[发明专利]一种人工湿地促进植物根系物质分泌脱氮的装置及方法

说明书

本发明涉及污水处理技术领域，公开了一种人工湿地促进植物根系物质分泌脱氮的装置，包括多个挂架，多个挂架组网呈蜂窝结构，构成连通的水生植物种植托架；挂架的中部设有腔体；挂架呈多楞柱结构，挂架位于每个楞面上均设有生长位，生长位沿长度方向设有多个喷嘴；挂架的顶部设有用于管件连接的接管；挂架位于每个楞边上均设有可旋转的连接部。本发明还提供了一种工湿地促进植物根系分泌脱氮的方法。本发明可使根系发达的挺水植物以浮生的方式生活在水域内，使发达的根系直接作用在水质内，便于湿地植物根际分泌物浓度和供氧的调控，更加有利促进根系微生物的硝化和反硝化作用，提高人工湿地对湖泊水的脱氮能力。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种人工湿地促进植物根系物质分泌脱氮的装置及方法。

背景技术

近些年来，来自农村、农田的面源污染是湖泊水氮污染的主要来源，硝酸盐为主要氮存在形态，水质特征表现为碳氮比(C/N)较低、富营养化严重。促进藻类异常增殖，释放有害物质，从而造成城市湖泊水环境质量下降和生态系统失衡。

人工湿地是利用植物、微生物和基质在生态系统中的物质循环与能量流动建造的人工污水处理系统。其中，微生物硝化作用和反硝化作用通常被认为是湿地氮去除最重要的途径，去除率高达60％-95％。在这以过程中，湿地植物根系分泌物的浓度和供氧能力，对促进根系微生物的硝化和反硝化作用，其中至关重要的因素。

湿地植物根系分泌物是指植物正常生长过程中向外界环境中释放的一系列化学物质，高分子量化合物包括粘液，蛋白质等，低分子量有机化合物包括氨基酸，有机酸，糖类，酚类和次生代谢产物等。根系分泌氨基酸、糖类化合物可以作为化学引诱剂吸引植物促生菌(PGPR)的定殖，这些PGPR中的某些物种可以利用根系分泌的色氨酸，合成植物生长激素。根系分泌物在促进植物生长、养分活化、改善环境胁迫方面具有重要作用。

然而，浮游植物的根系不够发达，对根系分泌物释放有限，而根系发达的水生植物往往是挺水植物，其发达的根系位于泥土内，这样给根系分泌物的释放造成很大程度的影响，导致对水质脱氮的能力受到限制，并且对于泥土内的根系也很难通过外界调节的方式调控根系分泌物的释放浓度。

为此，我公司提出了一种可使根系发达的挺水植物以浮生的方式生活在水域内，方便向根系添加碳源及对根系进行供氧，便于湿地植物根际分泌物浓度和供氧的调控，更加有利促进根系微生物的硝化和反硝化作用，提高人工湿地对湖泊水的脱氮能力。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种人工湿地促进植物根系物质分泌脱氮的装置及方法。可使根系发达的挺水植物以浮生的方式生活在水域内，方便增加调控根系分泌物的浓度和供氧能力，来促进根系微生物的硝化和反硝化作用，从而提高人工湿地对湖泊水的脱氮能力。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种人工湿地促进植物根系物质分泌脱氮装置，包括多个挂架，多个所述挂架组网呈蜂窝结构，且之间通过管件相连构成连通的水生植物种植托架；所述挂架的中部设有中空的腔体；所述挂架呈多楞柱结构，所述挂架位于每个楞面上均设有水生植物栽培的生长位，所述生长位沿长度方向设有多个喷嘴，所述喷嘴与腔体相连通；所述挂架的顶部设有用于所述管件连接的接管；所述挂架位于每个楞边上均设有可旋转的连接部。

进一步的，所述生长位朝向腔体的一侧凹陷形成凹槽，所述生长位的外侧设有与凹槽对应的夹板，所述夹板沿长度方向上至少通过两根弹性带连接在挂架上，所述弹性带贯穿在夹板上。

进一步的，所述挂架的楞边上设有用于所述弹性带限位的嵌槽。

进一步的，所述接管为三通管，一端通过旋转连接座以可旋转的方式连接在挂架，另两端用于连接所述管件。