[發明專利]適于利用蚯蚓緩解堵塞并強化脫氮的人工濕地系統

有效

• 申請號: 201710244454.7
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN107055794B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 王笑;郭紀光;李小艷;李瑞興
• 申請（專利權）人: 北京正和恒基濱水生態環境治理股份有限公司
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32
• 代理公司: 北京市卓華知識產權代理有限公司 11299
• 代理人: 陳子英

本發明提供了一種利用蚯蚓緩解堵塞并強化脫氮的人工濕地系統，其第一濕地單元由上至下依次設有第一布水管、第一細無機填料層、第一粗無機填料層、第一主填料層和第一集水層，其第二濕地單元由上至下依次設有第二布水管、第二有機透水層、第二主填料層和第二集水層，所述第一濕地單元和第二濕地單元之間連通第一濕地單元出水口和第二濕地單元進水口的集水槽，所述第二出水口連接出水高度可調的系統排水管，所述第一濕地單元和第二濕地單元內分別種植有蘆葦和茭白，均接種有蚯蚓并通過控制浸泡水位高度控制蚯蚓的活動范圍。本發明適于引入蚯蚓，在濕地運行期間即可有效地緩解濕地堵塞問題，并能夠強化濕地脫氮效果，提高總體凈化水平。

技術領域

本發明涉及一種適于利用蚯蚓緩解堵塞并強化脫氮的人工濕地系統，屬環境保護和污染控制技術領域。

背景技術

人工濕地是指人工建造的、可控制的和工程化的濕地系統，其設計和建造是通過對濕地生態系統中的物理、化學和生物作用等優化組合來進行污（廢）水處理。

據美國環保局對100多個運行中人工濕地的調查，有將近一半的濕地系統在投入使用后的5年內出現了堵塞問題，其水力傳導系數降低，除污效果變差，運行壽命縮短。人工濕地的堵塞問題越來越成為其應用的障礙，使得探尋相應的解決措施和預防對策十分必要且迫切。人工濕地堵塞主要與污水中懸浮物、有機物和生物膜積累有關。懸浮物粒徑或者濃度過高，將會引起濕地堵塞；有機物負荷過高超過基質中微生物分解能力時，未被分解有機物將會在基質中積累，進而引發人工濕地堵塞；生物膜積累也是引起人工濕地堵塞的原因之一。

水平潛流和垂直潛流人工濕地中有限的復氧能力和較差的氧環境使得氨氮的硝化過程成為濕地污水處理系統脫氮的主要限速步驟，提高濕地床復氧能力、改善濕地床體中的氧環境對提高濕地污水凈化效果至關重要；出水中碳源濃度很低，使得濕地系統出水中富集大量的硝態氮，直接限制了其對總氮的徹底脫除，想要進行后續脫氮處理過程，必須額外添加碳源，一定程度上增加了成本與運行維護的難度。

另一方面，蚯蚓活動可以對殘落有機物進行機械破碎，疏松人工濕地基質，提高基質的孔隙率，一方面可有效緩解基質堵塞問題，另一方面使更多的氧氣進入基質，有利于好氧微生物的生長，從而提高人工濕地中的硝化反應；蚯蚓粉碎蘆葦桿為后續脫氮處理提供碳源，加強反硝化反應，因此，經申請人實驗驗證，可以利用蚯蚓對人工濕地進行改良，以解決現有人工濕地的上述問題，緩解濕地堵塞，延長濕地壽命，在資源化利用濕地植物的同時強化濕地脫氮系統。

發明內容

針對現有技術的上述缺陷，本發明提供了一種利用蚯蚓緩解堵塞并強化脫氮的人工濕地系統，這種濕地系統適于引入蚯蚓，以緩解濕地堵塞，延長濕地壽命，在資源化利用濕地植物的同時強化濕地的脫氮作用。

本發明的技術方案為：

一種利用蚯蚓緩解堵塞并強化脫氮的人工濕地系統，包括第一濕地單元和第二濕地單元，所述第一濕地單元的填料層由上至下依次包括第一細無機填料層、第一粗無機填料層和第一主填料層，所述第一主填料層的下面為第一集水層，所述第一無機填料層的上方設有第一布水管，所述第二濕地單元的填料層由上至下依次設有第二有機透水層和第二主填料層，所述第二主填料層的下面為第二集水層，所述第二有機透水層的上方設有第二布水管，所述第一集水層設有第一出水口，所述第二集水層設有第二出水口，所述第一出水口連通所述第二布水管的進口，所述第一濕地單元和第二濕地單元的填料層內均接種有蚯蚓，并具有適宜蚯蚓生存的未被水浸泡（未處于水浸泡中）的區域，可以通過控制浸泡水位高度控制相應單元內蚯蚓的活動范圍。

所述第一濕地單元和第二濕地單元之間可以設有集水槽，所述第一出水口連通所述第二布水管的進口的方式為所述第一出水口連接所述集水槽，所述第二布水管的進口連接所述集水池，依靠系統水位實現第一濕地單元出水向第二布水管的自然流動（無外加動力），由此不僅節省能源，可以通過自然流動實現對單元內浸泡水位高度的有效控制和調節。