[發明專利]一種強化氮磷吸收的落干式人工濕地系統及方法

在審

• 申請號: 201910328669.6
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110015759A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 呂錫武;鞏佳佳
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F3/30;C02F3/34
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種強化氮磷吸收的落干式人工濕地系統及方法，系統包括池體和進水干管，池體內部設有用以種植濕地植物的三層濕地填料，池體底部設有通往出水槽的出水管，池體上方設有與進水干管連接并帶有噴頭的微噴灌支管，微噴灌支管的設置高度高于濕地植物的生長高度，進水干管上設有進水總閥、加壓泵和第一定時器，出水管上設有出水總閥和第二定時器。本發明葉面?根莖循序雙重布水的方式總氮去除率為69.76％，總磷去除率為74.45％，相比于傳統方法根部布水的方式明顯提高；本發明通過葉面噴灑，植物的生物量也明顯高于傳統方法。

技術領域

本發明涉及人工濕地污水處理系統及方法，尤其涉及一種強化氮磷吸收的落干式人工濕地系統及方法。

背景技術

人工濕地作為一種工程化的生態處理系統，通過人為設計改造來強化自然過程，保留濕地性質且有目的性處理污水，其作用機理包括吸附、滯留、過濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養分吸收及各類微生物的作用。

人工濕地在實現脫氮除磷功能上投資和運行成本低，管理簡單，在農村生活污水處理工程中備受青睞。人工濕地對氮素的去除主要是通過微生物的氨化、硝化、反硝化和植物的吸收，以及基質的吸附、沉淀和過濾等途徑。濕地中的氨化菌、硝化菌和反硝化菌在適宜的濕地環境中通過氨化、硝化和反硝化作用將氮去除。人工濕地系統床體中的氧環境與有機物、氨氮等污染物的降解去除密切相關，直接影響濕地系統對污染物的凈化效果及正常運轉。

目前應用最廣泛的濕地有表面流人工濕地、垂直潛流和水平潛流人工濕地。表面流濕地占用面積大，溫度較低時會發生表面結冰導致系統的處理效果大幅下降，不能充分利用填料及豐富的植物根系，并且在處理不當的情況下還會滋生蠅蚊，產生臭味。傳統水平潛流人工濕地中，由于基質長時間處于飽和的狀態，植物根系分泌物及大氣輸氧成為了濕地復氧主要來源，但由于非常有限，因此濕地床體整體表現為缺氧狀態。與水平潛流人工濕地相比，垂直流人工濕地床中水流在重力作用下在基質中非飽和流動可以改善濕地床體的氧環境，但改善效果有限。因此為提高污水處理效果，提高濕地床體復氧能力，改善濕地基質內部氧環境至關重要。

傳統人工濕地系統采取在根部布水的方式，即利用微生物硝化/反硝化作用、植物根莖吸收作用以及濕地填料吸附作用進行脫氮除磷。然而采取根部布水的方式，一方面有限的復氧能力和較差的氧環境造成的硝化不完全會導致凈水效果較差、濕地占地面積過大、濕地植物營養缺乏等問題；另一方面，一般根部吸收的營養物質，在濕地植物生長的旺盛時期，難以滿足作物生長需要，造成營養缺乏，產量和品質下降。

發明內容

發明目的：針對以上問題，本發明提出一種強化氮磷吸收的落干式人工濕地系統及方法。本發明利用葉面-根莖循序雙重布水的方式，提高植物對氮磷的吸收，增強濕地的凈化效果。

技術方案：本發明所述的強化氮磷吸收的落干式人工濕地系統，包括池體和進水干管，所述池體內部設有用以種植濕地植物的三層濕地填料，所述池體底部設有通往出水槽的出水管，所述池體上方設有與所述進水干管連接并帶有噴頭的微噴灌支管，所述微噴灌支管的設置高度高于所述濕地植物的生長高度，所述進水干管上設有進水總閥、加壓泵以及用于控制進水總閥和加壓泵開關的第一定時器，所述出水管上設有出水總閥以及用于控制出水總閥和噴頭開關的第二定時器。

優選地，所述微噴灌支管的一端設有進水支閥，另一端設有用以保護管路安全的泄水支閥，所述第二定時器用于控制進水支閥和泄水支閥的開關。

優選地，所述進水干管的前端連接有過濾器，污水先經過濾器過濾處理去除懸浮物后再進入池體。

優選地，所述濕地植物包括空心菜、水芹、龜背竹、綠蘿、黑麥草或香蒲中的一種或幾種。這幾種濕地植物的葉面對氮磷吸收效果良好，根據季節變化和濕地植物自身的生長習性進行分批換茬，以保證濕地始終有植物存活，確保濕地出水水質達標，因此冬春季節種植黑麥草、水芹，夏秋季節種植龜背竹、綠蘿、空心菜、香蒲。