具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参阅图1-3，本发明实施例中，一种用于处理低C/N污水的自养脱氮型人工湿地，整体高度为90-100cm，包括自上而下设置的湿地植物8、好氧区1和厌氧区2，于所述厌氧区2底侧连接有进水管3，进水管3一端位于厌氧区2外侧、另一端位于厌氧区2内部，外侧的进水管3端连接加压装置，使水流从人工湿地的底部进入。于所述好氧区1顶侧连接有出水管4，控制水流只能从人工湿地的顶端流出，从而实现上行流的水流方式。此外，所述出水管4的出水端连接有回流管5，所述回流管5的出水端连通到厌氧区2的底侧。该回流管5供经过人工湿地净化过的水回流到厌氧区2底部，实现循环多次硝化及反硝化反应，提高TN的去除效果。

请继续参阅图2，进水管3一端呈梳齿状，其包括第一主管31、连通在所述第一主管31上的多个相互平行的第一支管32，所述第一支管32上开设有多个第一过流孔33。同样呈梳齿状的回流管5包括第二主管51、连通在所述第二主管51上的多个相互平行的第二支管52，所述第二支管52上开设有多个第二过流孔53，第一支管32与第二支管32相互交错排布设置。该排布方式有利于回流的硝化液均匀地扩散在厌氧区2底部，经历多次循环净化过程；进水管3中的水经过各个第一过流孔33均匀扩散到厌氧区2的底部，从而实行上行流净化过程。回流管5上连接有回流泵53，进水管3上连接有进水泵，回流泵53的流量设为进水泵流量的2倍，以达到出水200％回流，可提高NO₃ ^-浓度的去除效果。

好氧区1和厌氧区2的外壁是水泥层9浇筑而成，提供相对恒温的环境，保证低温时微生物的生长活性。在其他实施例中，水泥层9也可替换成其他保温材料。人工湿地整体可设计成为矩形或者圆柱形。

好氧区1、厌氧区2中填埋有各种填料，厌氧区2从上往下依次设有第一填料层、第二填料层、第三填料层，分别是硫磺、沸石层和鹅卵石。所有填料层的初始孔隙率控制在35％-40％。其中，鹅卵石作为底部支撑层，层高10cm，主要起到过滤废水中杂质的作用，鹅卵石粒径为10-16mm；沸石作为填充过渡层，层高20cm，沸石粒径为4-10mm，沸石主要对废水中的氨氮起吸附作用；硫磺作为微生物反应层，层高30cm，其粒径为3-7mm，在该层发生反硝化反应。使用硫磺无需额外添加碳源，硫磺填料为消耗品，每年湿地植物收割时更换或补充一次即可，可节约运营成本。

本发明中的反硝化过程如下：

硫自养反硝化过程利用硫磺(S)作为电子供体，硝态氮(NO₃-N)及亚硝态氮(NO₂-N)作为电子受体对尾水进行深度脱氮。沸石表面的阳离子极易与水中的阳离子发生离子交换有助于维持体系的酸碱度平衡。因此，以硫磺(S)作为反应器填料有利于弥补异养反硝化脱氮过程中电子供体的不足和稳定系统pH值。

好氧区1中设有第四填料层，为粒径在0.5-15mm的陶粒，该层作为植物生长层，需要高浓度的DO环境来支持硝化反应发生以及植物根系的生长。因此，在好氧区1和厌氧区2的连接处设有分隔网6，在分隔网6上设置有曝气装置7。该分隔网6与水泥层9内壁可拆卸的连接，分隔网6将厌氧区2和好氧区1分隔开来，并且通过支架75起到固定曝气装置7的作用。曝气装置7包括多个曝气头71、连接多个曝气头71的曝气管道72、用于固定曝气管道72的支架75、与所述曝气头71电连接的曝气风机73、用于监测曝气量的流量计74。曝气风机73鼓送空气通过曝气管道72输送至曝气头71，再经由曝气头71向好氧区1中输送气泡，从而提高好氧区1的溶解氧。支架75从曝气管道72下方将其与支架75进行固定，避免曝气管道72随着水流波动发生松动。曝气头71设置为微孔曝气头，均匀分布在分隔网6上，安装密度0.4m²/个，曝气速率为1.5L/min，可保证好氧区1的溶解氧浓度不小于2mg/L；曝气装置7保证了好氧区1以及植物根系的高DO环境，有利于硝化作用的良好进行。

硫磺填料层的反应机理：系统内的硫氧化细菌可在厌氧或者缺氧的环境内通过还原性硫获取能量，将硝酸盐还原为氮气。污泥产生量低，会产生H⁺及SO₄ ^2-，反应式为：5S⁰+6NO₃ ^-+2H₂O→5SO₄ ^2-+3N₂+4H⁺。

进一步的，进水管3、回流管5的回流端均水平地埋设在鹅卵石层，且处于同一水平面上，有利于水流的扩散交替；鹅卵石对管道进行固定，避免管道随着水流波动发生移动。

进一步的，湿地植物8可选用挺水植物，如芦苇，种植密度为20棵/m²。

本发明在使用时，打开进水管3的阀门，水流从底部的进水管3进行湿地系统中，通过层层填料的处理净化后，从顶部的出水管4中流出，顺着回流管5向下，回流至厌氧区2底部，再次经过上行流净化，如此循环。

对比例

将实施例中的第一填料层由硫磺换成石英砂，其余不变。

对实施例和对比例中的水质进行检测，具体检测项目和结果如表1、表2所示。

表1

表2

从表1和表2可以看出，使用硫磺填料代替现有常用的石英砂填料，对好氧区、厌氧区的DO控制效果更好，TN处理效果更佳。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。