[发明专利]一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统

说明书

技术领域

本发明属于生态环境技术领域，具体涉及利用一种木本植物提高人工湿地冷季处理效果的系统及方法。

背景技术

潜流人工湿地作为一种高效、经济、美观的生态型污水处理方法，在国内外应用较为广泛。在潜流人工湿地系统中，污水在湿地床的表层下流动，一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的根系及表层土和填料截流等的作用，以提高其处理效果和处理能力；另一方面由于水流在地表以下流动，具有保温性能好、处理效果受气候影响小、卫生条件较好的特点。

目前国内外用于潜流湿地的植物品种为：芦苇、美人蕉、香蒲、水葱、水芹、德国鸢尾、菖蒲等单一草本水生类型，单一水生草本植物具有施工简单、易于管理、生物量较大等优点，但也存在不足：如根系主要集中分布在填料中上层，造成微生物也集中在中上层，不利于系统纵向深层微生物好氧区的形成而影响污水处理效果，加上到了冷季，亚热带地区的大多数水生草本植物会出现地上部枯死的问题，进一步影响污水处理效果。而人工湿地冬季的处理效果是阻碍人工湿地大规模推广发展的难点。

发明内容

本发明的主要目的在于针对上述人工湿地冬季处理效果差的问题问题，提供一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统，包括进水管路、湿地区以及出水管路，所述湿地区包括木本植物，所述木本植物为木芙蓉。

在上述本发明所述一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统中，所述湿地区为潜流型人工湿地区，还包括湿地池、湿地床体，所述木芙蓉种植在所述湿地床体上。

在上述本发明所述一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统中，所述木芙蓉(Hibiscus mutabilis)的种植密度设置为16株/㎡等间距。

在上述本发明所述一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统中，所述湿地池设置为填料深1.2m，控制水深1.0m。

在上述本发明所述一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统中，所述湿地床体底部为粒径为3cm的石灰石，深1m；上部为小粒径的鹅卵石，深0.2m。

在上述本发明所述一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统中，所述进水管路设置为间歇式走水，水力停留时间为2d，表面水力负荷为0.225m³/(m²·d)。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）本发明很好的解决了草本植物冷季越冬困难造成的人工湿地冬季处理效果较差的问题；

（2）本发明证明了木芙蓉植物系统在冷季各类污染物去除率均比典型草本植物香蒲的高；

（3）木芙蓉具有一定的景观价值；

（4）无需根系诱导，适用于所有潜流人工湿地，可以在亚热带地区推广应用；

（5）净化效果较好，可以在亚热带地区推广应用，特别适合城镇生活污水处理项目。

通过将木本植物木芙蓉引入潜流人工湿地中，对其污水净化效果进行监测，可以安全越冬的木芙蓉植物应用到潜流人工湿地中，既可解决冷季人工湿地多数草本植物枯死的问题，又能扩大了人工湿地植物的筛选范围，增加物种的多样性和景观性，具有很好的应用前景。

具体实施方式

下面通过结合实施案例对本发明进行进一步说明：

1 材料与方法

1.1实验材料

以木芙蓉(Hibiscus mutabilis Linn.)目标植物、香蒲(Typha orientalis Presl)为对照植物，并设计空白无植物，木芙蓉为目前没有报道研究的可以种植于人工湿地的木本植物；香蒲为典型的、常用于人工湿地污水处理的草本植物。

1.2试验条件

试验地处亚热带季风气候区，年平均气温17.2℃，年降水量1361.6mm。本试验采用自制模拟潜流人工湿地装置，系统污水取自居民生活污水管网，后端接沉淀池后通过水泵引入6个装置中。

本装置以不锈钢为材料，木芙蓉、香蒲植物人工湿地各3套，共6套。装置长1.0m，宽1.0m，高1.3m，填料深1.2m，控制水深1.0m。其中底部为粒径为3cm的石灰石，深1m；上部为小粒径的鹅卵石，深0.2m。该装置模拟潜流人工湿地，进水为生活污水，采用间歇式走水方式，水力停留时间为2d，表面水力负荷为0.225m³/(m²·d)。

1.3试验方法