[实用新型]一种高效脱氮的透气防渗潜流人工湿地

说明书

一种高效脱氮的透气防渗潜流人工湿地，该潜流人工湿地，自下至上依次铺设透气防渗砂层、过滤层和石笼模块；所述透气防渗砂层的透气量为90mL/（cm∙s），2米高水压下渗透速率＜0.3 kg/m²/h；所述石笼模块包括石笼网，石笼网的底部铺设植物层，植物层上装填填料层。该潜流人工湿地具有高效脱氮、防渗漏、易实施的特点，能有效防止潜流湿地植物烂根，促进根系的生长，提高潜流水生植物的存活率；将石笼模块应用到潜流湿地填料的铺设工艺中，能采用机械装填提高效率；收割植物的加入能有效提升脱氮效果，为反硝化进程提供可利用的碳源，实现碳源的释放可控。

技术领域

本实用新型涉及一种用于污水深度处理的潜流人工湿地，尤其是一种高效脱氮的透气潜流人工湿地，属于潜流人工湿地技术领域。

背景技术

人工湿地处理技术具有高效、低投资、低维护费用的特点。人工湿地不但可以促进废水中植物营养素的循环，使废水中有机物得以再利用，而且又能绿化环境，使区域内的生态环境不断得到改善。人工湿地作为一种污水深度处理技术，能够将污水处理厂的尾水从污水一级A的排放标准提升为稳定排放的地表水环境质量标准四类水水平，满足一般工业用水、农业用水和景观用水的要求，并且人工湿地在景观改造上能给人带来美的享受，能够显著提升生活质量和满足群众的景观需求。

人工湿地的对污染物的去除机理主要体现在将基质填料、微生物和植物结合为一体，并采取物理、化学、生物的综合方法处理污水中的污染物。在潜流湿地中，污水在填料层表面下渗流，微生物得以在基质层中挂膜生长截留吸附污染物，并为植物根系提供小分子营养物质，如，单糖、硝酸盐等物质促进植物生长，实现污水的资源化和无害化处理。

潜流湿地对污水处理的能力主要体现在对低浓度污水脱氮除磷的效果。潜流湿地对总磷的去除主要体现在填料对污水中总磷的吸附和沉淀，总量有限，而且植物对磷元素的利用率并不高。然而潜流湿地对于氮元素有着显著的去除效果，主要依赖微生物对氮元素的氨化、硝化和反硝化作用。在潜流湿地中，由于湿地水生植物的根系具有独特的汲氧能力，在潜流湿地上部分以及水生植物根部附近，溶解氧的含量较高，并且处于好氧状态。在水中硝化细菌的参与下，将氨氮转化为硝酸盐；当在潜流湿地填料床的下部较深的地方溶解氧的含量较低，处于缺氧的状态，在反硝化细菌的参与下将硝态氮转化为氮气。

目前潜流湿地的建设过程中主要有以下问题亟待解决：

1.在潜流人工湿地的建设中，填料的使用往往会达到上千万立方米，填料的装填铺设工作成为一个难题。目前已经有将宾格石笼网应用于潜流湿地的案例，但是石笼网格与填料的大小匹配问题、石笼网装卸变形问题都影响到工程的成本与施工难度。因此潜流湿地的填料铺设问题依然需要创新改进。

2.潜流湿地反硝化效果有待提升。在潜流湿地填料床深处的厌氧区是反硝化反应的主要位置。低浓度污水由于有机物的含量比较低，在反硝化反应中缺少充足的碳源，导致人工湿地脱氮效果不好。人为加入碳源也必须满足稳定、易降解、长久有效的要求。

3.目前潜流湿地的潜流池采取三七灰土浇筑，工艺简便成本低廉，但是不透气，容易造成植物根系缺氧并且烂根，导致植物存活下降。如何能选取一种新型材料解决潜流池的透气性能同时又能防水成为潜流池当前工程的技术难点。

4.潜流湿地植物收割再利用问题。当前潜流湿地每年秋冬季节都需要对植物进行收割，而收割后的植物通常被运输再加工作为饲料或者直接当做垃圾处理。如何能将这一部分收割植物有效利用起来，成为潜流湿地一个可以减少成本的重点。

实用新型内容

本实用新型针对现有潜流人工湿地存在的不足，提出一种高效脱氮的透气防渗潜流人工湿地，能够有效提高潜流人工湿地的脱氮效果，同时解决三七灰土作为潜流池底构筑材料带来的植物烂根问题，并且能够解决人工湿地植物收割后再利用的问题，保障潜流湿地能够高效运行。

本实用新型的高效脱氮的透气防渗潜流人工湿地，采用以下技术方案：