[发明专利]为去除污染物而确定尺寸的人工湿地

说明书

本发明涉及一种用于从污水中去除一种或多种污染物的人工湿地，所述人工湿地包含至少两个隔室，其中隔室的尺寸使得可以促进各种反应。与现有技术的人工湿地相比，在各个隔室中发生的反应的协同作用使得可以改善根据本发明的人工湿地的净化能力。根据本发明的湿地的尺寸还使得能够以尽可能小的场地覆盖率实现从污水中去除污染物的目标去除率。本发明还涉及一种用来限定这种人工湿地的方法。

技术领域

本发明涉及用于去除污染物的湿地的领域。更确切地说，本发明涉及确定湿地的尺寸以便优化其净化能力。

背景技术

已知使用系统来净化源自城市和/或工业污水的未经处理的废水，以限制来自人类活动的污水对生态系统的影响。

几种技术使得可以增强废水净化系统的净化能力，并因此在给定净化能力的情况下减小其场地覆盖率(site coverage)。例如，某些技术使得可以通过强制输入氧气来增强这些结构的液相中的净化过程。例如，专利申请US2016100083描述了旨在在废水净化系统的泻湖中转移氧气的装置。专利申请CN205115138描述了一种有利地使用太阳能的曝气装置。

某些解决方案使得可以在特定情况下提高废水净化系统的净化产率。例如，专利申请US2016167994描述了添加水生微生物(生物强化(bioaugmentation))，并且尤其是添加微藻以用于在水相中从采矿污水中去除金属和硫酸盐。在专门用于处理工业污水(并因此自然生物多样性较低)的废水净化系统的情况下，该解决方案可以提高净化产率。

专利申请US2016200608公开了在具有至少两个隔室的废水净化系统中的污水再循环，以避免在温度随季节明显变化的情况下湿区中净化产率的下降。

大型植物(macroplant)的“根系”生态系统(或根际)也是已知的，并且通常有利地用于从水和污水中去除污染物。

例如，专利申请WO2011157406描述了串联排列的具有根系生态系统的多个隔室的实现。专利申请WO2011157406描述了一种基质的性质，其用于维持所述基质的良好渗透性，来特别是去除有机氯化的化合物。

专利申请WO2006030164描述了一种用于管理种植有大型植物的隔室的方法，并且特别地描述了向所述隔室供给污水的阶段和不向所述隔室供给污水的阶段的交替，以促进人工湿地内好氧阶段和缺氧阶段或厌氧阶段的交替。

本申请的申请人提交的专利申请WO2006128994描述了用于去除碳和氮污染的常规净化装置与由种植芦苇的滤床组成的隔室的组合。

一般而言，这些装置尤其旨在促进一种净化过程。这些技术在处理现代污水方面有很大的局限性。确实，尽管这些装置可以很好地去除大型污染物(macropollutant)，但是在许多有机或矿物污染物的情况下，使用单一的净化过程可能会导致效率受限。例如，这些湿地可能会导致在处理诸如药物产品之类的微污染物(micropollutant)方面的效率受限。

因此，这些装置尽管提供了某些改进，但只有以相当大的场地覆盖率(约10至20m²/p.e.居民，取决于污水的性质和处理目标)为代价，才能够获得令人满意的净化产率。该场地覆盖率仍然太大，以致于无法在地价昂贵和/或土地供应短缺的地区设置人工湿地。

申请人对湿地的净化能力产生了兴趣。湿地使得可以从雨水中去除微污染物。湿地还可以用于在预处理后去除城市或工业污水微污染物，例如，以减小污水对接收环境的影响。

最简单的湿地由污水通过的一个或多个天然或人造泻湖构成。这些装置优选由宽阔的水面、1至1.5m的平均水深、低流速和长停留时间(从几天到几周)组成。因此，这些湿地可以去除沉降在其中的悬浮材料，通过来自太阳的自然紫外线进入水柱的穿透来对污水进行消毒，并且去除有机、氮和磷污染。这些湿地可以产生许多降解机制，特别是光降解、吸附(例如在基质上、在植物上或在悬浮材料上的吸附)、生物降解或被植物同化(如果湿地中存在植物)。