[發(fā)明專(zhuān)利]一種新型濕地磷循環(huán)模擬裝置及其操作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410276914.0
• 申請(qǐng)日: 2014-06-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104016488B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔麗娟;張巖;王義飛;李偉;張曼胤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)新技術(shù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C02F3/32
• 分類(lèi)號(hào): C02F3/32
• 代理公司: 北京海虹嘉誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 吳泳歷

本發(fā)明涉及一種新型濕地磷循環(huán)模擬裝置及其操作方法，所述裝置主要包括配水池(1)、貯水池(2)和種植池(3～14)。配水池(1)通過(guò)管道與種植池(3～14)相連。在種植池(3～14)內(nèi)種植不同濕地植物及其組合。將配水池(1)內(nèi)的污水泵入種植池(3～14)內(nèi)，通過(guò)定期監(jiān)測(cè)種植池中不同形態(tài)磷的濃度，研究磷在濕地中的循環(huán)特征。所述裝置可用于綜合研究進(jìn)水流量、水深、植被類(lèi)型對(duì)磷循環(huán)過(guò)程的影響，為濕地恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種新型濕地磷循環(huán)模擬裝置及其操作方法，適合于研究濕地磷循環(huán)及外部因素對(duì)磷循環(huán)過(guò)程的影響。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國(guó)面臨的水體污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，大量生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)田用水的排放導(dǎo)致水體中污染物濃度迅速升高，水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。

濕地具有滯留、清除和轉(zhuǎn)化有毒有害物等功能。濕地通過(guò)水生植物吸收富集、底泥吸附沉積和微生物同化累積等過(guò)程可有效降低水體中的污染物濃度。濕地對(duì)污染物的去除受多種因素影響，主要包括基質(zhì)類(lèi)型及理化特征、水力條件、水體理化指標(biāo)、微生物活性、氣象因子等。

磷是水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要限制因子。目前對(duì)于濕地中磷循環(huán)的研究通常是對(duì)天然濕地進(jìn)行直接采樣和監(jiān)測(cè)，部分學(xué)者采用簡(jiǎn)單的裝置進(jìn)行模擬。這些裝置通常只能研究單一條件下的磷循環(huán)特征，尚無(wú)成型、結(jié)構(gòu)合理和完善的用于研究濕地磷循環(huán)過(guò)程的裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種新型濕地磷循環(huán)模擬裝置及其操作方法，同時(shí)本發(fā)明綜合了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模擬，可用于研究不同因素對(duì)濕地磷循環(huán)過(guò)程的影響。

為完成本發(fā)明的目的，本發(fā)明一種新型濕地磷循環(huán)模擬裝置主要包括：配水池(1)、貯水池(2)、種植池(3～14)。

根據(jù)本發(fā)明，所述配水池(1)通過(guò)管徑為6cm管道(18)和管徑為3cm管道(19)連接種植池(3～14)，管道上設(shè)有開(kāi)關(guān)閥(22)。

根據(jù)本發(fā)明，所述種植池(3～14)從下至上分別鋪設(shè)10cm厚的粒徑為5～8cm的礫石(29)，20cm厚的粒徑為0.05～1mm的砂土(30)。

根據(jù)本發(fā)明，所述種植池(3～14)之間采用鋼筋混凝土隔斷(15)，其中種植池3～5之間、種植池6～8之間、種植池9～11之間、種植池12～14之間通過(guò)設(shè)置開(kāi)關(guān)閥的管徑為3cm的連接管(17)連通。

根據(jù)本發(fā)明，所述種植池(3～14)在距池底10cm和30cm處外接兩根安裝開(kāi)關(guān)閥的集水管(16)，用于收集不同深度的水樣。集水管(16)管徑為3cm，長(zhǎng)80cm，集水管(16)上均勻布設(shè)孔徑為1cm圓孔，管外層圍有過(guò)濾網(wǎng)。

根據(jù)本發(fā)明，所述種植池(3～14)內(nèi)水位低于要求的高度時(shí)，水位控制器(23)中的電子繼電器閉合，水泵(20)啟動(dòng)并開(kāi)始注水，當(dāng)水位上升到達(dá)要求的高度時(shí)，電子繼電器斷開(kāi)，水泵(20)自動(dòng)斷電并停止注水。

在配水池(1)中加入污水。通過(guò)水泵(20)和計(jì)時(shí)器(21)設(shè)置符合要求的進(jìn)水流量和進(jìn)水時(shí)間。污水經(jīng)管道進(jìn)入種植池(3～14)。通過(guò)水位控制器(23)調(diào)節(jié)水面高度。污水流過(guò)基質(zhì)后從出水口(28)排出。當(dāng)污水循環(huán)流動(dòng)時(shí)，排出的污水通過(guò)管道(19)循環(huán)到進(jìn)水口(24)，并進(jìn)入種植池(3～14)中。如果進(jìn)行靜態(tài)模擬試驗(yàn)，可待污水達(dá)到要求的深度時(shí)，停止泵水。通過(guò)集水管(16)采集不同深度的水樣，進(jìn)行相關(guān)的化學(xué)分析。

本發(fā)明的有益效果：通過(guò)調(diào)節(jié)水泵(20)的流量控制基質(zhì)表面污水的進(jìn)水速率，可以分析不同進(jìn)水流量對(duì)濕地內(nèi)磷循環(huán)過(guò)程的影響，從而可以更準(zhǔn)確模擬濕地內(nèi)磷循環(huán)過(guò)程；通過(guò)不同深度集水管(16)，可以分析模擬磷在濕地內(nèi)不同深度轉(zhuǎn)化狀態(tài)；通過(guò)控制水泵(20)可以分別完成靜態(tài)和動(dòng)態(tài)水流條件下的磷循環(huán)過(guò)程模擬；通過(guò)控制不同水位，可以分析濕地內(nèi)不同水深處磷的存在狀態(tài)；通過(guò)結(jié)合流量控制和水位控制，將多個(gè)影響因素結(jié)合在同一裝置中，并實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)模擬，可提高裝置利用效率。