[发明专利]一种适于低温环境利用生物高效除磷防堵工程湿地系统及方法

说明书

本发明公开一种适于低温环境利用生物高效除磷防堵工程湿地系统及方法，该系统包括除磷系统、透明保温棚以及热气体供应系统，透明保温棚覆盖和包封所述除磷系统；热气体供应系统与所述除磷系统联通，为除磷系统提供加热的气体，除磷系统包括多个植物生长区、微生物净化区、隔离层、防渗层及排水管；植物生长区包括基质层和生长在基质层上的植物；基质层包含从上往下的四层：第一层为土壤层，厚度25～30cm；第二层至第四层为砂砾石或建筑拆除垃圾材料层，第二层粒径为0.05～0.3cm，厚度25～30cm,第三层粒径为1～1.5cm,厚度25～30cm，第四层粒径为2.8～3.6cm,厚度25～30cm；微生物净化区用于微生物除磷，多个植物生长区设置于微生物净化区之中。

技术领域

本发明涉及污水生态处理领域，特别是涉及一种适于低温环境利用生物高效除磷防堵工程湿地系统及方法。

背景技术

工程湿地指由人工建造的、可控制的和工程化的湿地系统，其设计和建造是通过对湿地自然生态系统中的物理、化学和生物作用的优化组合来进行废水处理。

工程湿地废水处理技术是20世纪七八十年代发展起来的一种污水生态处理技术，一般由人工基质和生长在其上的水生植物(如芦苇、香蒲等)组成，是一个独特的土壤(基质)-植物-微生物生态系统。当污水通过系统时，其中污染物质和营养物质被系统吸收、转化或分解，从而使水质得到净化。

湿地对磷的去除是植物吸收、微生物去除及物理化学作用三方面共同作用的结果。废水中无机磷在植物吸收及同化作用下可变成植物的ATP、DNA和RNA等有机成分，通过植物的收割而去除；物理化学作用包括填料对磷的吸附及填料与磷酸根离子的化学反应，这种作用对无机磷的去除会因填料的不同而有差别。由于石灰石及含铁质填料中Ca和Fe可与PO₄^3-反应而沉淀去除PO₄^3-，因而它们是除磷效果较好的填料。含钙质或铁质的地下水渗入人工湿地也有利于磷的去除。微生物对磷的去除包括它们对磷的正常同化和对磷的过量积累。在一般二级污水处理系统中，当进水磷含量为10mg/L时，微生物对磷的同化吸收去除仅是进水总磷量的4.5％～19％，所以，微生物除磷主要是通过强化后对磷的过量积累来完成的。

上述三种作用对磷的去除能力是不同的，一般以植物对磷的吸收作用为主。但是在替换工程湿地填充的基质时，也将种子库及已生根的植株带出了湿地，这将导致工程湿地除磷效果大大降低或者工程湿地短期内不可使用。同时，工程湿地存在占地面积大的缺点。

另外，当环境温度较低时，生物的活动例如代谢活动就会变弱，例如，5℃经常被认为是“生物学零度”低于这个温度，生物活动就会停滞或相当慢，从而减慢生物除磷的速度或者完全停滞。

因此，需要新的除磷技术，以消除现有技术中存在的至少部分技术问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种适于低温环境利用生物高效除磷防堵工程湿地系统及方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的一种适于低温环境利用生物高效除磷防堵工程湿地系统，包括除磷系统10、透明保温棚20以及热气体供应系统30，

其中，所述除磷系统10包括：多个植物生长区11、微生物净化区12、隔离层13和防渗层14以及排水管15；

其中所述植物生长区11包括基质层和生长在基质层上的植物；所述基质层包含从上往下或者说顺水流方向颗粒物粒径依次变大的四层：第一层111为土壤层，厚度25～30cm；其中第二层112基本被第一层包封，其粒径为0.05～0.3cm，厚度25～30cm,第三层113基本被第二层包封，其粒径为1～1.5cm,厚度25～30cm，第四层114基本被第三层包封，其粒径为2.8～3.6cm,厚度25～30cm；