(一)本发明属于污水处理，具体涉及一种利用改性玉米芯强化水平潜流人工湿地脱氮除磷的方法。
背景技术：
0、(二)背景技术
1、人工湿地是一种环境友好型的污水处理技术，被广泛应用于处理含各种污染物的废水，但人工湿地在处理含氮污染物废水，尤其是具有低碳氮比特性的污水时，因碳源缺乏限制了反应系统中反硝化的进行，通常系统存在脱氮效率低的问题。传统液态外加碳源如甲醇、乙酸、乙酸钠等在一定程度上会增加运行成本，且可能造成二次污染等问题。因此，需寻找一种无毒、廉价且易得的固态碳源来代替传统碳源以提高人工湿地系统运行效能。
2、天然纤维素类材料因具有来源广、价格低且有机质含量高等特性可作为一种良好的外加碳源，如玉米芯、玉米秸秆、稻草秸秆等农业废弃物。尽管已有大量研究表明植物生物质具有良好的释碳性能和反硝化脱氮效果，但这些废弃物投加至人工湿地系统的初期阶段，可能存在氮、磷和有机物大量释放而导致后期供碳不足等问题。
3、因此，通过对植物生物质进行改性处理以提高释碳能力，同时提高生物质作为载体对氮磷的吸附作用，将改性生物质作为碳源投加至人工湿地系统，有望实现低碳氮比废水高效脱氮除磷的目的。
技术实现思路
0、(三)
技术实现要素：
1、本发明的目的是提供一种利用改性玉米芯强化水平潜流人工湿地脱氮除磷的方法，本发明通过碱改性处理玉米芯，提高碳源释碳量及其稳定性，作为碳源用于人工湿地，能够有效治理低碳氮比废水，从而达到高效脱氮除磷效果。
2、本发明采用的技术方案是：
3、本发明提供一种利用改性玉米芯强化水平潜流人工湿地脱氮除磷的方法，所述方法包括如下步骤：
4、(1)改性玉米芯的制备：将烘干的玉米芯在质量浓度0.1-5％氢氧化钠水溶液中室温浸泡20～28小时，取出，烘干至恒重(优选放置烘箱中烘干至恒重)后即为改性玉米芯；
5、(2)人工湿地反应器组装：人工湿地反应器由有机玻璃制作的敞口容器，反应器内设置组合填料并在组合填料上种植植物，所述组合填料自底部向上依次为硫铁矿层、陶粒层、改性玉米芯层；植物选用美人蕉；
6、(3)活性污泥的驯化：将活性污泥接种至曝气池充分曝气24小时后，通入人工模拟废水，进水流量为5mg/l；采用“进水-曝气-沉淀-出水”循环模式进行驯化，即12小时为一个周期，每个周期包括0.5小时进水，10小时曝气，沉淀1小时，0.5小时出水，收集驯化2～3周后的活性污泥，得到驯化后的活性污泥；
7、人工模拟废水组成：ch3coona 220～320mg/l、nh4cl 140～230mg/l、kh2po410～25mg/l、nahco3 1.7～1.8mg/l、0.3～0.5ml/l微量元素浓缩液，溶剂为水，ph为7.0～7.8；微量元素浓缩液组成为：cacl2·2h2o 5.2g/l、mncl2·2h2o 5.2g/l、edta 5.0g/l、feso4·7h2o 4.0g/l、znso4 2.2g/l、cocl2·6h2o 1.6g/l、cuso4·5h2o 1.4g/l、(nh4)6mo7o2·4h2o1.1g/l，溶剂为水；模拟废水中cod为172～250mg/l，氨氮为37～60mg/l，总氮为38～60mg/l，总磷为2.3～5.7mg/l；
8、(4)人工湿地反应器的启动：将步骤(3)驯化后的活性污泥接种至步骤(2)人工湿地反应器中，采用连续流方式通入步骤(3)人工模拟废水，在室温、水力停留时间10-24小时条件下运行，自然挂膜；待出水氨氮、硝氮、总氮、总磷以及cod去除率达到60％、90％、80％、60％和50％，且维持稳定运行7～14天以上时，人工湿地反应器启动成功；
9、(5)人工湿地反应器驯化：步骤(4)启动成功的人工湿地反应器，采用步骤(3)人工模拟废水为进水，初始阶段ⅰ进水cod 140mg/l，总氮70mg/l，总磷3.0mg/l，在温度为19～32℃，水力停留时间为24小时，曝气量为0.3l/min的条件下运行至出水cod、总氮和总磷去除率均达到90％以上即运行下一个阶段；阶段ii和iii的cod、总氮、总磷分别以25-35mg/l、40-50mg/l、1-3mg/l幅度增加，同阶段ⅰ条件运行，且每个阶段至少运行15天以上，人工湿地反应器驯化成功；
10、(6)人工湿地反应器处理低碳氮比废水：
11、向步骤(5)驯化成功的人工湿地反应器中通入低碳氮比废水，在温度为19～32℃，水力停留时间为24小时，曝气量为0.3l/min的条件下，当出水cod、总氮和总磷分别低于50mg/l、15mg/l和1mg/l时，即可达标(gb18918-2002)排放，当出水cod、总氮和总磷去除率分别低于60％、70％和50％时，需重新启动人工湿地反应器使人工湿地反应器高效处理低碳氮比废水。
12、进一步，步骤(1)烘干的玉米芯是新鲜玉米芯用清水清洗1-3次，于80℃烘箱烘干至恒重，切成块状，优选块状体积1.0～2.0cm3。
13、进一步，步骤(1)中氢氧化钠水溶液体积用量以烘干的玉米芯质量计为20-30ml/g。
14、进一步，步骤(2)人工湿地反应器有效容积为0.2m3，植物选用美人蕉，种植密度为13-17棵/m2；硫铁矿层、陶粒层、改性玉米芯层体积比为12:4:1。
15、进一步，步骤(3)活性污泥选自某污水处理厂二沉池的回流污泥，污泥浓度为3000-4000mg/l，优选3500mg/l。
16、进一步，步骤(3)人工模拟废水组成：ch3coona 250mg/l、kh2po4 20mg/l、nh4cl150mg/l、nahco3 1.7～1.8mg/l、0.5ml/l微量元素浓缩液，溶剂为水，ph为7.0～7.8。微量元素浓缩液组成为：cacl2·2h2o 5.2g/l、mncl2·2h2o 5.2g/l、edta 5.0g/l、feso4·7h2o4.0g/l、znso4 2.2g/l、cocl2·6h2o 1.6g/l、cuso4·5h2o 1.4g/l、(nh4)6mo7o2·4h2o1.1g/l，溶剂为水。
17、进一步，步骤(4)驯化后的活性污泥接种量以人工湿地有效容积计为1000-1500mg/l，优选1200mg/l。
18、进一步，步骤(4)人工模拟废水通入人工湿地的液面高于填料高度15mm，使污水中微生物与填料充分接触、附着。
19、进一步，步骤(5)阶段ii和iii的cod、总氮、总磷分别以30mg/l、45mg/l、2.0mg/l幅度增加。
20、进一步，步骤(6)低碳氮比废水cod与总氮比值为1.6～2.3：1。
21、与现有技术相比，本发明有益效果主要体现在：(1)以改性玉米芯作为固体碳源，提高了碳源释放量，与对照组相比，酸、碱改性玉米芯分别增加了34％和40％，此外，该固体碳源不仅持续时间长，还可作为微生物载体，有利于人工湿地微生物生长；(2)在改性玉米芯的人工湿地反应器中可有效处理低碳氮比废水，cod、总氮和总磷的去除率均高达90％，且出水符合《城镇污水处理厂污染物排放标准(cb18918-20002)》中一级a标准，为含碳、氮、磷等污染物的实际废水提供一种可行方案，且系统具有运行成本低、操作简单等优势。
1.一种利用改性玉米芯强化水平潜流人工湿地脱氮除磷的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)烘干的玉米芯是新鲜玉米芯用清水清洗1-3次，于80℃烘箱烘干至恒重，切成块状。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中氢氧化钠水溶液体积用量以烘干的玉米芯质量计为20-30ml/g。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)植物选用美人蕉，种植密度为13-17棵/m2；硫铁矿层、陶粒层、改性玉米芯层体积比为12:4:1。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)活性污泥选自某污水处理厂二沉池的回流污泥，污泥浓度为3000-4000mg/l。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)人工模拟废水组成：ch3coona250mg/l、kh2po4 20mg/l、nh4cl 150mg/l、nahco3 1.7～1.8mg/l、微量元素浓缩液0.5ml/l，溶剂为水，ph为7.0～7.8；微量元素浓缩液组成为：cacl2·2h2o 5.2g/l、mncl2·2h2o 5.2g/l、edta 5.0g/l、feso4·7h2o 4.0g/l、znso4 2.2g/l、cocl2·6h2o 1.6g/l、cuso4·5h2o1.4g/l、(nh4)6mo7o2·4h2o 1.1g/l，溶剂为水。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)驯化后的活性污泥接种量以人工湿地有效容积计为1000-1500mg/l。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)人工模拟废水通入人工湿地反应器的液面高于填料高度15mm，使污水中微生物与填料充分接触、附着。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)阶段ii和iii的cod、总氮、总磷分别以30mg/l、45mg/l、2.0mg/l幅度增加。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(6)低碳氮比废水cod与总氮比值为1.6～2.3：1。
