[实用新型]一种仿生芦苇根孔耦合反硝化脱氮系统

说明书

本实用新型公开了一种仿生芦苇根孔耦合反硝化脱氮系统，包括由中空纤维管连通组成的仿生芦苇，含仿生茎和连接于其底端并发散的多级仿生根孔系统，包括一级根、二级根和三级根，多级仿生根孔系统的表面附着有生物膜，表面再附着有活性污泥，各级根的间隙中填充有活性污泥，各级根末端开口，一级根连通鼓风装置。该系统具有巨大活性表面、好氧厌氧结构及丰富生物活性的污泥，去除黑臭水体氮污染物的效率高、时效持久。该系统一方面充分发挥根孔微结构的优势，另一方面加强微生物的生物脱氮作用，充分发挥根孔结构系统的脱氮效能。本实用新型的技术方案可为我国污染水体及沉积物氮污染治理提供一个新的解决思路。

技术领域

本实用新型属于环保技术领域，具体涉及一种用于重污染河道或重度富营养化湖泊局部恶臭水体修复的仿生芦苇根孔耦合反硝化脱氮系统及其水体修复方法，特别是涉及一种湖库饮用水体或景观水体发生严重氮污染时沉积物氨氮及水体氨氮污染的修复方法。

背景技术

在湖滨带湿地，芦苇根系由于其具有庞大的地下根状茎和丰富的次生根及侧根，它们在沉积物中纵横交错，形成了大型的网状地下根孔系统。它是位于芦苇根系和土壤之间由水、气、土壤、微生物和植物根系组成的“多介质体系”，其良好的多层次交叉管孔分布特征对污染物的空间传输迁移过程具有明显的导流和整合富集作用，其不仅在环境污染物迁移、降解和土壤优先水流、溶质传输等方面具有重要的作用，而且还可以看作植物根系同土壤之间的一个重要“界面”，在根孔微生态系统中扮演着重要的角色。芦苇根孔系统由于其在沉积物中产生的空穴点位所占比重最大且生物活性高，营造的氧化还原异质环境是湖滨带湿地沉积物耦合反硝化过程异常剧烈且体量相对较大的热点的区域。探讨湿地沉积物根孔“多介质体系”结构及环境特征，系统分析该微环境对沉积物氮循环的调控作用，对于全面认识和利用湿地根孔的生态调控功能、改善水环境治理具有十分重要的意义。

目前关于水体底泥污染的治理主要集中在沉积物氮磷及有机物、重金属污染处置方面，水体耦合反硝化脱氮过程是污染底泥主要脱氮过程，其在个别热点区域甚至达到总反硝化脱氮总量90%以上。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种治理水体及底泥氮污染的仿生芦苇根孔耦合反硝化脱氮系统，可用于城市河道底泥污染严重、湖滨带藻类堆积区，以及对重污染的敏感水域如饮用水源地和景观用水。利用本实用新型可达上述水体、底质氮染物同步进行治理的目的。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种仿生芦苇根孔耦合反硝化脱氮系统，

包括由若干中空纤维管连通组成的仿生芦苇，所述仿生芦苇包括位于上层的直立的仿生茎和连接于所述仿生茎的底端并以所述仿生茎的底端为中心发散的多级仿生根孔系统，

所述多级仿生根孔系统包括若干一级根、若干二级根和若干三级根，所述一级根直接连接于所述仿生茎的底端，所述二级根一端连接于所述一级根的侧壁，所述三级根一端连接于所述二级根的侧壁，所述一级根的另一端、所述二级根的另一端和所述三级根的另一端开口设置，

所述多级仿生根孔系统的表面附着有生物膜，所述多级仿生根孔系统的表面附着有活性污泥，所述一级根、二级根和三级根的间隙中填充有活性污泥，

所述一级根连通鼓风装置。

该仿生芦苇根孔耦合反硝化脱氮系统是以仿生芦苇根孔系统为核心，由水、气、活性污泥、微生物和仿生根孔组成的“多介质耦合反硝化脱氮体系”。

进一步的，所述活性污泥的填充体积为所述多级仿生根孔系统所占据的空间总体积的35~55%。

进一步的，所述一级根的内径为2~5mm。一级根的区域是根孔系统主要富氧区域。

进一步的，所述二级根的内径为20~2000μm。这部分是好氧兼性厌氧微区域。