申请日2012.10.25
公开(公告)日2013.01.16
IPC分类号C02F3/30; C02F3/32
摘要
本发明属于环境工程技术领域，具体为一种提高组合型垂直潜流式人工湿地污水净化效果的方法。本发明包括：首先人工模拟出碳负荷不同的污水进水浓度;其次将两种垂直潜流式人工湿地，两两组合;然后测试它们在不同的进水碳负荷比例下的污水净化效果，确定最佳的进水碳负荷比例和垂直潜流式人工湿地组合类型;最后在实际污水处理过程中采用添加甲醇或者尿素的方法，或采用生活污水和工业废水相混合的方法使得原污水的污染物负荷达到先前确定的最佳的进水碳负荷比例，然后再用先前确定的最佳的垂直潜流式人工湿地组合类型来处理。本发明方法可以显著提高组合型垂直潜流式人工湿地污水净化效果，且具有简单易行、操作方便和经济效益好的优点。
权利要求书
1.一种提高组合型垂直潜流式人工湿地污水净化效果的方法，其特征在于具体步骤为：
(1)固定人工合成的污水中氮和磷污染物的浓度而改变碳污染物浓度，模拟出高中低三种不同的污水进水碳负荷比例;
(2)将垂直向上流垂直潜流式人工湿地和垂直向下流垂直潜流式人工湿地两两组合成四种组合型垂直潜流式人工湿地组合;
(3)测试四种组合型垂直潜流式人工湿地组合在高中低三种不同的进水碳负荷比例下的污水净化效果，以确定出最佳的进水碳负荷比例和垂直潜流式人工湿地组合类型;
(4)测试实际所需要处理的污水的污染物负荷浓度，然后调节原污水的污染物负荷浓度以达到步骤(3)中所确定的最佳值，再用步骤(3)中 确定的最佳的垂直潜流式人工湿地组合来处理已经调节过污染物负荷浓度的污水。
2.根据权利要求1所述的提高组合型垂直潜流式人工湿地污水净化效果的方法，其特征在于，所述垂直向上流垂直潜流式人工湿地和所述垂直向下流垂直潜流式人工湿地，除去流态是不同的以外，其他构造条件相同的;所述人工湿地布置于水泥池中，其底部布置砾石，上部布置炉渣，每个单级的人工湿地都种上菖蒲。
3.根据权利要求1所述的提高组合型垂直潜流式人工湿地污水净化效果的方法，其特征在于，步骤(1)中所述人工合成污水所模拟的进水碳负荷比例分别为碳氮比(9~11):1、(4~6):1和(2~3):1。
4.根据权利要求1所述的提高组合型垂直潜流式人工湿地污水净化效果的方法，其特征在于，步骤(4)中所述调节原污水的污染物负荷浓度采用添加甲醇或者尿素的方法，或采用生活污水和工业废水相互混合的方法。
5.根据权利要求1所述的提高组合型垂直潜流式人工湿地污水净化效果的方法，其特征在于，步骤(3)中所述污水的净化效果需要同时考虑化学需氧量、总氮和总磷在整个试验周期中的去除率。
6.根据权利要求5所述的提高组合型垂直潜流式人工湿地污水净化效果的方法，其特征在于，所述试验周期为4月至次年1月。
说明书
一种提高组合型垂直潜流式人工湿地污水净化效果的方法
技术领域
本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种提高组合型垂直潜流式人工湿地污水净化效果的方法。
背景技术
目前，人工湿地已经成为一种极为有前途的污染物处理方式。人工湿地经常用于处理污水以净化生态系统，其因为经济效益好而发展迅速。人工湿地可以和自然湿地、污水处理厂等处理设施联合使用，其在不同污染物负荷下可以较好的处理污水中的有机物。但是对于单级的人工湿地，虽然其化学需氧量(Chemical oxygen demand, COD)去除率较高，但是总氮(Total nitrogen, TN)和总磷(Total phosphorus, TP)的去除率总是难以达到较高的水平。特别是人工湿地对于拥有各种不同的进水碳负荷比例的污水，其处理能力波动较大，就是因为单级人工湿地的好氧厌氧环境较差。例如单级的人工湿地因为其不能同时提供好氧和厌氧的环境条件，所以在高负荷碳(C)和氮(N)素进水条件下，难以得到相对较高的TN去除率。而由单级人工湿地组合起来的组合型人工湿地对于此则有很好的解决办法。大量文献表明组合型人工湿地可以得到很好的COD去除效率，特别是可以达到较高的TP和TN的污染物去除率。因此筛选出最优的两级组合型人工湿地组合，对于污水中污染物的去除是特别有意义的。单级人工湿地中又以垂直潜流式人工湿地越来越多的受到了人们的关注，其因为较好的氧气传输和交换能力而有能力处理各种负荷程度的污染物。垂直潜流式人工湿地的特点主要包括：出色的输氧能力、较高的水力负荷、在任何季节下都保持较高的污染物去除率以及占地小等。两种最常见的垂直潜流式人工湿地流态是垂直向上流(vertical up-flow, VUF)和垂直向下流(vertical down-flow, VDF)，它们被认为是有可能组合得到高效脱氮除磷和去除有机污染物的两级人工湿地组合。同时，人工湿地的进水碳污染物负荷比例对于人工湿地的污染物净化效果也是有显著影响的，当其刚好达到或者接近某个最佳负荷比例时，组合型人工湿地的好氧厌氧环境就可以发挥最大的效用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简便易行、经济效益好的调控进水碳负荷比例以提高组合型垂直潜流式人工湿地污水净化效果的方法。其具体步骤如下：
(1)固定人工合成的污水中氮和磷污染物的浓度而改变碳污染物浓度，模拟出高中低三种不同的污水进水碳负荷比例;
(2)将垂直向上流(vertical up-flow, VUF) 垂直潜流式人工湿地和垂直向下流(vertical down-flow, VDF) 垂直潜流式人工湿地两两组合成VUF-VUF、VDF-VDF、VUF-VDF和VDF-VUF四种组合型垂直潜流式人工湿地组合;
(3)测试四种组合型垂直潜流式人工湿地组合在高中低三种不同的进水碳负荷比例下的污水净化效果，以确定出最佳的进水碳负荷比例和垂直潜流式人工湿地组合类型;
(4)测试实际所需要处理的污水的污染物负荷浓度，然后根据计算结果调节原污水的污染物负荷浓度以达到步骤(3)中所确定的最佳值;
(5)用步骤(3)中确定的最佳的垂直潜流式人工湿地组合来处理已经调节过污染物负荷浓度的污水。
本方法中，步骤(1)中人工合成污水的碳负荷比例调节方法是按照经济合作与发展组织(Organization for Economic Co-operation and Development, OECD)在1996年所制订的关于好氧污水处理方法中化学物质模拟测试的指导方针来完成的。
本方法中，垂直向上流垂直潜流式人工湿地和垂直向下流垂直潜流式人工湿地，除去流态是不同的以外，其他构造条件相同的;人工湿地布置于水泥池中，其底部布置砾石，上部布置炉渣，每个单级的人工湿地都种上菖蒲。
本方法中，步骤(1)中人工合成污水所模拟的进水碳负荷比例为碳氮比(C/N)( 9~11):1、(4~6):1和(2~3):1。
本方法中，步骤(4)中调节原污水的污染物负荷浓度采用添加甲醇或者尿素的方法，或者采用生活污水和工业废水相互混合的方法。
本方法中，步骤(3)中对于污水的净化效果需要同时考虑化学需氧量(Chemical oxygen demand, COD)、总氮(Total nitrogen, TN)和总磷(Total phosphorus, TP)在整个试验周期中的去除率。
本方法中，试验周期为4月至次年1月。
本发明的优点在于：
(1)模拟人工合成污水的进水碳负荷比例为碳氮比(C/N) (9~11):1、(4~6):1和(2~3):1，其高中低三级的划分基本可以涵盖一般的污水特性，测试结果可以准确的反映最佳的进水碳负荷比例;
(2)四种组合型垂直潜流式人工湿地VUF-VUF、VDF-VDF、VUF-VDF和VDF-VUF囊括了各种好氧和厌氧的组合情况，保证了所确定的垂直潜流式人工湿地组合类型是最优的;
(3)调节原污水的污染物负荷浓度可以采用添加甲醇或者尿素的方法，但是如果想要减少化学药品的消耗，也可以采用更为经济的生活污水和工业废水相互混合的方法，这样就可以提高本发明方法的经济实用性。
