[發明專利]一種仿自然濕地系統及其凈化方法

在審

• 申請號: 202011043359.9
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112079444A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 戰楠;趙立新;張蕾;楊蘭琴;嚴玉林;黃炳彬;王培京;王祎博
• 申請（專利權）人: 北京市水科學技術研究院
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 廖慧敏

本發明公開了一種仿自然濕地系統及其凈化方法。其中，仿自然濕地系統及包括人工生態渠道、人工植物生態塘、人工基質生態塘；其中，人工生態渠道包括流道和設置在流道上的閥門；人工植物生態塘包括植物塘和分別位于植物塘相對兩側的進水口和出水口；所述進水口連通到流道上；所述植物塘包括淺灘區和深水區，所述淺灘區種植挺水植物，種植密度10～30棵/m²；所述深水區種植沉水植物，沉水植物覆蓋植物塘水面面積的30～50％，種植的沉水植物的生物量為2000～9000g/m²；人工基質生態塘與人工植物生態塘的出水口連通；本發明無需補充外源碳也可有效為微生物提供反硝化作用所需碳源，提高除氮效率。

技術領域

本發明涉及污水處理技術領域，具體涉及一種仿自然濕地系統及其凈化方法。

背景技術

人工濕地是利用土壤、植物和微生物三種相互依存要素的協同作用下，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收、微生物降解等綜合作用對污染物進行高效凈化的水處理技術。目前，在我國多以水質改善為目的，應用于農村生活污水處理、農田面源污染治理等諸多領域當中。

就人工濕地技術脫氮除磷作用及效果而言，大量研究表明，生物脫氮是濕地系統對含氮污染物去除的主要作用機理，其中硝化-反硝化對氮的去除量占比達到60％～86％，被認為是濕地系統中最主要的生物作用途徑。一般認為，進水水質C/N低于3是生物脫氮作用的限制性因素，水體中有機碳源不足會導致生物脫氮效率低下，需要外加碳源來保證良好的生物脫氮效果。而人工濕地對磷的去除作用主要包含三方面：基質填料吸附沉淀、植物吸收和微生物吸收轉化，其中，基質填料的吸附沉淀是人工濕地除磷的主要途徑，污水中約70％的磷是通過上述基質填料的吸附沉淀途徑去除，植物吸收的磷僅占17％。

雖然目前人工濕地技術應用領域廣泛，但針對其推廣應用，依然主要面臨著以下亟待突破的問題。

隨著大量再生水作為景觀用水補給河湖，地表水環境質量日益提升，人工濕地技術應用重點從重污染水體逐漸轉向微污染水體深度凈化，針對來水的低碳高氮磷特征，通常采用曝氣方式優化、基質填料開發、添加生物碳源等方法對系統進行優化，上述方法雖然能有效提高脫氮的效果，但存在建設、運行成本提高的問題；并且，添加碳源后，增加了基質層堵塞、出水有機污染物濃度升高等風險。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服傳統濕地技術中針對低碳高氮磷水體需要添加外源碳，進而增加基質層堵塞、出水有機污染物濃度升高等風險的缺陷，從而提供無需補充外源碳也可有效為微生物提供反硝化作用所需碳源的一種仿自然濕地系統及其凈化方法。

一種仿自然濕地系統，包括：

人工生態渠道，包括流道和設置在流道上的閥門；

人工植物生態塘，包括植物塘和分別位于植物塘相對兩側的進水口和出水口；所述進水口連通到流道上；所述植物塘包括淺灘區和深水區，所述淺灘區種植挺水植物，種植密度10～30棵/m²；所述深水區種植沉水植物，沉水植物覆蓋植物塘水面面積的30～50％，種植的沉水植物的生物量為2000～9000g/m²；

人工基質生態塘，與人工植物生態塘的出水口連通。

上述種植生物量是指深水區內單位面積內沉水植物的鮮重。

所述植物塘的面積不超過5萬m²，深水區的深度為1.5～2m，淺灘區的深度為0.3～0.7m。

所述人工植物生態塘的數量為多個，并聯或/和串聯在人工生態渠道和人工基質生態塘之間；

所述人工基質生態塘的數量為多個，并聯或/和串聯在人工植物生態塘的出水口上。

所述流道的寬度為2～4m，深度不超過0.8m，所述流道底部設置有除磷填料。