一种根孔湿地的构建方法技术

本发明专利技术提供一种根孔湿地的构建方法，包括如下步骤：S1、以铝污泥与砂土按照一定重量比混合形成铝污泥砂壤土；S2、在湿地构建初期，分层填埋铝污泥砂壤土与植物秸秆，构建人工湿地床；植物秸秆的含水率低于20％，植物秸秆的主轴方向与湿地入水通过湿地床的亚表层流方向平行；S3、在人工湿地床上种植能形成自然根孔的水生和/或湿生植物。本发明专利技术可有效改进的根孔湿对污水中磷、氮的祛除能力，解决以往根孔湿地容易被阻塞的特点，可短时间的提高根孔湿地的运行效果，并有效的提升根孔湿地的长时间运行能力。同时，该方法使铝污泥变废为宝，可降低湿地建设成本，提升供水系统的资源化利用水平。平。平。

【技术实现步骤摘要】
一种根孔湿地的构建方法


[0001]本专利技术属于近自然修复、人工湿地构建
，尤其是涉及一种根孔湿地的构建方法。

技术介绍

[0002]根孔湿地技术是一种通过模拟自然湿地的芦苇根孔系统，以人为填埋的植物秸秆作为湿地的填料/介质，有效地改变了湿地床大孔隙结构，初期在湿地土壤亚表层埋植植物秸秆，在其上种植能形成自然根孔的水生、湿生植物，植物秸秆腐烂后在湿地中形成人造根孔。湿地根孔的不断更新，实现湿地填料/介质的自我更新，形成了湿地床土壤中的水流动的高速通道。水和污染物通过湿地根孔时与土壤、植物根及根区微生物发生作用，通过捕获、根孔区过滤、植物吸收、基质截留及微生物降解等作用减少水体中的有机物，使得根孔湿地产生截留净化效果。通过营造湿地床两侧的水头差（一般为5 cm~20 cm），促使水流在湿地床中的根孔系统中滤过。此方法通过人造根孔和自然根孔之间的过渡和湿地根孔的不断更新，实现湿地基质填料介质的自我更新，为湿地的健康演替奠定了良好的基础。
[0003]但是，根孔湿地运行过程中，仍存在以下问题，导致其水质净化能力下降，主要如下：（1）、湿地在冬季（冷季）因微生物活性变低导致其水质净化效果变差。
[0004]（2）、湿地对总氮的去除能力相对不足，人工湿地系统反硝化能力较弱，湿地出水总氮主要以硝酸盐氮形式存在。
[0005]（3）、根孔区土壤渗透能力欠佳。根孔湿地土壤多为粘质，人工根孔改变了土壤亚表层结构，但由于粘土比例较高，根孔区过水通量较小，净化效果下降。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于，将铝污泥与砂土按照一定重量比混合形成铝污泥砂壤土作为根孔湿地土壤介质，提供一种根孔湿地的构建方法，以提升根孔湿地的污染物处理能力及运行质量。
[0007]铝污泥主要来自自来水厂沉淀池排泥水和滤池反冲洗排水。这些污泥如果不经处理直接排入水体，不但严重污染水体，而且浪费大量的水资源，自来水厂污泥资源化利用势在必行。铝污泥可作为人工湿地新型填料研发的理想选择，根据铝污泥的成分构成知，污泥中富含可观的铝/铁盐或聚合物，而这类物质对磷有很强的吸附螯合能力；铝污泥是自来水厂的副产品，供给充足；
③
铝污泥目前作为“废物”被处理，自来水厂的财政负担较大。
[0008]为此，本专利技术的上述目的通过如下技术方案实现：一种根孔湿地的构建方法，其特征在于：所述构建方法包括如下步骤：S1、以铝污泥与砂土按照一定重量比混合形成铝污泥砂壤土；S2、在湿地构建初期，分层填埋铝污泥砂壤土与植物秸秆，构建人工湿地床；植物秸秆的含水率低于20％，植物秸秆的主轴方向与湿地入水通过湿地床的亚表
层流方向平行；S3、在人工湿地床上种植能形成自然根孔的水生和/或湿生植物。
[0009]在采用上述技术方案的同时，本专利技术还可以采用或者组合采用如下技术方案：作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤S1中，铝污泥砂壤土的含水率为30%~45%。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤S1中，铝污泥与砂土的干重量混合比为1:1~1:10。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤S1中，所述砂土的粒径为0.1 mm~1.0 mm。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤S2中，植物秸秆为玉米秸秆和油菜秸秆，玉米秸秆与油菜秸秆的体积比例为75％:25％；所述玉米秸秆的直径为2 cm~3 cm；所述油菜秸秆的直径为2 mm~5 mm；每层植物秸秆层内：按照直径的粗细自上而下形成粗
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细
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细
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粗的堆叠。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤S2中，植物秸秆为干玉米秸秆和干扫帚苗；所述干玉米秸秆的直径为0.7 cm~2 cm；所述干扫帚苗的直径为0.27 cm~0.32 cm。
[0014]每层植物秸秆层内自上而下按照如下方式铺设：上亚层为玉米秸秆，铺设密度为0.94 kg/m2；上中亚层为扫帚苗秸秆，铺设密度为0.40 kg/m2；中下亚层为扫帚苗秸秆，铺设密度为0.40 kg/m2；下亚层为玉米秸秆，铺设密度为0.94 kg/m2。
[0015]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述水生和/或湿生植物为芦苇、香蒲、菰、水葱、灯芯草中的至少一种。
[0016]作为本专利技术的一种优选技术方案：单位土壤剖面面积内埋植的植物秸秆的主轴向截面积占土壤剖面总面积的比例为3％~20％，埋植2层至6层植物秸秆。
[0017]作为本专利技术的一种优选技术方案：埋植植物秸秆的土层为湿地土壤地表下0.2 m~1.5 m。
[0018]作为本专利技术的一种优选技术方案：在湿地土壤亚表层埋植的植物秸秆直径为5 mm~50 mm。
[0019]本专利技术提供一种根孔湿地的构建方法，通过在湿地床中使用铝污泥砂壤土，铝污泥砂壤土具有较高的渗透速率，防止湿地床堵塞问题发生；通过在湿地床中使用铝污泥砂壤土，基于铝污泥富含铝/铁盐或聚合物的特性，可有效的提升磷的吸收；同时，植物秸秆层富含有机物，有效的提供了湿地的反硝化所需的电子供体，提升了总氮的吸收；根孔湿地的植物秸秆会逐渐释放出养分物质，源源不断地满足湿地先锋植物生长和根际微生物繁育的养分需求；通过提升预先埋植的植物秸秆直径到5 mm~50 mm，增加植物秸秆主轴向截面积占土壤剖面总面积的3％~20％，进一步提升了土壤的渗透速率，保证了根孔湿地的长时间运行。
[0020]本专利技术可有效改进的根孔湿对污水中磷、氮的祛除能力，解决以往根孔湿地容易被阻塞的特点，可短时间的提高根孔湿地的运行效果，并有效的提升根孔湿地的长时间运行能力。同时，该方法使铝污泥变废为宝，可降低湿地建设成本，提升供水系统的资源化利用水平。
附图说明
[0021]图1为本专利技术所提供的改进后根孔湿地剖面构造图；图中：1
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根孔湿地；11
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铝污泥砂壤土层；12
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植物秸秆层；13
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湿地植被。
[0022]图2为本专利技术的铝污泥砂壤土配制流程图。
[0023]图3为实施例1中铝污泥砂壤土、植物秸秆的堆叠方式图示。
[0024]图4为实施例2中铝污泥砂壤土、植物秸秆的堆叠方式图示。
具体实施方式
[0025]参照附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细地描述。
[0026]图1为改进后根孔湿地的铺设模拟示意图，依据根孔湿地的构建原理，利用植物秸秆及铝污泥砂壤土交替填埋构建湿地床，通过种植植被，在植被秸秆层营造活体根系，由于根系的吸收、分泌以及根际微生物的活动等，形成了一个根系吸收分泌
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微生物代谢
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空气传输
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溶质流动的持续界面。图中：1
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根孔湿地；11
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铝污泥砂壤土层；12
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植物秸秆层；13
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湿地植被，湿地植被也即是水生和/或湿生植物。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种根孔湿地的构建方法，其特征在于：所述构建方法包括如下步骤：S1、以铝污泥与砂土按照一定重量比混合形成铝污泥砂壤土；S2、在湿地构建初期，分层填埋铝污泥砂壤土与植物秸秆，构建人工湿地床；植物秸秆的含水率低于20％，植物秸秆的主轴方向与湿地入水通过湿地床的亚表层流方向平行；S3、在人工湿地床上种植能形成自然根孔的水生和/或湿生植物。2.根据权利要求1所述的根孔湿地的构建方法，其特征在于：步骤S1中，铝污泥砂壤土的含水率为30%~45%。3.根据权利要求1所述的根孔湿地的构建方法，其特征在于：步骤S1中，铝污泥与砂土的干重量混合比为1:1~1:10。4. 根据权利要求1所述的根孔湿地的构建方法，其特征在于：步骤S1中，所述砂土的粒径为0.1 mm~1.0 mm。5.根据权利要求1所述的根孔湿地的构建方法，其特征在于：步骤S2中，植物秸秆为玉米秸秆和油菜秸秆，玉米秸秆与油菜秸秆的体积比例为75％:25％；所述玉米秸秆的直径为2 cm~3 cm；所述油菜秸秆的直径为2 mm~5 mm；每层植物秸秆层内：按照直径的粗细自上而下形成粗
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细
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细

【专利技术属性】
技术研发人员：韩生生，郭隽，韩善锐，郦建锋，周强，陈奋飞，吴立俊，贾娟华，李俊杰，叶更强，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：