一种利用潮间带底泥强化含盐废水处理效果的人工湿地及应用制造技术

本发明专利技术涉及一种利用潮间带底泥强化含盐废水处理效果的人工湿地及应用，属于环境保护领域，包括进水管路、湿地主体、出水管路，进水管路位于湿地主体的上方，出水管路位于湿地主体的下方，湿地主体包括湿地植物、湿地床体；所述湿地主体为潜流式人工湿地，所述湿地植物种植在所述湿地床体上；湿地床体从上到下依次为第一砂层、潮间带底泥层、过滤层；所述过滤层由上到下依次为第二砂层、砾石层、粗砂层。能够应对环境的变化及外来物种的污染，与传统单一微生物的作用相比，具有更好的COD去除效果，丰富的微生物多样性及耐盐种群是效果优化的保证。

An artificial wetland using intertidal sediment to enhance the treatment effect of salty wastewater and its application

The invention relates to a constructed wetland using intertidal sediment to enhance the treatment effect of salt-containing wastewater and its application, belonging to the field of environmental protection, including water inlet pipeline, wetland main body and water outlet pipeline, water inlet pipeline above the main body of the wetland, water outlet pipeline below the main body of the wetland, wetland main body including wetland plants and wet. The main body of the wetland is a subsurface flow constructed wetland, and the wetland plants are planted on the wetland bed; the wetland bed is in turn a first sand layer, an intertidal sediment layer and a filter layer; and the filter layer is in turn a second sand layer, a gravel layer and a coarse sand layer from top to bottom. Compared with the traditional single microorganism, it has better COD removal effect. Rich microbial diversity and salt-tolerant population are the guarantee of the effect optimization.

【技术实现步骤摘要】
一种利用潮间带底泥强化含盐废水处理效果的人工湿地及应用
本专利技术属于环境保护领域，是一种利用潮间带底泥强化含盐废水处理效果的人工湿地。
技术介绍
人工湿地是近几十年发展起来的一种污水生态处理工程技术,它将生态建设和污水处理结合在一起,在有效地净化污水的同时也加强了生态建设。与传统的污水处理技术相比，人工湿地具有运行管理成本低、处理效果好和环境友好等优点，因而被广泛的应用。然而，当人工湿地实际应用于处理含盐废水领域时，湿地植物常因受到高负荷含盐废水的影响，导致其生理状况受到胁迫(引起植物的渗透胁迫，造成根系吸水困难，影响植物根系对NH4+等离子的吸收)，最终影响湿地的处理效果。目前，对于含盐废水的生物处理，多集中于微生物对高盐胁迫的适应性及尝试筛选耐盐的微生物菌株等方面，而将耐盐微生物应用到含盐废水处理工艺中的研究较少，且应用过程中采用的耐盐微生物多为从盐渍环境中筛选纯化的单一菌株。这种处理工艺常无法应对环境的变化及外来物种的污染，因而无法被大规模推广应用。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术的一种利用潮间带底泥强化含盐废水处理效果的人工湿地。本专利技术以潮间带底泥作为人工湿地基质，利用植物-微生物的耦合作用构造耐盐型人工湿地，将为含盐废水在人工湿地中的处理效果的强化提供新的方向。为了解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为：一种利用潮间带底泥强化含盐废水处理效果的人工湿地，包括进水管路、湿地主体、出水管路，进水管路位于湿地主体的上方，出水管路位于湿地主体的下方，湿地主体包括湿地植物、湿地床体；所述湿地主体为潜流式人工湿地，所述湿地植物种植在所述湿地床体上；湿地床体从上到下依次为第一砂层、潮间带底泥层、过滤层；所述过滤层由上到下依次为第二砂层、砾石层、粗砂层。本申请的人工湿地利用潮间带底泥和潮间带植物用于处理高盐废水，潮间带处于海陆交汇的过渡地带，具有明显的边缘效应。微生物和植物作为潮间带的重要组成部分，其结构与特征与环境因素密不可分。由于海水中含有大量的盐分，故潮间带的土壤中生长着大量的耐盐微生物和耐盐植物。同时，这些耐盐微生物与耐盐植物之间相互作用。植物可通过根系泌氧及根系分泌物为微生物提供氧气和碳源，微生物又可通过代谢提高植物耐盐性。与单一微生物的作用相比，人工湿地是植物-微生物耦合的处理系统，假如将潮间带湿地沉积物应用到人工湿地系统中作为基质，植物与微生物的联合作用将进一步稳定和优化耐盐微生物在污水处理过程中的作用。与传统单一微生物的作用相比，具有更好的COD去除效果，丰富的微生物多样性及耐盐种群是效果优化的保证。所述湿地植物的根部位于潮间带底泥层。优选的，所述出水管与粗砂层的一侧相接，用于导出处理后的废水。优选的，所述进水管位于第一砂层的上方，与第一砂层接触，进水管与第一砂层的接触面上设置若干开口，所述开口用于导出高盐废水。进一步优选的，所述开口与湿地植物的位置相邻。优选的，所述湿地植物为芦苇。优选的，所述潮间带底泥取自于黄河三角洲深度为5-20cm的潮间带。优选的，所述湿地床体的规格为长宽比为1.5-2.5:0.5-1.5；进一步优选的，湿地的床体长宽比为2:1。优选的，所述芦苇的种植密度为20-30株/m2，等间距种植。优选的，所述湿地床体的填料高度1-1.4m，控制废水高度0.4-1.6m，进一步优选的，湿地床体的填料高度1.2m。优选的，第一砂层粒径<2mm的沙子，孔隙率为30-40％，高度16-24cm；进一步优选的，第一砂层的高度为20cm。优选的，潮间带底泥层高度16-24cm；进一步优选的，潮间带底泥层的高度为20cm。优选的，第二砂层为粒径<2mm的沙子，孔隙率为30-40％，高度30-40cm；进一步优选的，第二砂层孔隙率为35％，高度为35cm。优选的，所述湿地床体底部砾石层为粒径为8-16mm的砾石，孔隙率为36-44％，高度22-28cm；进一步优选的，砾石层孔隙率为40％，高度25cm。优选的，所述粗砂层由粒径为4-8mm的粗砂构成，高度16-24cm；进一步优选的，粗砂层高度为20cm。本专利技术的第二个目的是提供一种利用潮间带底泥强化含盐废水处理效果的人工湿地的构筑方法，具体步骤为：1)采集湿地植物，清洗植物根系及茎，放于清水中培养，选取生长正常、长势一致的植株移栽至构筑好的人工湿地的床体中；2)植株移栽到湿地床体后，在人工湿地中加入晾晒的自来水至湿地床体饱和，之后改用营养液培养；3)植株成活后，用污水处理厂二级沉淀池上清液接种培养，直至系统稳定，得到构筑好的人工湿地。优选的，所述步骤1)中的植株在营养液中培养的时间为13-15d；进一步优选的，培养的时间为14d。优选的，所述步骤2)中所述自来水为经过晾晒时间为2.5d-3.5d；进一步优选的，晾晒时间为3d。优选的，所述步骤1)和步骤2)中的营养液为10％Hoagland营养液。本专利技术的第三个目的是提供上述一种利用潮间带底泥强化含盐废水处理效果的人工湿地和上述人工湿地的构筑方法在处理高盐废水中的应用。所述含盐废水的盐度为50-150mM/L。本专利技术的有益效果：1.本专利技术中潮间带底泥的添加能明显改善人工湿地的净化能力，人工湿地处理含盐废水时的出水COD去除率显著提高。2.本专利技术中添加的潮间带底泥取材方便、易获取、成本低廉，为含盐废水的处理提供了一种经济、有效的途径。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为潮间带底泥强化含盐废水处理效果的人工湿地切面图；其中，1、进水管，2、湿地植物，3、砾石层，4、粗砂层，5、潮间带底泥层，6、第一砂层，7、出水管，8、第二砂层。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。下面结合实施例对本专利技术进一步说明实施例1人工湿地的构筑采集湿地植物芦苇，用自来水小心清洗植物根系及茎，放于清水培养2周后，选取生长正常、长势一致的植株移栽；移栽后，加入晾晒3天的自来水至基质饱和，一周后改用10％Hoagland营养液培养。植物成活后，用污水处理厂二级沉淀池上清液接种培养数周，直至系统稳定，得到人工湿地。实施例2实施例1的构筑方法得到的人工湿地的结构由图1所示，一种利用潮间带底泥强化含盐废水处理效果的人工湿地，包括进水管路1、湿地主体、出水管路7，进水管路1位于湿地主体的上方，出水管路7位于湿地主体的下方，湿地主体包括湿地植物2、湿地床体；所述湿地主体为潜流式人工湿地，所述湿地植物1种植在所述湿地床体上；湿地床体从上到下依次为第一砂层6、潮间带底泥层5、过滤层；所述过滤层由上到下依次为第二砂层8、砾石层3、粗砂层4。进水管1位于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用潮间带底泥强化含盐废水处理效果的人工湿地，其特征在于：包括进水管路、湿地主体、出水管路，进水管路位于湿地主体的上方，出水管路位于湿地主体的下方，湿地主体包括湿地植物、湿地床体；所述湿地主体为潜流式人工湿地，所述湿地植物种植在所述湿地床体上；湿地床体从上到下依次为第一砂层、潮间带底泥层、过滤层；所述过滤层由上到下依次为第二砂层、砾石层、粗砂层。

【技术特征摘要】
1.一种利用潮间带底泥强化含盐废水处理效果的人工湿地，其特征在于：包括进水管路、湿地主体、出水管路，进水管路位于湿地主体的上方，出水管路位于湿地主体的下方，湿地主体包括湿地植物、湿地床体；所述湿地主体为潜流式人工湿地，所述湿地植物种植在所述湿地床体上；湿地床体从上到下依次为第一砂层、潮间带底泥层、过滤层；所述过滤层由上到下依次为第二砂层、砾石层、粗砂层。2.根据权利要求1所述的人工湿地，其特征在于：所述进水管位于第一砂层的上方，与第一砂层接触，进水管与第一砂层的接触面上设置若干开口，所述开口用于导出高盐废水。3.根据权利要求1所述的人工湿地，其特征在于：所述湿地植物为芦苇；所述潮间带底泥取自于黄河三角洲深度为5-20cm的潮间带。4.根据权利要求3所述的人工湿地，其特征在于：所述湿地床体的长宽比为1.5-2.5:0.5-1.5；所述芦苇的种植密度为20-30株/m2，等间距种植；优选的，湿地床体的长宽比为2:1。5.根据权利要求1所述的人工湿地，其特征在于：所述湿地床体填料高度1-1.4m，控制废水高度0.4-1.6m，优选的，湿地床体填料高度为1.2m。6.根据权利要求1所述的人工湿地，其特征在于：第一砂层粒径<2mm的沙子，孔隙率为30-40％，高度16-24cm；优选的，孔隙率为35％，第一砂层的高度为20cm。7.根据权利要求1所述的人工湿地，其特征在于：潮间带底泥层高...

【专利技术属性】
技术研发人员：王倩，胡彦彪，刘倩，曹珍凤，徐薇，张吉，孔强，徐飞，杜远达，赵聪聪，
申请(专利权)人：山东师范大学，
类型：发明
国别省市：山东,37