[發明專利]一種植物?微生物耦合型陂塘生態廊道水體凈化系統及應用方法

在審

• 申請號: 201711259920.5
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN107892393A
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 羅金學;馮艷霞;冒建華;白獻宇;金瀟;王輝;葉亞琦;付振;林岳
• 申請（專利權）人: 北控水務（中國）投資有限公司
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F3/34
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 劉萍

1.一種植物-微生物耦合型陂塘生態廊道水體凈化系統，其特征在于，所述水體凈化系統包含多個間隔相鄰排列陂塘單元(1)和生態濾溝單元(2)；

所述陂塘單元(1)長徑比在2:1-3:1之間，最大水深為1.5-2米，常水位水深為1米，邊坡比在1:4-1:6之間，水力負荷為0.4-1.6m³/m²·d；

所述陂塘單元(1)常水位以下水生植物搭配為挺水植物與沉水植物，水生植物的總覆蓋率不低于45％；挺水植物與沉水植物的種植面積比為1:2；

所述陂塘單元(1)中設置懸浮型太陽能曝氣機；太陽能曝氣機采用錨定法固定于陂塘單元中，錨定線長度為2～3米；陂塘單元水體溶解氧濃度維持在5-8mg/L；

所述生態濾溝單元(2)包括植被層(3)、種植土層(4)、脫氨填料層(5)、輔助除磷填料層(6)、脫氮填料層(7)和底部排水管層(8)，種植土層與脫氨填料層之間由厚度為80g/m²的無紡布隔開；

所述生態濾溝單元(2)的水力負荷為0.3-0.5m³/m²·d；

下凹式生態濾溝的常水位水深為0.3-0.5米，邊坡比為1:5-1:3；

植被層(3)植物種植初始覆蓋面積率不低于50％，挺水植物與沉水植物種植面積比為2:1。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，種植土層(4)為10-15cm厚的沙土-壤土混合土壤，沙土和壤土的體積比為2:1；壤土中預先接種含有綠色木霉菌Trichoderm aviride、植物乳桿菌Lactobacillus plantarum和蠟狀芽孢桿菌Bacillus cereus的植物促生復合菌劑，且綠色木霉菌、植物乳桿菌和蠟狀芽孢桿菌的接種克隆數比例為1:1:1；接種后的壤土中，植物促生菌的密度不低于2×10⁷個/克。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述生態濾溝脫氨填料層(5)由20cm厚，粒徑為20-30mm的砂石組成；種植土層與脫氨填料層之間由厚度為80g/m²的無紡布隔開；脫氨填料表面預噴灑接種1/100填料體積的含有類球紅細菌Rhodobacter sphaeroides和枯草芽孢桿菌Bacillus subtilis的微生物菌種混合液；微生物菌種混合液的菌體總濃度為2×10⁴～4×10⁴個/ml，類球紅細菌和枯草芽孢桿菌的克隆數比例為1:1。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述生態濾溝的輔助除磷填料層(6)為30cm厚，粒徑為20-30mm的石灰石。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述生態廊道脫氮填料層(7)由30cm厚，粒徑為10-20mm的砂石組成；脫氮填料表面預噴灑接種1/100填料體積的含有脫氮副球菌Paracoccus denitrificans和銅綠假單胞菌Pseudomonas Aeruginosa的混合菌液；混合菌液的菌體總濃度為2×10⁴～4×10⁴個/ml，脫氮副球菌和銅綠假單胞菌的克隆數比例為1:1。

6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述生態濾溝底部排水管層由一排直徑為DN110的PVC穿孔管組成；相鄰排水管的間距為50cm；排水管穿孔直徑為10-15mm，排水穿孔管周邊由粒徑為20-30mm的砂石包裹。

7.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，挺水植物種植區土壤中預先埋設3層厚度分別為5cm的秸稈層，頂層秸稈距離植物種植土層表面15cm，相鄰兩層秸稈之間由5cm厚土壤層間隔開；所用秸稈的直徑為1-2cm、長度為1-1.5m。

8.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，挺水植物選取菖蒲、香蒲、美人蕉和千屈菜中的任一種；沉水植物選取黑藻、穗花狐尾藻和苦草中的任一種。

9.應用權利要求1-8任意一項所述系統的方法，包括以下步驟：

(1)確定待處理水體的日處理水量，并由此計算所需陂塘單元和生態濾溝單元的面積；

(2)按照長徑比及邊坡比開挖陂塘單元；

(3)在陂塘底部種植沉水植物和挺水植物；

(4)通過錨定的方式固定懸浮式太陽能曝氣機于陂塘水面；

(5)開挖生態濾溝；

(6)鋪設底部排水管層；

(7)鋪設脫氮填料層；

(8)鋪設輔助除磷填料層；

(9)鋪設脫氨填料層；

(10)覆蓋無紡布于脫氨填料層上；

(11)覆蓋種植土；

(12)進行生態濾溝水生植物群落構建。