[發明專利]一種降解硝態氮為主的厭氧植物滯留元實驗裝置

在審

• 申請號: 201811512502.7
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109655600A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 美英;周航;崔鈉淇;朱小含;高龍;魏坤昊;嚴瀅;史凱光;相亞軍
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

一種降解硝態氮為主的厭氧植物滯留元實驗裝置，它包括儲雨水箱、儲雨水箱蓋、水泵、導水管、實驗土柱、接水槽、接水槽蓋、厭氧實驗土柱、厭氧實驗土柱蓋、厭氧區收集水箱和厭氧區收集水箱蓋；該裝置能反映植物滯留元在不同雨強、不同類型植物、不同介質成分及深度、不同空間和時間等對降雨徑流中硝態氮在系統中的遷移轉化的動態變化的影響，并能模擬厭氧環境與硝態氮去除之間的定量關系，因而能滿足實際工程應用的各種要求。同時，該裝置還能夠確定硝態氮在系統中的遷移轉化情況，對模擬厭氧環境與硝態氮去除之間的定量關系在系統中分布分析提供有效、可行、可靠的實驗裝置。

技術領域

本發明涉及一種降解硝態氮為主的厭氧植物滯留元實驗裝置，它主要用于人工模擬降雨作用條件下，設計的厭氧植物滯留元中硝態氮的遷移轉化過程及厭氧環境與硝態氮去除之間的定量關系的研究，屬于環境工程和生態工程領域。

背景技術

植物滯留元中提高硝態氮的去除率是城市非點源水質研究的難點之一。隨著點源污染的有效控制，城市非點源污染正成為城市地表水體惡化的主因，尤其導致城市地表水體富營養化主要來源。植物滯留元作為城市非點源控制的最佳管理措施之一，對城市非點源污染的控制效果較顯著。植物滯留元主要通過土壤介質對降雨徑流中氮素進行轉化和凈化。其中，硝化作用是氮素在植物滯留系統土壤介質中N素循環的重要環節，不僅直接影響土壤介質氮素養分的有效性，而且通過N03-的淋溶損失和向大氣中釋放N20等對周圍環境產生較大的影響。目前，降雨徑流收集到的雨水在植物滯留元中的硝態氮的遷移轉化過程還不太清楚，尤其對厭氧環境與硝態氮去除之間的定量關系的研究還沒有較好的實驗方法。

國內外研究者雖然進行了一些水質水量的室內和現場實驗，但將人工模擬降雨作用條件下，綜合考慮植物滯留元不同雨強、不同類型植物、不同介質成分及深度、不同空間和時間等因素，構建一種降解硝態氮為主的厭氧植物滯留元實驗裝置也未見報道。在評價植物滯留元對城市降雨和徑流中硝態氮的遷移轉化過程影響及厭氧環境與硝態氮去除之間的定量關系的研究中，迫切需要室內模擬實驗來獲取相關技術參數。一種降解硝態氮為主的厭氧植物滯留元實驗裝置能反映植物滯留元在不同雨強、不同類型植物、不同介質成分及深度、不同空間和時間等對硝態氮遷移轉化的動態變化的影響，并能夠定量厭氧環境與硝態氮去除之間關系，能滿足實際工程應用的各種要求。研究降雨徑流中硝態氮在植物滯留元中遷移轉化機理的動態變化過程急需通過模擬實驗來完成。針對實驗需求本發明對一種降解硝態氮為主的厭氧植物滯留元實驗裝置進行設計。為此，本實驗裝置提供一種降解硝態氮為主的厭氧植物滯留元實驗裝置，能夠確定硝態氮在系統中的遷移轉化情況，對模擬厭氧環境與硝態氮去除之間的定量關系在系統中分布分析提供有效、可行、可靠的實驗裝置。

發明內容

1、目的：

針對上述存在的問題，本發明的目的在于提供一種降解硝態氮為主的厭氧植物滯留元實驗裝置。該裝置實驗機理清晰、操作簡便、結構簡單、經濟實用，適用于模擬城市降雨徑流中一種降解硝態氮為主的植物滯留元實驗裝置，提高硝態氮的去除率并定量研究厭氧環境與硝態氮去除之間的關系。

2、技術方案：

請見圖1所示，本發明一種降解硝態氮為主的厭氧植物滯留元實驗裝置，它包括儲雨水箱1、儲雨水箱蓋2、水泵3、導水管4、實驗土7、接水槽17、接水槽蓋18、厭氧實驗土柱19、厭氧實驗土柱蓋20、厭氧區收集水箱32和厭氧區收集水箱蓋33。

它們之間的位置連接關系是：

儲雨水箱1頂部蓋有與其相配合的儲雨水箱蓋2，儲雨水箱1的下部出水口與水泵3進水口相連，水泵3的出水口通過導水管4把人工模擬雨水送至與導水管4另一端相連的噴頭6，導水管4彎曲部分用彎頭5相接。噴頭6放置在實驗土柱7上，人工模擬雨水經噴頭6均勻噴灑在實驗土柱7中；

實驗土柱7中從下到上依次填有碎石層38、砂石層37、植被及種植土壤層36、土壤覆蓋層35以及可滯留雨水的表面雨水滯留層34；實驗植物8種植在實驗土柱7中的植被及種植土壤層36上；