[發(fā)明專利]一種人工濕地堵塞緩解的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610135353.1
• 申請(qǐng)日: 2016-03-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105776550A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳振斌;杜明普;徐棟;武俊梅;張義;賀鋒;周巧紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所
• 主分類號(hào): C02F3/32
• 分類號(hào): C02F3/32;C02F3/34
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水環(huán)境治理領(lǐng)域，具體涉及一種人工濕地堵塞緩解的方法，尤其適用于開(kāi)始出現(xiàn)堵塞趨勢(shì)或已經(jīng)堵塞的人工濕地。本溶脫方法屬于原位緩解人工濕地堵塞的方法之一，對(duì)濕地?zé)o傷害作用甚至能促進(jìn)濕地酶及微生物活性上升。

技術(shù)背景

人工濕地在生活污水處理、工業(yè)廢水凈化及受污染水體生態(tài)修復(fù)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，屬于一種節(jié)能環(huán)保的生態(tài)工程技術(shù)。人工濕地微生物能分泌胞外聚合物（ExtracellularPolymericSubstances，EPS），EPS具有吸附黏著有機(jī)顆粒、無(wú)機(jī)顆粒的性質(zhì)，使?jié)竦刂蟹e累的顆粒越聚越大，最終占據(jù)基質(zhì)孔隙，形成堵塞。人工濕地堵塞問(wèn)題成為制約人工濕地壽命的主要因素之一，也因此限制了人工濕地進(jìn)一步推廣。目前人工濕地堵塞緩解措施包括反沖洗、更換表層基質(zhì)、停床輪休等。這些措施雖然一定程度上能恢復(fù)濕地性能，但是有以下缺點(diǎn)：

（1）工程量大，費(fèi)用高，與人工濕地節(jié)能環(huán)保的原則相悖。

（2）對(duì)濕地系統(tǒng)造成了擾動(dòng)或破壞，影響濕地正常運(yùn)行。

近年來(lái)，人工濕地堵塞緩解措施向原位解堵方向發(fā)展，如原位生物解堵技術(shù)——投加蚯蚓或微生物菌劑，原位化學(xué)解堵技術(shù)——施加化學(xué)溶脫劑，如次氯酸鈉（氧化劑）、稀酸、稀堿等。同樣這些措施也存在缺點(diǎn)，如下：

（1）原位生物解堵技術(shù)難以克服引入生物對(duì)人工濕地的弱適應(yīng)性問(wèn)題，如蚯蚓難以在長(zhǎng)期淹水的濕地基質(zhì)中存活，引入微生物菌劑與濕地土著微生物競(jìng)爭(zhēng)呈弱勢(shì)等。

（2）原位化學(xué)解堵技術(shù)傷害太大，氧化劑如次氯酸鈉可溶解胞外多糖，但能殺死濕地功能微生物細(xì)菌；酸堿的投加必然導(dǎo)致pH值的變化，從而顯著改變濕地系統(tǒng)植物、微生物生存環(huán)境，破壞濕地系統(tǒng)生物膜。

近年來(lái)生物制劑被廣泛應(yīng)用，其中生物表面活性劑是一種環(huán)保生物制劑，具有疏水基和親水基，能增溶分散有機(jī)物；具有無(wú)二次污染，毒性小，易生物降解等特點(diǎn)，在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域有巨大應(yīng)用潛力。目前鼠李糖脂已應(yīng)用在土壤和水體修復(fù)及促進(jìn)堆肥、污泥減量化等環(huán)境修復(fù)技術(shù)中，作為環(huán)保制劑有一定安全性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明的目的是在于提供了一種人工濕地堵塞緩解的方法，該方法使用簡(jiǎn)單，即直接在濕地進(jìn)水中投配適量生物表面活性劑鼠李糖脂，進(jìn)水進(jìn)入濕地停留合適時(shí)間，隨后放空濕地，過(guò)量積聚的胞外聚合物被溶脫，出水?dāng)y帶被增溶和分散的堵塞物，恢復(fù)了濕地孔隙率和水力傳導(dǎo)能力，又提高了濕地微生物及酶系活性，適合開(kāi)始出現(xiàn)堵塞趨勢(shì)及已經(jīng)堵塞的人工濕地堵塞恢復(fù)。

一種人工濕地堵塞緩解的方法，其步驟是：

A、堵塞溶脫：直接在濕地進(jìn)水中投配0.09-0.15g/L的生物表面活性劑鼠李糖脂，進(jìn)水進(jìn)入濕地停留8-20h，溶脫濕地堵塞。鼠李糖脂具有親水基和疏水基，能顯著降低堵塞物的界面張力和表面張力，其疏水基端與胞外聚合物有機(jī)基團(tuán)結(jié)合，親水端與人工濕地中堵塞物孔隙水結(jié)合，改變了胞外聚合物在固相（堵塞物）和液相中的分配，使胞外聚合物結(jié)構(gòu)破壞，從而分散并增溶由胞外聚合物連接的大顆粒堵塞物。

B、堵塞物洗脫出濕地系統(tǒng)：放空濕地3-5h，過(guò)量積聚的胞外聚合物被溶脫，出水?dāng)y帶被增溶和分散的堵塞物，恢復(fù)濕地孔隙率和水力傳導(dǎo)能力。

C、溶脫作用產(chǎn)生正效應(yīng)：過(guò)量的胞外聚合物蓄積使得濕地污染底物與酶接觸時(shí)透過(guò)蛋白質(zhì)層、多糖層、有機(jī)化合物層，阻力增大，鼠李糖脂的加入破壞了胞外聚合物結(jié)構(gòu)，可釋放被束縛的酶活，增強(qiáng)了微生物、酶及底物的接觸，即鼠李糖脂溶脫人工濕地堵塞的同時(shí)，還可提高濕地微生物活性和提高濕地酶系活性。

D、根據(jù)濕地具體情況，溶脫開(kāi)始出現(xiàn)堵塞趨勢(shì)或已經(jīng)堵塞的人工濕地?cái)?shù)次，至濕地堵塞狀況改善，即孔隙率增大，過(guò)濾速率提高。

所述的生物表面活性劑為鼠李糖脂。

所述的洗脫出濕地系統(tǒng)的堵塞物為被溶脫分散的有機(jī)顆粒及吸附在EPS上的無(wú)機(jī)顆粒。

所述的生物表面活性劑鼠李糖脂溶脫人工濕地堵塞的方法適用于開(kāi)始出現(xiàn)堵塞趨勢(shì)或已經(jīng)堵塞的人工濕地。

所述的人工濕地堵塞緩解方法，鼠李糖脂的溶脫濃度為0.09-0.15g/L。

所述的人工濕地堵塞緩解方法，適用于垂直流、水平流或復(fù)合流人工濕地。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：

1、本發(fā)明使用的鼠李糖脂能溶脫濕地堵塞，起到增溶分散濕地堵塞物的作用，可恢復(fù)濕地孔隙，提高濕地水力傳導(dǎo)能力。

2、本發(fā)明屬于一種原位緩解人工濕地堵塞的方法，不需要破壞濕地基質(zhì)，能耗低。