專利名稱：利用造紙廢水灌溉修復(fù)灘涂濕地的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境工程，具體地涉及一種利用造紙廢水灌溉修復(fù)灘涂濕地的方法。 背暴技術(shù)
我國(guó)是草漿造紙大國(guó)，年產(chǎn)量2000余萬(wàn)噸，按平均噸紙耗水約140立方米/噸來(lái)計(jì)， 年排放草漿造紙廢水近30億噸，造成嚴(yán)重產(chǎn)環(huán)境污染。目前，造紙廢水的處理問(wèn)題仍屬世 界性難題，還沒(méi)有找到有效經(jīng)濟(jì)的防治污染的辦法。蘆葦是優(yōu)良的造紙?jiān)希w維含量達(dá) 48%左右，可以生產(chǎn)膠印書(shū)刊紙、凸版紙、書(shū)寫(xiě)紙、有光紙、打字紙、餐巾紙、衛(wèi)生紙等， 但目前全國(guó)葦槳造紙僅占造紙總量的3.5% 4.0%。我國(guó)造紙工業(yè)"十五"規(guī)劃中提出，鼓 勵(lì)發(fā)展蘆葦、竹和甘蔗渣紙漿造紙，并高度重視蘆葦基地建設(shè)，適當(dāng)擴(kuò)大蘆葦面積，支持 葦漿造紙發(fā)展。
黃河三角洲濕地廣袤，僅位于三角洲腹地的沾化、無(wú)棣兩縣就有13多萬(wàn)公頃的濱海退 化鹽堿灘涂地，該區(qū)土壤含鹽量高、生產(chǎn)力低，生態(tài)系統(tǒng)退化嚴(yán)重，如果能通過(guò)造紙廢水 灌溉將之修復(fù)為蘆葦濕地，形成以葦漿來(lái)造紙，最后利用生態(tài)塘——蘆葦濕地系統(tǒng)來(lái)處理 造紙廢水的生態(tài)模式，則具有以下幾種優(yōu)勢(shì)
1) 經(jīng)盧蘋(píng)濕地處理后造紙廢水回用于灌溉或造紙用水，最終實(shí)現(xiàn)污水"零"排放；
2) 草漿造紙廢水灌溉蘆葦土壤，能改良土壤性狀，提高蘆葦產(chǎn)量，使退化的鹽堿荒地 生態(tài)得以修復(fù)；
3) 蘆葦收獲后回用作造紙?jiān)?，有利于?shí)現(xiàn)黃河三角洲葦紙生產(chǎn)一體化的濱海鹽堿濕 地"生態(tài)紙業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)"模式。
這一模式的推廣對(duì)于促進(jìn)渤海典型海岸潮上帶退化生態(tài)區(qū)的修復(fù)，防止海岸侵蝕，提 高濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性和穩(wěn)定性，帶動(dòng)黃河三角洲的全面開(kāi)發(fā)具有重要的戰(zhàn)略意 義。
戸葦濕地生態(tài)系統(tǒng)處理廢水是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)過(guò)程，是濕地物理、化學(xué)、生物等作用 的綜合效應(yīng)，包括沉淀、吸附，離子交換、絡(luò)合反應(yīng)、硝化、反硝化、營(yíng)養(yǎng)元素的生物轉(zhuǎn) 化和微生物分解過(guò)程等，具有高效、高適應(yīng)、高承受力及低投入、低運(yùn)行費(fèi)、低維護(hù)費(fèi)"三 高三低"的特點(diǎn)，處理污水僅0. 1 0. 2元/ t，而"活性污泥法"處理污水則至少需0. 45 1.0元/t，戸葦濕地處理污水需要的設(shè)備和構(gòu)筑物很少，管理方便，使得表面流人工濕地 處理造紙廢水技術(shù)成為經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)、'土地資源豐富地區(qū)污水處理的優(yōu)選方案。
造紙廢水中的鈉、氯離子含量?jī)H相當(dāng)于海水的5% 10%，因此利用造紙廢水灌溉鹽堿 荒地來(lái)改良退化生態(tài)系統(tǒng)在理論上是可行的，有淋鹽改土、修復(fù)退化系統(tǒng)的良好作用，同 時(shí)還能獲得高產(chǎn)量的蘆葦原料，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。目前，國(guó)內(nèi)外已有很多利用濕地凈 化污水(或工業(yè)廢水)成功的實(shí)例，其中在美國(guó)和歐洲得到廣泛應(yīng)用；我國(guó)在濕地污水凈化方面起步較晚，但發(fā)展勢(shì)頭很好，國(guó)內(nèi)大量開(kāi)展了利用濕地來(lái)處理城市污水的研究，包 括在利用濕地處理造紙廢水方面的實(shí)踐，例如新疆石河子造紙廠將造紙廢水排入芨芨草濕 地和廢棄的低洼地，既凈化了污水，同時(shí)又?jǐn)U大了芨芨草的建植面積，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境效益與 經(jīng)濟(jì)效益的雙贏，成為國(guó)家環(huán)?？偩盅h(huán)經(jīng)濟(jì)的樣板。
但目前對(duì)生態(tài)塘——蘆葦濕地組合工藝處理造紙廢水的深入研究較少，灌溉方式較為 粗燥，多采用漫灌，對(duì)其研究也多側(cè)重于濕地對(duì)廢水的處理效果，而對(duì)濕地處理造紙廢水 中的灌溉技術(shù)參數(shù)及灌溉對(duì)土壤的修復(fù)等關(guān)鍵技術(shù)研究不足，特別是在野外條件下尚沒(méi)有 檢索到相關(guān)的細(xì)致研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種利用造紙廢水灌溉修復(fù)灘涂濕地的 方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下
一種利用造紙廢水灌溉修復(fù)灘涂濕地的方法，包括如下步驟
在地面上設(shè)置相距7-10m的第一端墻和第二端墻，在所述第一端墻和第二端墻之間設(shè) 置有5-10個(gè)平行排列的導(dǎo)水縱墻，所述導(dǎo)水縱墻的長(zhǎng)為4-8m，高為20-40cm，所述導(dǎo)水縱 墻之間的距離為10-15m，奇數(shù)序號(hào)導(dǎo)水縱墻的一端與第一端墻的內(nèi)側(cè)固定連接，所述奇數(shù) 序號(hào)導(dǎo)水縱墻的另一端為游離端，偶數(shù)序號(hào)導(dǎo)水縱墻的一端與第二端墻的內(nèi)側(cè)固定連接， 所述偶數(shù)序號(hào)導(dǎo)水縱墻的另一端為游離端，在造紙廢水流經(jīng)導(dǎo)水縱墻游離端的折流處的地 面以下設(shè)置濾料整流布水區(qū)，造紙廢水從第一導(dǎo)水縱墻和第二導(dǎo)水縱墻處導(dǎo)入灌溉，灌溉 深度h=8cm-15cm，水力負(fù)荷2-4cm/d，采用每進(jìn)水灌溉6-10d，然后排水落干2-4d的間歇 灌溉方式灌溉。
所述導(dǎo)水縱墻的截面為梯形或半圓形。
所述導(dǎo)水縱墻的長(zhǎng)為5m。
所述導(dǎo)水縱墻的高為30cm。
所述第一端墻和第二端墻的截面為梯形或半圓形。
所述濾料整流布水區(qū)為兩層，上層厚5-10cm，為直徑為2-5cm的礫石或碎石構(gòu)成，下 層厚15-20cm，為直徑5-10cm的礫石構(gòu)成。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
1) 廢水灌溉后土壤C1—、 Na+及可溶鹽含量相對(duì)于未灌溉對(duì)照去除率平均分別為52.4%、 46. 6%和35. 0%;
2) 灌溉處理后濕地土壤內(nèi)總氮、總磷、有機(jī)質(zhì)含量比未灌溉對(duì)照分別提高了 73. 1%、 17. 3%和54. 2%。
3) 灌溉處理后土壤呼吸強(qiáng)度比未灌溉對(duì)照提高了23.5%-34.7%， 土壤的微生物活性大 幅提高。
4) 灌溉處理后戸蘋(píng)株高比未灌溉對(duì)照高出11.0%以上，干生物量高出未灌溉對(duì)照 14. 4-66. 5%。5)灌溉處理后土壤脫氫酶、磷酸酶、纖維素酶、蔗糖酶、脲酶比未灌溉對(duì)照高出分別 高出118. 1°/。、 40. 5%、 39. 8°/。、 75. 2%和14. 9%。
經(jīng)過(guò)廢水灌溉之后，既能有效削減廢水的COD。r污染負(fù)荷，還能大幅度降低土壤含鹽量， 提高土壤的養(yǎng)分水平和土壤微生物活性，另外還能大大提高蘆葦?shù)漠a(chǎn)量和系統(tǒng)的生物多樣 性，從而將濱海鹽堿蘆葦荒地修復(fù)為生物活性高、生產(chǎn)力水平高、含鹽量較低的健康生態(tài) 系統(tǒng)，同時(shí)也創(chuàng)造了濱海區(qū)造紙——濕地廢水處理——蘆葦——造紙的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。


圖1為一種利用造紙廢水灌溉修復(fù)灘涂濕地的方法中所采用的設(shè)施的示意圖。 圖2為濾料整流布水區(qū)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
一種利用造紙廢水灌溉修復(fù)灘涂濕地的方法，包括如下步驟
見(jiàn)圖1，在地面5上設(shè)置相距7-10m的第一端墻1和第二端墻2，在第一端墻和第二端 墻之間設(shè)置有5-10個(gè)平行排列的導(dǎo)水縱墻3，導(dǎo)水縱墻的長(zhǎng)為4-8m，高為20-40cm，導(dǎo)水 縱墻之間的距離為10-15m，奇數(shù)序號(hào)導(dǎo)水縱墻的一端與第一端墻的內(nèi)側(cè)固定連接，奇數(shù)序 號(hào)導(dǎo)水縱墻的另一端為游離端，偶數(shù)序號(hào)導(dǎo)水縱墻的一端與第二端墻的內(nèi)側(cè)固定連接，偶 數(shù)序號(hào)導(dǎo)水縱墻的另一端為游離端，在造紙廢水流經(jīng)導(dǎo)水縱墻游離端的折流處的地面以下 設(shè)置濾料整流布水區(qū)4，造紙廢水從第一導(dǎo)水縱墻和第二導(dǎo)水縱墻處導(dǎo)入灌溉，灌溉深度 h=8cm-15cm，水力負(fù)荷2-4cm/d，采用每進(jìn)水灌溉6_10d，然后排水落干2_4d的間歇灌溉 方式灌溉，運(yùn)行時(shí)間可根據(jù)廢水的排放特點(diǎn)來(lái)定，主要在春夏秋三季開(kāi)展，在我國(guó)南方中， 冬季也可以進(jìn)行。圖中箭頭表示造紙廢水流動(dòng)方向。
導(dǎo)水縱墻的截面可以選梯形或半圓形等。
導(dǎo)水縱墻的長(zhǎng)最好是5m。
導(dǎo)水縱墻的高最好是30cm。
第一端墻和第二端墻的截面可以選梯形或半圓形等。第一端墻、第二端墻和每個(gè)導(dǎo)水 縱墻都可以采用土壩，可以節(jié)約費(fèi)用。
濾料整流布水區(qū)從地面上方俯視看，可以是矩形，也可以是扇形，可以是一層，也可 以是兩層，若是一層，層厚為20-30cm，為直徑為2-5cm的礫石或碎石構(gòu)成，若是兩層， 上層厚5-10cm，為直徑為2-5cm的礫石或碎石構(gòu)成，下層厚15-20cm，為直徑5-10cm的礫 石構(gòu)成(見(jiàn)圖2)。
廢水灌溉濃度中低濃度廢水較為適宜，要求COD<3000mg/L。
合理耕作措施在冬季停水期，對(duì)蘆葦?shù)剡M(jìn)行合理的耕作，耕深15cm左右，沿畦的方 向每畦耕兩行，行距2.3m，可提高下年蘆葦生長(zhǎng)密度，加快蘆葦濕地的構(gòu)建。
權(quán)利要求
1. 一種利用造紙廢水灌溉修復(fù)灘涂濕地的方法，其特征包括如下步驟在地面上設(shè)置相距7-10m的第一端墻和第二端墻，在所述第一端墻和第二端墻之間設(shè)置有5-10個(gè)平行排列的導(dǎo)水縱墻，所述導(dǎo)水縱墻的長(zhǎng)為4-8m，高為20-40cm，所述導(dǎo)水縱墻之間的距離為10-15m，奇數(shù)序號(hào)導(dǎo)水縱墻的一端與第一端墻的內(nèi)側(cè)固定連接，所述奇數(shù)序號(hào)導(dǎo)水縱墻的另一端為游離端，偶數(shù)序號(hào)導(dǎo)水縱墻的一端與第二端墻的內(nèi)側(cè)固定連接，所述偶數(shù)序號(hào)導(dǎo)水縱墻的另一端為游離端，在造紙廢水流經(jīng)導(dǎo)水縱墻游離端的折流處的地面以下設(shè)置濾料整流布水區(qū)，造紙廢水從第一導(dǎo)水縱墻和第二導(dǎo)水縱墻處導(dǎo)入灌溉，灌溉深度h＝8cm-15cm，水力負(fù)荷2-4cm/d，采用每進(jìn)水灌溉6-10d，然后排水落干2-4d的間歇灌溉方式灌溉。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用造紙廢水灌溉修復(fù)灘涂濕地的方法，其特征是所述 導(dǎo)水縱墻的截面為梯形或半圓形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用造紙廢水灌溉修復(fù)灘涂濕地的方法，其特征是所述 導(dǎo)水縱墻的長(zhǎng)為5m。、
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用造紙廢水灌溉修復(fù)灘涂濕地的方法，其特征是所述 導(dǎo)水縱墻的高為30cm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用造紙廢水灌溉修復(fù)灘涂濕地的方法，其特征是所述 第一端墻和第二端墻的截面為梯形或半圓形。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用造紙廢水灌溉修復(fù)灘涂濕地的方法，其特征是所述 濾料整流布水區(qū)為兩層，上層厚5-10cm，為直徑為2-5cm的礫石或碎石構(gòu)成，下層厚 15-20cm，為直徑5-10cm的礫石構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了利用造紙廢水灌溉修復(fù)灘涂濕地的方法，步驟在地面上設(shè)置第一端墻和第二端墻，在第一端墻和第二端墻之間設(shè)置有導(dǎo)水縱墻，奇數(shù)序號(hào)導(dǎo)水縱墻的一端與第一端墻的內(nèi)側(cè)固定連接，另一端為游離端，偶數(shù)序號(hào)導(dǎo)水縱墻的一端與第二端墻的內(nèi)側(cè)固定連接，另一端為游離端，在造紙廢水流經(jīng)導(dǎo)水縱墻游離端折流處的地面下設(shè)置濾料整流布水區(qū)，造紙廢水從第一導(dǎo)水縱墻和第二導(dǎo)水縱墻處導(dǎo)入，灌溉深度h＝8cm-15cm，水力負(fù)荷2-4cm/d，采用每進(jìn)水灌溉6-10d，然后排水落干2-4d的間歇灌溉方式灌溉，本發(fā)明用廢水灌溉后降低土壤Cl^-、Na⁺含量；總氮、總磷、有機(jī)質(zhì)含量提高；土壤呼吸強(qiáng)度提高，土壤的微生物活性大幅提高。
文檔編號(hào)C02F3/32GK101462798SQ20091006771
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
發(fā)明者孫景寬, 李甲亮, 田家怡, 陸兆華 申請(qǐng)人:濱州學(xué)院