[发明专利]一种潜流人工湿地及其应用

说明书

本发明涉及水体治理技术领域，具体涉及一种潜流人工湿地及其应用。本发明提供了一种潜流人工湿地，包括依次设置的配水区、净化区和集水区，所述配水区中设置有脱氮基质，所述脱氮基质包括植物残体和铁刨花。本发明将植物残体和铁刨花的混合体作为脱氮基质，能够有效减少反硝化过程中亚硝态氮的积累，从而减少了氧化亚氮的排放；此外，植物残体作为生物质碳源，其中有机碳主要来源于大气中的二氧化碳，在降解过程中不会额外造成大气中二氧化碳浓度的增加，能够降低反硝化过程中温室气体的排放；另外本发明提供的潜流人工湿地结构简单，适宜大规模推广应用。

技术领域

本发明涉及水体治理技术领域，具体涉及一种潜流人工湿地及其应用。

背景技术

近年来，人工湿地广泛应用于水体水质的净化与恢复、面源污染的控制、初期降雨的处理以及城市污水处理厂尾水的深度处理。但是，将人工湿地应用于低碳高氮类污染水的处理会因碳源不足而存在较大的难度，如果添加异养碳源，不仅会提高处理成本，还有可能造成二次污染。同时，人工湿地中常种植有水生植物，如芦苇、黄菖蒲、香蒲、美人蕉等，若疏于管理使得这些植物在湿地内部凋落腐解，会造成出水水质的恶化，若在枯萎期对植物进行收割，收割下来的植物残体也是一种固体废弃物需要另行处理。此外，有研究表明，人工湿地是重要的温室气体尤其是甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)的排放源，其温室气体排放量大约是自然湿地的2～10倍。因此，如何提高低碳高氮类污染水的脱氮效率、解决碳源不足、合理处置收割的植物残体以及控制湿地温室气体排放仍面临着巨大的技术障碍。

发明内容

本发明的目的在于提供一种潜流人工湿地及其应用，采用本发明提供的潜流人工湿地能够提高低碳氮比水体脱氮效果，并降低温室气体的排放，结构简单，适宜大规模推广应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种潜流人工湿地，包括依次设置的配水区、净化区和集水区，所述配水区中设置有脱氮基质，所述脱氮基质包括植物残体和铁刨花。

优选地，所述植物残体的平均尺寸为(4～25)mm×(4～25)mm，所述铁刨花的宽度为10～40mm，长度为100～150mm。

优选地，所述植物残体和铁刨花的质量比为(0.8～1.5)：(1.0～2.5)。

优选地，还包括进水管和出水管，所述进水管与所述配水区的进水口相连通，所述出水管与所述集水区的出水口相连通。

优选地，还包括第一穿孔花墙和第二穿孔花墙，所述第一穿孔花墙设置于所述配水区和净化区之间，所述第二穿孔花墙设置于所述净化区和集水区之间。

优选地，所述净化区中分布有砾石。

优选地，所述砾石的粒径为4～6cm。

优选地，所述净化区还包括水生植物，所述水生植物种植于所述砾石的上方。

优选地，所述水生植物的枯萎茎叶以及收割的水生植物茎叶经处理后作为植物残体置于配水区中。

本发明还提供了上述技术方案所述的潜流人工湿地在处理低碳氮比水体中的应用。