、盖板和底部出水口，所述过水渠两侧为挡墙结构，所述过水渠顶部设置盖板，与所述硝化反应区连通的所述过水渠一侧挡墙上端设置有多个顶部出水口，与所述反硝化反应区连通的所述过水渠另一侧挡墙底端设置有多个底部出水口；所述过水渠两侧挡墙外侧设置有保温层。
[0013]上述滤料布水层上端依次设置有净水填料层、集水保湿层、和工布保护层，所述集水保湿层设置有多个凸起挡墙将所述硝化反应区分为多个区域，所述集水保湿层上端设置有土工布保护层；所述防冻隔氧层设置在所述土工布保护层上，所述防冻隔氧层包括种植土层、绿肥植物、草本植物、小型灌木和覆盖物，所述土工布保护层上设置有种植土层，所述种植土层上种植绿肥植物、草本植物和小型灌木，所述覆盖物为玉米秸秆、小麦秸秆、芦苇秆、水稻秸秆、稻壳农作物废弃物。
[0014]上述集水渠包括集水口、排水泵和排水管，所述集水渠两侧为挡墙结构，所述挡墙结构内部设置有排水泵，所述排水泵与所述排水管连接，与所述反硝化反应区相邻的所述集水渠一侧的挡墙上端设置有多个集水口，所述集水渠另一侧的挡墙底端设置有排水管，
所述排水泵将流入到所述集水渠内的水体通过排水管排出。
[0015]上述暖风供氧房包括空调或暖气供暖设施和鼓风增氧系统，所述空调或暖气供暖设施通过鼓风增氧系统向布水区内鼓入暖风；所述鼓风增氧系统包括鼓风机和曝气管道。
[0016]基于上述技术方案，本技术专利一种强化脱氮功能的人工湿地系统经过实践应用取得了如下技术优点：
[0017]1.本技术一种强化脱氮功能的人工湿地系统通过在氨化反应区内设置氨化菌培养器，并通过暖风供氧房向氨化反应区曝气供氧，实现氨化反应区溶解氧及温度的同步提升，提高了氨化反应区的氨化反应效果。
[0018]2.本技术一种强化脱氮功能的人工湿地系统通过在布水区四周设置保温房，并且将在硝化反应区以及反硝化反应区收割的植物和打捞的枯枝落叶堆放在保温房内，使其腐熟过程中释放热量，起到保温作用，强化氨化反应。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强化脱氮功能的人工湿地系统，其特征在于，该系统包括氨化反应区、硝化反应区、过水渠、反硝化反应区、集水渠和暖风供氧房，所述氨化反应区与所述硝化反应区连通，所述硝化反应区与所述过水渠连通，所述过水渠与所述反硝化反应区连通，所述反硝化反应区与所述集水渠连通，所述暖风供养房与所述氨化反应区连通，所述氨化反应区包括保温房和布水区，所述布水区四周设置所述保温房，所述布水区内设置有氨化菌培养器，所述布水区底部设置有进水主管，外界水体通过所述进水主管进入所述布水区；所述硝化反应区包括管道布水层、填料层和保温富氧层，所述管道布水层上部设置所述保温富氧层，所述管道布水层下部设置所述填料层；所述反硝化反应区包括防冻隔氧层、滤料布水层和填料层，所述滤料布水层下部设置有填料层，所述滤料布水层上部设置有所述防冻隔氧层，所述硝化反应区中的填料层与所述反硝化反应区中的填料层结构相同。2.根据权利要求1所述的一种强化脱氮功能的人工湿地系统，其特征在于，所述氨化反应区整体呈回字型，所述布水区四周为混凝土挡墙结构，所述布水区与所述暖风供氧房通过曝气管道连通，所述布水区内的进水主管出口设置有进水提升泵，所述布水区上端的内侧挡墙上设置有温度及溶解氧测量器，所述布水区四周设置的所述保温房为密闭空腔，所述保温房上端设置有多个活动盖板，所述活动盖板所在的保温房内侧墙体上设置有爬梯用于人员进出；所述氨化反应区的高度比所述硝化反应区的高度高30cm，与所述硝化反应区相邻的所述氨化反应区的挡墙结构设置有保温层，所述保温层为保温棉为硅酸盐板。3.根据权利要求2所述的一种强化脱氮功能的人工湿地系统，其特征在于，所述布水区底部设置有多个氨化菌培养器，所述氨化菌培养器包括格宾石笼、微生物附着基质和氨化菌种污泥包，所述格宾石笼上设置有多个微生物附着基质，所述格宾石笼内设置有多个所述氨化菌种污泥包。4.根据权利要求1所述的一种强化脱氮功能的人工湿地系统，其特征在于，所述硝化反应区中的管道布水层包括布水主管、布水支管、管道保温层和粗砂保温层，所述布水主管分布在所述硝化反应区底端中部，所述布水主管与所述布水区底部连通，所述布水主管两侧设置有多个布水支管，所述布水主管和所述布水支管上包裹管道保温层，所述管道保温层为保温棉或硅酸盐管；所述布水主管和所述布水支管设置在所述粗砂保温层内。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晶晶，孟祥鑫，薛思齐，王策，
申请(专利权)人：上海琸源水生态环境工程有限公司，
类型：新型
国别省市：