[发明专利]一种强化氮磷吸收的落干式人工湿地系统及方法

说明书

本发明公开了一种强化氮磷吸收的落干式人工湿地系统及方法，系统包括池体和进水干管，池体内部设有用以种植湿地植物的三层湿地填料，池体底部设有通往出水槽的出水管，池体上方设有与进水干管连接并带有喷头的微喷灌支管，微喷灌支管的设置高度高于湿地植物的生长高度，进水干管上设有进水总阀、加压泵和第一定时器，出水管上设有出水总阀和第二定时器。本发明叶面‑根茎循序双重布水的方式总氮去除率为69.76％，总磷去除率为74.45％，相比于传统方法根部布水的方式明显提高；本发明通过叶面喷洒，植物的生物量也明显高于传统方法。

技术领域

本发明涉及人工湿地污水处理系统及方法，尤其涉及一种强化氮磷吸收的落干式人工湿地系统及方法。

背景技术

人工湿地作为一种工程化的生态处理系统，通过人为设计改造来强化自然过程，保留湿地性质且有目的性处理污水，其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类微生物的作用。

人工湿地在实现脱氮除磷功能上投资和运行成本低，管理简单，在农村生活污水处理工程中备受青睐。人工湿地对氮素的去除主要是通过微生物的氨化、硝化、反硝化和植物的吸收，以及基质的吸附、沉淀和过滤等途径。湿地中的氨化菌、硝化菌和反硝化菌在适宜的湿地环境中通过氨化、硝化和反硝化作用将氮去除。人工湿地系统床体中的氧环境与有机物、氨氮等污染物的降解去除密切相关，直接影响湿地系统对污染物的净化效果及正常运转。

目前应用最广泛的湿地有表面流人工湿地、垂直潜流和水平潜流人工湿地。表面流湿地占用面积大，温度较低时会发生表面结冰导致系统的处理效果大幅下降，不能充分利用填料及丰富的植物根系，并且在处理不当的情况下还会滋生蝇蚊，产生臭味。传统水平潜流人工湿地中，由于基质长时间处于饱和的状态，植物根系分泌物及大气输氧成为了湿地复氧主要来源，但由于非常有限，因此湿地床体整体表现为缺氧状态。与水平潜流人工湿地相比，垂直流人工湿地床中水流在重力作用下在基质中非饱和流动可以改善湿地床体的氧环境，但改善效果有限。因此为提高污水处理效果，提高湿地床体复氧能力，改善湿地基质内部氧环境至关重要。

传统人工湿地系统采取在根部布水的方式，即利用微生物硝化/反硝化作用、植物根茎吸收作用以及湿地填料吸附作用进行脱氮除磷。然而采取根部布水的方式，一方面有限的复氧能力和较差的氧环境造成的硝化不完全会导致净水效果较差、湿地占地面积过大、湿地植物营养缺乏等问题；另一方面，一般根部吸收的营养物质，在湿地植物生长的旺盛时期，难以满足作物生长需要，造成营养缺乏，产量和品质下降。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种强化氮磷吸收的落干式人工湿地系统及方法。本发明利用叶面-根茎循序双重布水的方式，提高植物对氮磷的吸收，增强湿地的净化效果。

技术方案：本发明所述的强化氮磷吸收的落干式人工湿地系统，包括池体和进水干管，所述池体内部设有用以种植湿地植物的三层湿地填料，所述池体底部设有通往出水槽的出水管，所述池体上方设有与所述进水干管连接并带有喷头的微喷灌支管，所述微喷灌支管的设置高度高于所述湿地植物的生长高度，所述进水干管上设有进水总阀、加压泵以及用于控制进水总阀和加压泵开关的第一定时器，所述出水管上设有出水总阀以及用于控制出水总阀和喷头开关的第二定时器。

优选地，所述微喷灌支管的一端设有进水支阀，另一端设有用以保护管路安全的泄水支阀，所述第二定时器用于控制进水支阀和泄水支阀的开关。

优选地，所述进水干管的前端连接有过滤器，污水先经过滤器过滤处理去除悬浮物后再进入池体。

优选地，所述湿地植物包括空心菜、水芹、龟背竹、绿萝、黑麦草或香蒲中的一种或几种。这几种湿地植物的叶面对氮磷吸收效果良好，根据季节变化和湿地植物自身的生长习性进行分批换茬，以保证湿地始终有植物存活，确保湿地出水水质达标，因此冬春季节种植黑麦草、水芹，夏秋季节种植龟背竹、绿萝、空心菜、香蒲。