[發(fā)明專利]一種景觀型多介質(zhì)處理尾水的垂直潛流人工濕地

在審

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• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113387446A
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅景城;唐家良;李鳳;董曉明;章熙鋒;陳靖
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院;水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;A01G31/00;A01G24/12;A01G24/15;A01G24/10
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51241
• 代理人: 王悅

本發(fā)明公開了一種景觀型多介質(zhì)處理尾水的垂直潛流人工濕地，依次包括布水區(qū)、凈化區(qū)和出水區(qū)；所述布水區(qū)包括蓄水池、閥門和多個(gè)布水管，所述的凈化區(qū)底部和四周封閉并設(shè)有防滲層，所述凈化區(qū)自上而下依次為水生植物、土壤、細(xì)砂、改性沸石、生物炭、雨花石，所述的布水管位于凈化區(qū)底部，并通過閥門與蓄水池連通；所述出水區(qū)位于凈化區(qū)頂部，并設(shè)置一個(gè)排水管。本發(fā)明將水生植物制備成生物炭，可實(shí)現(xiàn)濕地植物的循環(huán)再利用；利用不同級配的介質(zhì)作為濕地的濾料，可有效地同時(shí)去除N、P、抗生素和病原菌多種污染物，且不易產(chǎn)生堵塞問題；采用條帶式的方式間隔收割植物，可在保持濕地景觀的同時(shí)提高其對污染物的去除效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種景觀型多介質(zhì)處理尾水的垂直潛流人工濕地，屬于污水治理技術(shù)領(lǐng)域，用于城市污水處理廠尾水中N、P、抗生素和病原菌的自然去除和凈化。

背景技術(shù)

隨著城市的建設(shè)和工業(yè)的快速發(fā)展，我國面臨著嚴(yán)峻的水資源短缺和水環(huán)境污染問題。污水處理廠是阻止污染物進(jìn)入環(huán)境中的最后一道防線，但污水處理廠出水即使達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)的一級A標(biāo)準(zhǔn)，其尾水直接排放后仍然會對自然水體產(chǎn)生一定的污染負(fù)荷。

人工濕地是一項(xiàng)污水處理生態(tài)技術(shù)，在基質(zhì)、植物和微生物的共同作用下，通過吸附、過濾、沉淀和生物轉(zhuǎn)化等一系列物理、化學(xué)和生物反應(yīng)實(shí)現(xiàn)對污水的凈化。垂直潛流濕地作為人工濕地的一種，其特征在于可以更加充分地利用基質(zhì)吸附作用和附著在基質(zhì)上的微生物的分解作用來進(jìn)一步提高系統(tǒng)對污染物的去除效率。目前國內(nèi)外學(xué)者主要研究垂直潛流濕地對常規(guī)污染物氮、磷的去除效率，對新興有機(jī)污染物(抗生素)和病原菌的關(guān)注相對較少。而痕量抗生素即可引起生物毒性并誘導(dǎo)細(xì)菌產(chǎn)生抗性基因，使得抗生素對疾病的治療效果大幅下降，此外，污水中病原菌會引起包括痢疾、腸胃炎在內(nèi)的諸多人類疾病。因此，在不影響常規(guī)污染物去除效率的前提下，需利用垂直潛流濕地進(jìn)一步降低污水處理廠尾水中抗生素濃度和病原菌含量。

另一方面，目前絕大多數(shù)人工濕地植物的收割方式為一次性收割，這種收割方式會破壞濕地的穩(wěn)定性，使出水水質(zhì)波動較大，同時(shí)還會影響濕地的景觀效果。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種景觀型多介質(zhì)處理尾水的垂直潛流人工濕地，可有效地同時(shí)去除N、P、抗生素和病原菌多種污染物。

具體的技術(shù)方案為：

一種景觀型多介質(zhì)處理尾水的垂直潛流人工濕地，依次包括布水區(qū)、凈化區(qū)和出水區(qū)；所述布水區(qū)包括蓄水池、閥門和多個(gè)布水管，所述的凈化區(qū)底部和四周封閉并設(shè)有防滲層，所述凈化區(qū)自上而下依次為水生植物、土壤、細(xì)砂、改性沸石、生物炭、雨花石，所述的布水管位于凈化區(qū)底部，并通過閥門與蓄水池連通；所述出水區(qū)位于凈化區(qū)頂部，并設(shè)置一個(gè)排水管。

所述的布水管有多根平行分布，相鄰布水管間隔5m。

所述的水生植物包括夏秋季植物和冬春季植物；夏秋季植物和冬春季植物交替種植；所述的夏秋季植物為再力花和美人蕉，冬春季植物為石菖蒲和水龍；

具體實(shí)施過程為：在5月份按濕地面積比1:1種植再力花和美人蕉，種植密度均為8株/m²，收割頻率為每兩個(gè)月一次，種植期內(nèi)共收割三次，收割獲得的植物秸稈用作生物炭制備的原材料；在11月份開始種植石菖蒲和水龍，種植密度均為20株/m²；所述收割的方式均為條帶式間隔收割，即每次收割植物總株數(shù)的一半，保留每個(gè)條帶的寬度為1m。

所述的雨花石粒徑為2-4cm，將雨花石均勻平鋪在凈化區(qū)底部，鋪設(shè)厚度為10cm，作為濕地基質(zhì)的承托層。

所述的生物炭由水生植物的植物秸稈制備而成，粒徑為2-5mm，生物炭均勻平鋪在雨花石上面，鋪設(shè)厚度為20cm。

所述的改性沸石粒徑為1-2mm，將改性沸石均勻平鋪在生物炭上面，鋪設(shè)厚度為20cm。改性沸石為天然沸石與氫氧化鈣和膨潤土混合物。