[發(fā)明專利]一種高效脫氮的透氣防滲潛流人工濕地及其運(yùn)行方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910201321.0
• 申請(qǐng)日: 2019-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN109970205A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 靖玉明;張金勇;薛墨溪;李潔琳;宋振洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東省環(huán)科院環(huán)境工程有限公司
• 主分類號(hào): C02F3/32
• 分類號(hào): C02F3/32;C02F3/34;C02F101/16;C02F101/38;C02F101/10
• 代理公司: 濟(jì)南日新專利代理事務(wù)所 37224
• 代理人: 王書剛

一種高效脫氮的透氣防滲潛流人工濕地及其運(yùn)行方法，該潛流人工濕地自下至上依次鋪設(shè)透氣防滲砂層、過濾層和石籠模塊。開始運(yùn)行時(shí)在石龍模塊內(nèi)的填料層上種植水生植物，在植物生長(zhǎng)初期階段投加反硝化菌劑、硝化菌劑和芽孢桿菌的聯(lián)合菌劑保障濕地正常運(yùn)行，在植物生長(zhǎng)成熟階段在濕地中投加木質(zhì)纖維素分解菌。本發(fā)明具有高效脫氮、防滲漏、易實(shí)施的特點(diǎn)，能有效防止?jié)摿鳚竦刂参餇€根，促進(jìn)根系的生長(zhǎng)，提高潛流水生植物的存活率；將石籠模塊應(yīng)用到潛流濕地填料的鋪設(shè)工藝中，能采用機(jī)械裝填提高效率；收割植物的加入能有效提升脫氮效果，為反硝化進(jìn)程提供可利用的碳源；木質(zhì)纖維素分解菌的加入能有效控制植物的分解效率，實(shí)現(xiàn)碳源的釋放可控。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于污水深度處理的潛流人工濕地，尤其是一種高效脫氮的透氣潛流人工濕地及其運(yùn)行方法，屬于潛流人工濕地技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

人工濕地處理技術(shù)具有高效、低投資、低維護(hù)費(fèi)用的特點(diǎn)。人工濕地不但可以促進(jìn)廢水中植物營(yíng)養(yǎng)素的循環(huán)，使廢水中有機(jī)物得以再利用，而且又能綠化環(huán)境，使區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境不斷得到改善。人工濕地作為一種污水深度處理技術(shù)，能夠?qū)⑽鬯幚韽S的尾水從污水一級(jí)A的排放標(biāo)準(zhǔn)提升為穩(wěn)定排放的地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)四類水水平，滿足一般工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水和景觀用水的要求，并且人工濕地在景觀改造上能給人帶來美的享受，能夠顯著提升生活質(zhì)量和滿足群眾的景觀需求。

人工濕地的對(duì)污染物的去除機(jī)理主要體現(xiàn)在將基質(zhì)填料、微生物和植物結(jié)合為一體，并采取物理、化學(xué)、生物的綜合方法處理污水中的污染物。在潛流濕地中，污水在填料層表面下滲流，微生物得以在基質(zhì)層中掛膜生長(zhǎng)截留吸附污染物，并為植物根系提供小分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如，單糖、硝酸鹽等物質(zhì)促進(jìn)植物生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)污水的資源化和無害化處理。

潛流濕地對(duì)污水處理的能力主要體現(xiàn)在對(duì)低濃度污水脫氮除磷的效果。潛流濕地對(duì)總磷的去除主要體現(xiàn)在填料對(duì)污水中總磷的吸附和沉淀，總量有限，而且植物對(duì)磷元素的利用率并不高。然而潛流濕地對(duì)于氮元素有著顯著的去除效果，主要依賴微生物對(duì)氮元素的氨化、硝化和反硝化作用。在潛流濕地中，由于濕地水生植物的根系具有獨(dú)特的汲氧能力，在潛流濕地上部分以及水生植物根部附近，溶解氧的含量較高，并且處于好氧狀態(tài)。在水中硝化細(xì)菌的參與下，將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽；當(dāng)在潛流濕地填料床的下部較深的地方溶解氧的含量較低，處于缺氧的狀態(tài)，在反硝化細(xì)菌的參與下將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻?/p>

目前潛流濕地的建設(shè)過程中主要有以下問題亟待解決：

1.在潛流人工濕地的建設(shè)中，填料的使用往往會(huì)達(dá)到上千萬立方米，填料的裝填鋪設(shè)工作成為一個(gè)難題。目前已經(jīng)有將賓格石籠網(wǎng)應(yīng)用于潛流濕地的案例，但是石籠網(wǎng)格與填料的大小匹配問題、石籠網(wǎng)裝卸變形問題都影響到工程的成本與施工難度。因此潛流濕地的填料鋪設(shè)問題依然需要?jiǎng)?chuàng)新改進(jìn)。

2.潛流濕地反硝化效果有待提升。在潛流濕地填料床深處的厭氧區(qū)是反硝化反應(yīng)的主要位置。低濃度污水由于有機(jī)物的含量比較低，在反硝化反應(yīng)中缺少充足的碳源，導(dǎo)致人工濕地脫氮效果不好。人為加入碳源也必須滿足穩(wěn)定、易降解、長(zhǎng)久有效的要求。

3.目前潛流濕地的潛流池采取三七灰土澆筑，工藝簡(jiǎn)便成本低廉，但是不透氣，容易造成植物根系缺氧并且爛根，導(dǎo)致植物存活下降。如何能選取一種新型材料解決潛流池的透氣性能同時(shí)又能防水成為潛流池當(dāng)前工程的技術(shù)難點(diǎn)。

4.潛流濕地植物收割再利用問題。當(dāng)前潛流濕地每年秋冬季節(jié)都需要對(duì)植物進(jìn)行收割，而收割后的植物通常被運(yùn)輸再加工作為飼料或者直接當(dāng)做垃圾處理。如何能將這一部分收割植物有效利用起來，成為潛流濕地一個(gè)可以減少成本的重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有潛流人工濕地存在的不足，提出一種高效脫氮的透氣防滲潛流人工濕地及其運(yùn)行方法，能夠有效提高潛流人工濕地的脫氮效果，同時(shí)解決三七灰土作為潛流池底構(gòu)筑材料帶來的植物爛根問題，并且能夠解決人工濕地植物收割后再利用的問題，保障潛流濕地能夠高效運(yùn)行。