[发明专利]一种净化农田径流的海菜花大型底栖动物经济湿地系统

说明书

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种利用装有秸秆的农药去除池为湿地单元去除农药和提供碳源，从而能长期稳定运行的海菜花—大型底栖动物经济湿地系统。 

背景技术

农田面源污染已经成为多数河流湖泊的主要污染源，而农田径流是农田面源污染的主要来源之一。农田径流是一种典型的低污染水，其中含有氮、磷和残留农药等多种污染物，具有浓度低、水质水量波动性大等特征，如何针对农田径流开发经济易行的技术是研究的热点。目前用于处理农田径流的技术主要有湿地处理技术、植被缓冲带处理技术、生物膜处理技术等，其中湿地技术由于具有投资少、运行成本低等特点得到了最为广泛的应用。湿地处理技术用于处理农田径流的原理在于：当农田径流经过湿地时，流速得到减缓，同时人工湿地中的基质、植物和微生物形成一个有效的处理系统，利用三者的协同作用，通过截留过滤、吸附、沉淀、共沉淀、离子交换、植物吸收和微生物降解等过程实现农田径流的净化。  

现有技术中，中国专利文献CN102561254A公开了一种设置在河道两侧的湿地处理系统，该系统包括设置在河道沿岸两侧的生态截污沟、位于生态截污沟出口处的人工湿地以及设置在河道两岸内则的、由挺水植物-湿生植物-灌木和乔木组成的河道护岸，其中，所述人工湿地包括湿地植物和湿地填料，所述湿地植物选用芦苇、美人蕉、香蒲或风车草中的一种或多种的混合，所述湿地填料则选用粉煤灰、沸石、干渣或石灰岩中的一种或多种的混合。该系统通过在河道沿岸外两侧建设生态截污沟，使得农田径流不直接进入河道，而是通过人工湿地处理后再排入河道，农田径流中氨氮、总氮、总磷的含量均大幅度下降，从而避免了农田径流与河流水体混合后影响水体水质的现象。 

上述现有技术中的湿地系统虽然能够实现农田径流中氮、磷的有效去除，但其存在以下问题：第一，上述湿地系统主要选择芦苇、美人蕉、香蒲或风车草湿地植物与微生物构成湿地净化系统，其主要考虑湿地净化效果，而忽视了湿地中植物的经济价值，并且就对出水氮、磷要求很高的湿地而言，该湿地中的生态系统难以长久维持，在长期运行后植物容易发生死亡。第二，上述湿地系统虽能够有效去除氮、磷，但很难去除农田径流中的残留农药，从而导致湿地中的大型底栖动物难以存活，存在湿地淤积加速、快速失效的问题。 

由于上述问题，现有技术中的湿地系统要实现长期稳定运行，就必须要投入大量的人力、财力成本对湿地中的植物进行维护管理，否则就会导致湿地瘫痪，影响湿地处理系统的正常运行和出水水质。因此如何开发一种能够长期稳定运行的、具有较高经济价值的、适用于农田径流的湿地处理系统，是现有技术尚未解决的难题。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有技术中用于处理农田径流的湿地处理系统实现长期稳定运行所需成本较高的问题，进而提供一种具有较高经济价值的、能够长期稳定运行的湿地处理系统。 

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为： 

一种净化农田径流的海菜花—大型底栖动物经济湿地系统，包括：

农药去除槽，在所述农药去除槽的槽体中填充有秸秆；

湿地单元，与所述农药去除槽的出水口连接设置，所述湿地单元的底部由下向上依次设置有粘土防水层、基质层和淹水层，在所述基质层上种植有海菜花，在所述湿地单元中还投放有大型底栖动物。

所述大型底栖动物为螺蛳或者蚌。 

在所述农药去除槽前还设置有进水槽，所述农药去除槽与所述进水槽的出水口连接设置。 

所述湿地单元中投放有螺蛳，所述螺蛳的投放密度大于10个/m2；所述湿地单元中种植的海菜花为50~80cm的成苗；所述海菜花的种植密度为3~5簇/m2，其中每簇有3~5根海菜花。 

所述螺蛳中，成螺、幼螺和子螺的比例为1：4：4，雄性螺蛳和雌性螺蛳的比例为1：1。 

所述基质层的氮含量为0.8~3.0g/kg，磷含量为0.3~1.0g/ kg；所述粘土防水层由粒径<5μm的粘土颗粒组成。 

所述湿地单元中的粘土防水层和基质层的厚度大于5cm，所述淹水层的深度为80~150cm；所述农药去除槽中填充的秸秆厚度为0.8~1.2m。 

所述秸秆为玉米秸秆、大豆秸秆、水稻秸秆中的一种或者多种。 

所述秸秆在填充至所述农药去除槽前进行如下预处理： 

（1）通过自然风干，使所述秸秆的含水率小于5%；

（2）对风干后的秸秆做破碎处理，形成长度小于3cm的秸秆碎片；