一种用于高负荷人工湿地脱氮的微细气泡预处理生态系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于高负荷人工湿地脱氮的微细气泡预处理生态系统，该系统包括高负荷人工湿地单元、微细气泡发生器、环形管道、提篮格栅；所述高负荷人工湿地单元为无覆土的垂直或水平潜流湿地，一侧有配水渠，另一侧有集水渠；所述环形管道环绕高负荷人工湿地单元并埋设在人工湿地的填料层中间，环形管道的管壁上有规律地设有若干小孔；所述微细气泡发生器架设在人工湿地单元上，并位于环形管道的环内区域；所述微细气泡发生器连接有进水管和出水管，进水管的管口外围区域设有提篮格栅，出水管与环形管道连接。本实用新型专利技术的系统通过微细气泡发生器产生的微细气泡预处理高负荷人工湿地单元生态系统以强化整个湿地单元的脱氮效率。氮效率。氮效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高负荷人工湿地脱氮的微细气泡预处理生态系统


[0001]本技术涉及人工湿地耦合
，具体来说是一种高负荷人工湿地生态系统的预处理强化技术，主要用于表面水力负荷较高的潜流人工湿地生态系统强化预处理，适用于污水处理厂配套尾水人工湿地，河湖旁路人工湿地等对脱氮有较高要求且用地受限的人工湿地项目。

技术介绍

[0002]目前，人工湿地在污水处理厂尾水深度净化领域已得到迅速的发展，但随着各地建设用地指标日益紧张，人工湿地占地面积大已成为其短板。为了节约用地，只能提高湿地的水力负荷，甚至超水力负荷设计参数值规范(≥1.0m3/(m2·
d)，成为高负荷人工湿地。高负荷人工湿地表现为水力停留时间短，水流速度快，其进水与填料接触时间不足等特征，导致湿地脱氮功能无法充分发挥，只对进水氨氮有一定去除效果，但对总氮去除效果微乎其微。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供一种用于高负荷人工湿地脱氮的微细气泡预处理生态系统，通过微细气泡发生器产生的微细气泡预处理高负荷人工湿地单元生态系统以强化整个湿地单元的脱氮效率。
[0004]一种用于高负荷人工湿地脱氮的微细气泡预处理生态系统，包括高负荷人工湿地单元、微细气泡发生器、环形管道、提篮格栅；所述高负荷人工湿地单元为无覆土的垂直或水平潜流湿地，一侧有配水渠，另一侧有集水渠；所述环形管道环绕高负荷人工湿地单元并埋设在人工湿地的填料层中间，环形管道的管壁上有规律地设有若干小孔；所述微细气泡发生器架设在人工湿地单元上，并位于环形管道的环内区域；所述微细气泡发生器连接有进水管和出水管，进水管的管口外围区域设有提篮格栅，出水管与环形管道连接。
[0005]本技术中，所述微细气泡发生器的进水管和出水管分别位于微细气泡发生器的两侧，进水管在近集水渠一侧，出水管在近配水渠一侧。
[0006]本技术中，所述微细气泡发生器设置在人工湿地单元中线偏配水渠侧的位置。
[0007]本技术中，所述的用于高负荷人工湿地脱氮的微细气泡预处理生态系统，其特征在于，微细气泡发生器到集水渠与配水渠的距离比为5：3。
[0008]本技术中，所述进水管的进水口设置在提篮格栅的中部，进水管口设有浮球。
[0009]本技术中，所述高负荷人工湿地单元由湿地单元池壁、湿地单元池底、填料层、水生植物层构成，所述湿地单元池壁为砖混结构，所述湿地单元池底为钢砼结构；所述填料层为统一粒径的级配或单一多孔吸附性材料组成，所述多孔性吸附材料粒径为10
‑
20mm，所述填料层厚为80
‑
160cm；所述水生植物层为深根型挺水植物。
[0010]本技术的有益效果体现在：微细气泡能解决湿地填料中的“水氧矛盾”问题，
也能解决湿地水生植物根区缺氧问题。根系是作物最活跃的吸收器官和合成器官，根系生长和根系活力直接影响作物的生长和净化水平。在植物的根系区域输送充足的微细气泡，能使得植物根系功能处于良好状态，有利于植物根区的矿物质运移以及填料微生物的活动，有利于植物的生长而提高自身的净化能力，为挖掘植物的净化潜能开辟新途径。微细气泡能增强植物对氮素的吸收，在潜流湿地中，水生植物根系虽然能分泌氧气，但是溶氧量不足以支撑根际区附近硝化微生物利用，而微细气泡的补充正好给硝化微生物提供持续充足的溶氧，同时增加硝化微生物的生物量，增强其生物活性，将大量NH
4+
‑
N氧化成NO3‑
‑
N，在根系表面形成的NO3‑
‑
N能立即被植物吸收，促进植物根系的快速生长，提高根系活力，进一步促进植物生物量的快速增加，吸收更多的NO3‑
‑
N，达到去除总氮的目的。
[0011]微细气泡与填料间隙的水体之间的界面存在的zeta电位为
‑
30mv～
‑
40mv以上，在电镜下可见阻止了微生物的团聚，良好的分散给微生物创造了更友好的培育环境。此外，微细气泡周围的离子浓度增加，导致多余的离子形成自由基而产生电子，NH
4+
可作为电子供体进行硝化作用，同时电子也可通过微气泡的缓慢上升运动传递至填料上层，给NO2‑
、NO3‑
等提供电子，增强反硝化作用，最终削减湿地出水中总氮含量。
附图说明
[0012]图1本技术平面示意图。
[0013]图2人工湿地单元剖面图。
[0014]图3环形管道大样图。
具体实施方式
[0015]下面结合附图说明本技术的系统，在进一步描述本专利技术具体实施方式之前，应理解，本专利技术的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本专利技术实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本专利技术的保护范围；在本专利技术说明书和权利要求书中。
[0016]本技术用于高负荷人工湿地脱氮的微细气泡预处理生态系统，包括高负荷人工湿地单元、微细气泡发生器、环形管道、提篮格栅；
[0017]所述高负荷人工湿地单元的表面水力负荷大于1.0m3/(m2·
d)，通常在1.5～2.0m3/(m2·
d)范围内浮动，已超过《人工湿地污水处理工程技术规范》(HJ 2005
‑
2010)潜流湿地的水力负荷设计参数值上限。
[0018]如图1
‑
2，所述高负荷人工湿地单元由湿地单元池壁2、湿地单元池底13、填料层12、水生植物层11构成。所述湿地单元池壁2为砖混结构，所述湿地单元池底13为钢砼结构；所述填料层12为统一粒径的级配或单一多孔吸附性材料组成，所述多孔性吸附材料粒径为10
‑
20mm，所述填料层12厚为80
‑
160cm；所述水生植物层11为深根型挺水植物，如旱伞草、花叶芦竹、香蒲等品种。
[0019]所述微细气泡发生器5用支架4固定在人工湿地单元中线靠近配水渠6的位置，支架4高度高于填料20cm，所在位置与集水渠9和配水渠6的距离比例为5：3。所述的距离比例5：3是为了让微细气泡发生器靠近配水渠，缩短微细气泡的输送距离，增加微细气泡的作用面积。
[0020]所述微细气泡发生器5采用间歇运行的方式，运行过程中产生大量等效体积直径小于1微米的超细气泡和等效体积直径大于等于1微米且小于100微米的微气泡。所述微细气泡单位时间最大输送量为7.5m3/h，微细气泡发生器运行可通过5G物联网卡10与互联网平台联接实现远程控制，微细气泡单日最大连续输送量为90m3。
[0021]所述微细气泡发生器5附带进水管8和出水管7，选用PU材质，进、出水管的长度比与微细气泡发生器所在位置距离比保持一致，进水管长10m，出水管长5m，管径均为5cm。所述进水管和出水管铺设在填料层表面。
[0022]所述进水管8的进水口设置在提篮格栅1中部，进水管口绑扎浮球以控制进水口保持在水面以下，防止空吸造成设备损伤。所述进水管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高负荷人工湿地脱氮的微细气泡预处理生态系统，其特征在于，包括高负荷人工湿地单元、微细气泡发生器、环形管道、提篮格栅；所述高负荷人工湿地单元为无覆土的垂直或水平潜流湿地，一侧有配水渠，另一侧有集水渠；所述环形管道环绕高负荷人工湿地单元并埋设在人工湿地的填料层中间，环形管道的管壁上有规律地设有若干小孔；所述微细气泡发生器架设在人工湿地单元上，并位于环形管道的环内区域；所述微细气泡发生器连接有进水管和出水管，进水管的管口外围区域设有提篮格栅，出水管与环形管道连接。2.如权利要求1所述的用于高负荷人工湿地脱氮的微细气泡预处理生态系统，其特征在于，所述微细气泡发生器的进水管和出水管分别位于微细气泡发生器的两侧，进水管在近集水渠一侧，出水管在近配水渠一侧。3.如权利要求1所述的用于高负荷人工湿地脱氮的微细气泡预处理生态系统，其特征在于，所述微细气...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾雪锋，龙伦明，杜惠洋，陈鲁海，崔杰，吴鹏，杨林鹏，
申请(专利权)人：北控杭州环境工程有限公司，
类型：新型
国别省市：