[實用新型]高鹽農灌退水處理兼土壤改良型人工濕地基質構建

有效

• 申請號: 201420043167.1
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN203728648U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 司萬童;劉菊梅;蔣海明;蔡祿;王建英;張雪峰
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;A01G1/00
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 莊英菊

技術領域：

本實用新型公開了一種高鹽農灌退水處理兼土壤改良型人工濕地基質基質構建，屬于環境保護領域。

背景技術：

隨著現代農業的快速發展，化肥和農藥的使用量逐年增加，灌溉模式發生很大改變，導致一些特大型農業灌區農田土壤日益貧瘠，鹽堿化程度越來越嚴重，導致作物產量和品質下降。農灌退水中富營養化污染物含量逐年增高，且水體中的總含鹽量也越來越多。目前利用人工濕地進行農灌退水處理后的廢棄物利用度不高，濕地基質更換后不好處理，到處堆積容易造成二次污染。濕地植物利用度極低，大多焚燒銷毀，造成大氣污染。

濕地基質多以土壤和礫石為主，也有人添加沸石，粉煤灰等。由于直接添加粉煤灰存在pH偏高的問題，對鹽堿化程度和富營養化程度較高的農灌退水處理效果一般。目前鹽堿化土壤的多以脫硫石膏為主，但不能增加土壤有機質含量，對土壤肥力的提高作用不大。

發明內容：

本實用新型的目的在克服了現有技術中的缺陷，將基質和植物廢棄物進行再利用，避免二次污染的一種高鹽農灌退水處理兼土壤改良型人工濕地構建及方法。

技術解決方案：

高鹽農灌退水處理兼土壤改良型人工濕地基質構建，基質使用無污染土壤、脫硫石膏、粉煤灰、煤矸石和礫石，所述基質填充共四層，從下至上分別為：20cm-30cm礫石層、20cm-30cm煤矸石層、20cm-30cm粉煤灰和脫硫石膏混合層、20cm-30cm土壤層；

本實用新型優點：

1）將粉煤灰和脫硫石膏混合填充，可以大幅度提高農灌退水中富營養化污染物質的凈化去除。將粉煤灰，脫硫石膏和煤矸石結合使用，可以發揮它們各自的優勢，使得農灌退水的凈化效果更好。

2）將利用脫硫石膏，粉煤灰和煤矸石吸附了富營養化水體中大量的營養物質后，進行土壤改良，能將土壤中流失的N、P、BOD等營養物質重返農田，增加農田肥力。濕地底泥的參與能提供大量的土壤微生物，這些微生物對所吸附的營養物質進行發酵處理，增加土壤有機質含量，對作物的生長有促進作用。

3）在濕地構建在水泥混凝土池內能有效防止了水體滲漏流失；濕地可以對農灌退水中的鹽離子進行截留,對N、P、K、COD、BOD等一些營養物質進行截留并降解，使得富營養化水體得到全面凈化。水體質量達到II級排放標準。利用處理富營養化農灌退水后的淤積污泥、濕地基質（土壤、粉煤灰、脫硫石膏、煤矸石）和濕地植物等進行土壤改良，達到以廢治廢，廢棄物的資源化利用目標。本實用新型結構簡單、材料容易獲取，構建費用很低。在高鹽農灌退水的處理和土壤改良方面有很強的應用價值。

附圖說明：

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為圖1的俯視圖。

具體實施方式：

實施例1

本實用新型面積大小可隨實際情況而定，基質使用無污染土壤、脫硫石膏、粉煤灰、煤矸石和礫石，從下至上分別為：30cm礫石層、20cm煤矸石層、30cm粉煤灰和脫硫石膏混合層、20cm無污染土壤層，共100cm。土壤基質質量達到土壤環境質量標準（GB15618-1995）二級以上。粉煤灰和脫硫石膏的比例為1:1，使其混合物pH為7，上邊覆蓋未污染土壤，利于濕地植物的生長。本實用新型粉煤灰可以通過吸附左右截留水體中的鹽離子，脫硫石膏可以通過置換反應截留水體中的鹽離子，煤矸石pH在5左右，可以中和水體中的堿度。

施種時，濕地植物采用蘆葦或香蒲，或蘆葦、香蒲配合以其他水生植物。水源使用富營養化農灌退水。濕地接納水體為高鹽農灌退水，深度50cm，整個濕地中水位深度為150cm。水力停留時間為20h。每次放水時關掉進水，放水至水位下降120cm。剩余水體只沒過礫石部分。放水后等待4h后再進水，通過水體下降和水分下滲作用對濕地進行自然復氧。

濕地植物的生長可以吸收水體中的N和P等營養元素，濕地中好氧和厭氧微生物的良好生長繁殖可以除去大部分的COD和BOD等富營養化污染物。實驗結果顯示：TP和TN的去除率在60%以上，COD和BOD的去除率在80%以上。

實驗濕地運行一年后，收割濕地植物并粉碎，挖出濕地中的淤積污泥、基質（土壤、粉煤灰、脫硫石膏、煤矸石）和植物根系，混勻后用作鹽堿地土壤改良劑。實驗結果顯示，以重度鹽堿化土壤：改良劑=5:1時，原本不能生長植物的鹽堿化土壤開始可以生長植物。