本發(fā)明涉及環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域，特別涉及一種高效脫氮型水平潛流濕地的建設(shè)方法。
背景技術(shù)：
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量含氮、磷肥料的生產(chǎn)和使用，以及食品、畜產(chǎn)品加工等工業(yè)廢水和城市生活廢水的排放，特別是含磷洗滌劑產(chǎn)生的污水未經(jīng)處理即排放到河道中，使得河水富含氮、磷等植物營養(yǎng)物質(zhì)，因而造成水體富營養(yǎng)化。在富營養(yǎng)化的水體中，由于養(yǎng)料充足，藻類等浮游植物大量繁殖，從而過度消耗水中氧氣，造成其他水生植物和動物的死亡，使生態(tài)平衡受到破壞。因此，必須采取措施進(jìn)行預(yù)防和綜合治理，以降低水體富營養(yǎng)化進(jìn)程，使水質(zhì)趨向好轉(zhuǎn)。
人工濕地是一種利用功能上相互作用的基質(zhì)、微生物和植物去除污染物的生態(tài)系統(tǒng)，具有投資少、耗能低、維護(hù)方便和環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益好等特點(diǎn)，因此，利用人工濕地去除廢水中氮磷污染物的技術(shù)在我國廢水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。在中國專利CN104032707A“一種脫氮除磷高效型水平潛流濕地的建筑方法”依次從下而上鋪設(shè)有大理石屑、中層基質(zhì)和大理石屑，并種植水生植物蘆葦或香蒲宿根以達(dá)到去除氮磷污染物，該專利通過鋪設(shè)三層基質(zhì)以提供一個(gè)微生物生長繁殖的環(huán)境，利用硝化細(xì)菌和亞硝化細(xì)菌去除氮，同時(shí)利用水生植物進(jìn)一步提高氮磷廢水的處理能力，然而該專利在實(shí)際應(yīng)用于人工濕地建設(shè)時(shí)，還存在著以下缺點(diǎn)：微生物生長繁殖的需氧環(huán)境不夠理想，往往會處于無氧條件下；廢水體系pH值不適合微生物的生長繁殖；水生植物蘆葦或香蒲宿根的氮磷廢水處理能力弱。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種高效脫氮型水平潛流濕地的建設(shè)方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明通過在下層基質(zhì)中加入鐵礦渣，以調(diào)節(jié)廢水體系的pH，通過鋪設(shè)無毒橡膠顆粒層和通氣管，提供一個(gè)需氧微生物生長繁殖的需氧環(huán)境；并通過種植適用能力、吸收能力和凈化能力均更強(qiáng)的柳樹或水杉，以提高氮磷廢水的處理能力。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種高效脫氮型水平潛流濕地的建設(shè)方法，包括以下步驟：
(1)河床清理
將原有用于排放污水的河道排干后，清除河底污泥，并平整河床，使其縱向向下坡度為1～3％；
(2)混料與鋪料
按質(zhì)量比為1000：1～3選取大理石石子和鐵礦渣，并充分混合后得到混料，所述的混料鋪設(shè)在清理完成的河床上，高度低于河岸20-40cm，形成河道；
(3)植物種植
在鋪設(shè)的混料上，種植柳樹或水杉，并在混料的表面上再鋪設(shè)一層厚度為10-30cm，粒徑為2-4cm的橡膠顆粒；
(4)插設(shè)通氣管
選取若干通氣管，所述的通氣管的壁上設(shè)有若干孔，然后將所述的通氣管插入到鋪設(shè)有橡膠顆粒的河道上，即完成所述的潛流濕地的建設(shè)，所述的通氣管的上端露出橡膠顆粒層。
進(jìn)一步的優(yōu)選，所述的大理石石子的粒徑為3～5cm；所述的鐵礦渣的粒徑為1～5cm。
進(jìn)一步的優(yōu)選，所述的柳樹或水杉為3～5年生，種植時(shí)剪去地上部分莖葉，種植其宿根。
進(jìn)一步的優(yōu)選，所述的通氣管為內(nèi)徑5～10cm，長度比步驟(2)鋪設(shè)混料的厚度多10-20cm的直管。
進(jìn)一步的優(yōu)選，所述的通氣管壁上的孔的孔徑為3～5mm，孔的密度為0.3～0.8個(gè)孔/cm2。
進(jìn)一步的優(yōu)選，所述的通氣管的上端露出橡膠顆粒層5～15cm。
進(jìn)一步的優(yōu)選，插入的所述的通氣管的密度為每平方米河道插設(shè)0.3-1根。
進(jìn)一步的優(yōu)選，所述的通氣管的材料為聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯的一種或幾種。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
一、本發(fā)明的一種高效脫氮型水平潛流濕地的建設(shè)方法，通過在水平潛流濕地的上層鋪設(shè)橡膠顆粒層，形成潛流濕地的不飽和層，同時(shí)插設(shè)壁上開有孔的通氣管，以提供一個(gè)更加良好的供養(yǎng)機(jī)制，有利于需氧硝化細(xì)菌和亞硝化細(xì)菌的生長繁殖和氨氮的轉(zhuǎn)化；
二、本發(fā)明的一種高效脫氮型水平潛流濕地的建設(shè)方法，通過在水平潛流濕地的下層鋪設(shè)含CaCO3的大理石石子作為飽和層，可以為厭氧的厭氧氨氧化細(xì)菌提供一個(gè)低氧環(huán)境，因此，與上層的硝化細(xì)菌和亞硝化細(xì)菌在功能上的結(jié)合，使?jié)竦氐拿摰δ茉鰪?qiáng)，同時(shí)下層的鐵礦渣可調(diào)節(jié)廢水體系的pH；
三、本發(fā)明的一種高效脫氮型水平潛流濕地的建設(shè)方法，種植了生長旺盛、根系輸氧能力和適應(yīng)能力更強(qiáng)的柳樹或水杉，以進(jìn)一步提高氮磷廢水的吸收能力和凈化能力，此外木本植物的發(fā)達(dá)根系為需氧和厭氧細(xì)菌提供碳源；
四、本發(fā)明的一種高效脫氮型水平潛流濕地的建設(shè)方法，具有投資少、耗能低、維護(hù)方便和環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)，可在富營養(yǎng)化水體的凈化和修復(fù)中大力推廣。
當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一方法并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)該理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。在實(shí)際應(yīng)用中本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明做出的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
本發(fā)明的一種高效脫氮型水平潛流濕地的建設(shè)方法，包括以下步驟：
(1)河床清理
將原有用于排放污水的河道排干后，清除河底污泥，并平整河床，使其縱向向下坡度為1～3％；
(2)混料與鋪料
按質(zhì)量比為1000：1～3選取大理石石子和鐵礦渣，并充分混合后得到混料，所述的混料鋪設(shè)在清理完成的河床上，高度低于河岸20-40cm，形成河道，所述的大理石石子的粒徑為3～5cm；所述的鐵礦渣的粒徑為1～5cm；
(3)植物種植
在鋪設(shè)的混料上，種植3～5年生的柳樹或水杉，剪去地上部分莖葉，種植其宿根，并在混料的表面上再鋪設(shè)一層厚度為10-30cm，粒徑為2-4cm的橡膠顆粒；
(4)插設(shè)通氣管
選取若干通氣管，所述的通氣管為內(nèi)徑5～10cm，長度比步驟(2)鋪設(shè)混料的厚度多10-20cm的直管，插入的密度為每平方米河道插設(shè)0.3-1根，所述的通氣管的壁上設(shè)有若干孔，孔徑為3～5mm，孔的密度為0.3～0.8個(gè)孔/cm2，然后將所述的通氣管插入到鋪設(shè)有橡膠顆粒的河道上，即完成所述的潛流濕地的建設(shè)，所述的通氣管的上端露出橡膠顆粒層5～15cm，所述的通氣管的材料為聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯的一種或幾種。
本發(fā)明的一種高效脫氮型水平潛流濕地的建設(shè)方法，通過在水平潛流濕地的上層鋪設(shè)橡膠顆粒層，形成潛流濕地的不飽和層，同時(shí)插設(shè)壁上開有孔的通氣管，以提供一個(gè)更加良好的供氧機(jī)制，有利于需氧硝化細(xì)菌和亞硝化細(xì)菌的生長繁殖和氨氮的轉(zhuǎn)化；通過在水平潛流濕地的下層鋪設(shè)含CaCO3的大理石石子作為飽和層，可以為厭氧的厭氧氨氧化細(xì)菌提供一個(gè)低氧的生長環(huán)境，因此，與上層的硝化細(xì)菌和亞硝化細(xì)菌在功能上的結(jié)合，使得本發(fā)明的濕地的脫氮功能增強(qiáng)，同時(shí)下層的鐵礦渣可調(diào)節(jié)廢水體系的pH，本發(fā)明還種植了生長旺盛、根系輸氧能力和適應(yīng)能力更強(qiáng)的柳樹或水杉，以進(jìn)一步提高氮磷廢水的吸收能力和凈化能力，此外木本植物的發(fā)達(dá)根系為細(xì)菌提供碳源。綜上所述，本發(fā)明具有投資少、耗能低、維護(hù)方便和環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)，可在富營養(yǎng)化水體的凈化和修復(fù)中大力推廣。
為了更好的說明和闡述本發(fā)明，以下通過三個(gè)具體實(shí)施例來介紹本發(fā)明可能的實(shí)施方式，但又不限于以下實(shí)施例。
實(shí)施例1
本發(fā)明的一種高效脫氮型水平潛流濕地的建設(shè)方法，包括以下步驟：
(5)河床清理
將原有用于排放污水的河道排干后，清除河底污泥，并平整河床，使其縱向向下坡度為1％；
(6)混料與鋪料
按質(zhì)量比為1000：1選取大理石石子和鐵礦渣，并充分混合后得到混料，所述的混料鋪設(shè)在清理完成的河床上，高度低于河岸20cm，形成河道，所述的大理石石子的粒徑為3cm；所述的鐵礦渣的粒徑為1cm；
(7)植物種植
在鋪設(shè)的混料上，種植3年生的柳樹或水杉，剪去地上部分莖葉，種植其宿根，并在混料的表面上再鋪設(shè)一層厚度為10cm，粒徑為2cm的橡膠顆粒；
(8)插設(shè)通氣管
選取若干通氣管，所述的通氣管為內(nèi)徑5cm，長度比步驟(2)鋪設(shè)混料的厚度多10cm的直管，插入的密度為每平方米河道插設(shè)0.3根，所述的通氣管的壁上設(shè)有若干孔，孔徑為5mm，孔的密度為0.3個(gè)孔/cm2，然后將所述的通氣管插入到鋪設(shè)有橡膠顆粒的河道上，即完成所述的潛流濕地的建設(shè)，所述的通氣管的上端露出橡膠顆粒層5cm，所述的通氣管的材料為聚氯乙烯。測得本實(shí)施例1的水平潛流濕地比現(xiàn)有濕地的脫氮效率提高了30％～50％。
實(shí)施例2
本發(fā)明的一種高效脫氮型水平潛流濕地的建設(shè)方法，包括以下步驟：
(1)河床清理
將原有用于排放污水的河道排干后，清除河底污泥，并平整河床，使其縱向向下坡度為2％；
(2)混料與鋪料
按質(zhì)量比為1000：2選取大理石石子和鐵礦渣，并充分混合后得到混料，所述的混料鋪設(shè)在清理完成的河床上，高度低于河岸30cm，形成河道，所述的大理石石子的粒徑為4cm；所述的鐵礦渣的粒徑為3cm；
(3)植物種植
在鋪設(shè)的混料上，種植4年生的柳樹或水杉，剪去地上部分莖葉，種植其宿根，并在混料的表面上再鋪設(shè)一層厚度為20cm，粒徑為3cm的橡膠顆粒；
(4)插設(shè)通氣管
選取若干通氣管，所述的通氣管為內(nèi)徑8cm，長度比步驟(2)鋪設(shè)混料的厚度多15cm的直管，插入的密度為每平方米河道插設(shè)0.5根，所述的通氣管的壁上設(shè)有若干孔，孔徑為4mm，孔的密度為0.5個(gè)孔/cm2，然后將所述的通氣管插入到鋪設(shè)有橡膠顆粒的河道上，即完成所述的潛流濕地的建設(shè)，所述的通氣管的上端露出橡膠顆粒層10cm，所述的通氣管的材料為聚乙烯。測得本實(shí)施例1的水平潛流濕地比現(xiàn)有濕地的脫氮效率提高了30％～50％。
實(shí)施例3
本發(fā)明的一種高效脫氮型水平潛流濕地的建設(shè)方法，包括以下步驟：
(1)河床清理
將原有用于排放污水的河道排干后，清除河底污泥，并平整河床，使其縱向向下坡度為3％；
(2)混料與鋪料
按質(zhì)量比為1000：3選取大理石石子和鐵礦渣，并充分混合后得到混料，所述的混料鋪設(shè)在清理完成的河床上，高度低于河岸40cm，形成河道，所述的大理石石子的粒徑為5cm；所述的鐵礦渣的粒徑為5cm；
(3)植物種植
在鋪設(shè)的混料上，種植5年生的柳樹或水杉，剪去地上部分莖葉，種植其宿根，并在混料的表面上再鋪設(shè)一層厚度為30cm，粒徑為4cm的橡膠顆粒；
(4)插設(shè)通氣管
選取若干通氣管，所述的通氣管為內(nèi)徑10cm，長度比步驟(2)鋪設(shè)混料的厚度多20cm的直管，插入的密度為每平方米河道插設(shè)1根，所述的通氣管的壁上設(shè)有若干孔，孔徑為5mm，孔的密度為0.8個(gè)孔/cm2，然后將所述的通氣管插入到鋪設(shè)有橡膠顆粒的河道上，即完成所述的潛流濕地的建設(shè)，所述的通氣管的上端露出橡膠顆粒層15cm，所述的通氣管的材料為聚氯乙烯、聚乙烯或聚丙烯的一種或幾種。測得本實(shí)施例1的水平潛流濕地比現(xiàn)有濕地的脫氮效率提高了30％～50％。
以上公開的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實(shí)施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實(shí)施方式。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。