CN107720972A - 一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统 - Google Patents

一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107720972A
CN107720972A CN201711167780.9A CN201711167780A CN107720972A CN 107720972 A CN107720972 A CN 107720972A CN 201711167780 A CN201711167780 A CN 201711167780A CN 107720972 A CN107720972 A CN 107720972A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cold season
treatment effect
artificial swamp
artificial
wet land
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711167780.9A
Other languages
English (en)
Inventor
陈永华
陈莹
柳俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central South University of Forestry and Technology
Original Assignee
Central South University of Forestry and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central South University of Forestry and Technology filed Critical Central South University of Forestry and Technology
Priority to CN201711167780.9A priority Critical patent/CN107720972A/zh
Publication of CN107720972A publication Critical patent/CN107720972A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/32—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae
    • C02F3/327—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae characterised by animals and plants
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G17/00—Cultivation of hops, vines, fruit trees, or like trees
    • A01G17/005—Cultivation methods
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/003—Downstream control, i.e. outlet monitoring, e.g. to check the treating agents, such as halogens or ozone, leaving the process

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

本发明公开了一种提高人工湿地冷季处理效果的人工湿地系统，包括进水管路、湿地区以及出水管路，所述湿地区包括木本植物，所述木本植物为木芙蓉。通过将木本植物木芙蓉引入潜流人工湿地中，对其污水净化效果进行监测，可以安全越冬的木芙蓉植物应用到潜流人工湿地中，既可解决冷季人工湿地多数草本植物枯死的问题，又能扩大了人工湿地植物的筛选范围，增加物种的多样性和景观性，具有很好的应用前景。

Description

一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统
技术领域
本发明属于生态环境技术领域，具体涉及利用一种木本植物提高人工湿地冷季处理效果的系统及方法。
背景技术
潜流人工湿地作为一种高效、经济、美观的生态型污水处理方法，在国内外应用较为广泛。在潜流人工湿地系统中，污水在湿地床的表层下流动，一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的根系及表层土和填料截流等的作用，以提高其处理效果和处理能力；另一方面由于水流在地表以下流动，具有保温性能好、处理效果受气候影响小、卫生条件较好的特点。
目前国内外用于潜流湿地的植物品种为：芦苇、美人蕉、香蒲、水葱、水芹、德国鸢尾、菖蒲等单一草本水生类型，单一水生草本植物具有施工简单、易于管理、生物量较大等优点，但也存在不足：如根系主要集中分布在填料中上层，造成微生物也集中在中上层，不利于系统纵向深层微生物好氧区的形成而影响污水处理效果，加上到了冷季，亚热带地区的大多数水生草本植物会出现地上部枯死的问题，进一步影响污水处理效果。而人工湿地冬季的处理效果是阻碍人工湿地大规模推广发展的难点。
发明内容
本发明的主要目的在于针对上述人工湿地冬季处理效果差的问题问题，提供一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统，包括进水管路、湿地区以及出水管路，所述湿地区包括木本植物，所述木本植物为木芙蓉。
在上述本发明所述一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统中，所述湿地区为潜流型人工湿地区，还包括湿地池、湿地床体，所述木芙蓉种植在所述湿地床体上。
在上述本发明所述一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统中，所述木芙蓉(Hibiscus mutabilis)的种植密度设置为16株/㎡等间距。
在上述本发明所述一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统中，所述湿地池设置为填料深1.2m，控制水深1.0m。
在上述本发明所述一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统中，所述湿地床体底部为粒径为3cm的石灰石，深1m；上部为小粒径的鹅卵石，深0.2m。
在上述本发明所述一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统中，所述进水管路设置为间歇式走水，水力停留时间为2d，表面水力负荷为0.225m3/(m2·d)。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明很好的解决了草本植物冷季越冬困难造成的人工湿地冬季处理效果较差的问题；
（2）本发明证明了木芙蓉植物系统在冷季各类污染物去除率均比典型草本植物香蒲的高；
（3）木芙蓉具有一定的景观价值；
（4）无需根系诱导，适用于所有潜流人工湿地，可以在亚热带地区推广应用；
（5）净化效果较好，可以在亚热带地区推广应用，特别适合城镇生活污水处理项目。
通过将木本植物木芙蓉引入潜流人工湿地中，对其污水净化效果进行监测，可以安全越冬的木芙蓉植物应用到潜流人工湿地中，既可解决冷季人工湿地多数草本植物枯死的问题，又能扩大了人工湿地植物的筛选范围，增加物种的多样性和景观性，具有很好的应用前景。
具体实施方式
下面通过结合实施案例对本发明进行进一步说明：
1 材料与方法
1.1实验材料
以木芙蓉(Hibiscus mutabilis Linn.)目标植物、香蒲(Typha orientalis Presl)为对照植物，并设计空白无植物，木芙蓉为目前没有报道研究的可以种植于人工湿地的木本植物；香蒲为典型的、常用于人工湿地污水处理的草本植物。
1.2试验条件
试验地处亚热带季风气候区，年平均气温17.2℃，年降水量1361.6mm。本试验采用自制模拟潜流人工湿地装置，系统污水取自居民生活污水管网，后端接沉淀池后通过水泵引入6个装置中。
本装置以不锈钢为材料，木芙蓉、香蒲植物人工湿地各3套，共6套。装置长1.0m，宽1.0m，高1.3m，填料深1.2m，控制水深1.0m。其中底部为粒径为3cm的石灰石，深1m；上部为小粒径的鹅卵石，深0.2m。该装置模拟潜流人工湿地，进水为生活污水，采用间歇式走水方式，水力停留时间为2d，表面水力负荷为0.225m3/(m2·d)。
1.3试验方法
对装置的水质指标（COD、TN、TP）进行周期为1年的监测，对两种植物人工湿地去污效果进行比较。
实验结果
2.1 系统的COD去除率比较
从2种植物全年对COD去除情况（表1）可知，装置进水COD浓度在123.6-252.3mg/L，根据独立样本T检验分析，可知冷季（冬季与春季）木芙蓉植物人工湿地COD去除率均显著高于香蒲人工湿地，暖季（夏季与秋季）两种植物的COD去除率无明显规律。COD年平均去除率呈现木芙蓉优于香蒲的规律。香蒲和木芙蓉湿地的COD去除率最低值均出现在冬季1月，木芙蓉COD去除率在76.1%-92.3%之间波动，香蒲COD去除率在56.3%-89.4%之间波动。
表1 各装置COD去除情况
2.2 各装置TN去除率比较
从2种植物全年TN去除情况（表2）可知，进水TN浓度在25.3-55.4mg/L。根据独立样本T检验分析，冷季（冬季与春季）木芙蓉TN去除率显著高于香蒲。暖季（夏季与秋季）两种植物的TN去除率无明显规律。木芙蓉TN去除率在33.3%-84.1%之间波动，香蒲TN去除率在19.6%-76.4%之间波动。
表2 各装置TN去除情况
2.3 各装置TP去除率比较
由2种植物全年TP去除情况（表3）可知，进水TP浓度在1.9-7.2mg/L之间波动。根据独立样本T检验，冷季（冬季与春季）木芙蓉TP去除率均显著高于香蒲。暖季（夏季与秋季）两种植物的TP去除率无明显规律。TP年平均去除率也呈现木芙蓉显著优于香蒲的规律。冬季木芙蓉装置的TP去除率维持在60%以上，春季的TP去除率在70%以上，香蒲装置1月的TP去除率仅有34.4%，比同期的木芙蓉装置低31.8%。
表3 各装置TP去除情况
3 实验结论
利用一种木芙蓉提高人工湿地冷季处理效果的方法是指以木芙蓉(Hibiscus mutabilis)、香蒲（Typha orientalis）为材料，以生活污水为设计进水，在冷季（冬季、春季）对6套装置的水质指标（COD、TN、TP）进行监测，结果表明：木本植物木芙蓉在冷季（冬季和春季）的COD、TN、TP去除率均显著高于草本植物香蒲，暖季（夏季和秋季）去除效果无明显规律。
说明木芙蓉在低温缺氧环境下对污水处理效果强于香蒲，该试验结果为人工湿地冬季效果提供了有效保障。

Claims (6)

1.一种提高人工湿地冷季处理效果的人工湿地系统，包括进水管路、湿地区以及出水管路，其特征在于，所述湿地区包括木本植物，所述木本植物为木芙蓉。
2.根据权利要求1所述提高人工湿地冷季处理效果的人工湿地系统，其特征在于，所述湿地区为潜流型人工湿地区，还包括湿地池、湿地床体，所述木芙蓉种植在所述湿地床体上。
3.根据权利要求1所述提高人工湿地冷季处理效果的人工湿地系统，其特征在于，所述木芙蓉(Hibiscus mutabilis)的种植密度设置为16株/㎡等间距。
4.根据权利要求1至3所述提高人工湿地冷季处理效果的人工湿地系统，其特征在于，所述湿地池设置为填料深1.2m，控制水深1.0m。
5.根据权利要求4所述提高人工湿地冷季处理效果的人工湿地系统，其特征在于，所述湿地床体底部为粒径为3cm的石灰石，深1m；上部为小粒径的鹅卵石，深0.2m。
6.根据权利要求4所述提高人工湿地冷季处理效果的人工湿地系统，其特征在于，所述进水管路设置为间歇式走水，水力停留时间为2d，表面水力负荷为0.225m3/(m2·d)。
CN201711167780.9A 2017-11-21 2017-11-21 一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统 Pending CN107720972A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711167780.9A CN107720972A (zh) 2017-11-21 2017-11-21 一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711167780.9A CN107720972A (zh) 2017-11-21 2017-11-21 一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107720972A true CN107720972A (zh) 2018-02-23

Family

ID=61216575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711167780.9A Pending CN107720972A (zh) 2017-11-21 2017-11-21 一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107720972A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2061663C1 (ru) * 1993-08-10 1996-06-10 Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт охраны окружающей среды в угольной промышленности Способ биологической очистки сточных вод
CN102398991A (zh) * 2010-09-16 2012-04-04 天津城市建设学院 潜流式园林滤池污水处理系统
CN102860224A (zh) * 2012-09-27 2013-01-09 中南林业科技大学 木本植物在潜流型人工湿地环境中的根系诱导方法
CN102874931A (zh) * 2012-09-27 2013-01-16 中南林业科技大学 一种亚热带地区潜流型人工湿地木本植物配置方法
CN105776555A (zh) * 2016-03-30 2016-07-20 中南林业科技大学 一种适用于治理散居农户生活污水的组合湿地系统
MX2015009084A (es) * 2015-07-14 2017-01-13 Raul Ortiz Montes Francisco Proceso para biorremediacion microbiana de aguas congenitas de alta eficiencia por medio contenedor biologico- mecanico.

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2061663C1 (ru) * 1993-08-10 1996-06-10 Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт охраны окружающей среды в угольной промышленности Способ биологической очистки сточных вод
CN102398991A (zh) * 2010-09-16 2012-04-04 天津城市建设学院 潜流式园林滤池污水处理系统
CN102860224A (zh) * 2012-09-27 2013-01-09 中南林业科技大学 木本植物在潜流型人工湿地环境中的根系诱导方法
CN102874931A (zh) * 2012-09-27 2013-01-16 中南林业科技大学 一种亚热带地区潜流型人工湿地木本植物配置方法
MX2015009084A (es) * 2015-07-14 2017-01-13 Raul Ortiz Montes Francisco Proceso para biorremediacion microbiana de aguas congenitas de alta eficiencia por medio contenedor biologico- mecanico.
CN105776555A (zh) * 2016-03-30 2016-07-20 中南林业科技大学 一种适用于治理散居农户生活污水的组合湿地系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张学峰等: "《湿地生态修复技术及案例分析》", 31 March 2016, 中国环境出版社 *
王学刚等: "《水处理工程 下》", 31 January 2015, 中国环境科学出版社 *
袁铁象等: "《广西主要乡土树种》", 31 August 2011, 广西科学技术出版社 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sim et al. Nutrient removal in a pilot and full scale constructed wetland, Putrajaya city, Malaysia
CN204981509U (zh) 一种农村生活污水处理系统
CN102276110B (zh) 一种修复微污染水体的方法及潜流人工湿地系统
CN101565674A (zh) 一株低营养栅藻及其在污水深度处理中的应用
Barbera et al. Growth and biomass production of different plant species in two different constructed wetland systems in Sicily
Wang et al. The boundary filtration effect of reed-dominated ecotones under water level fluctuations
CN106277339A (zh) 一种利用湿地克隆植物的克隆性修复重金属镉污染水体的方法
Gao et al. Comparison of nitrogen and phosphorus removal efficiency between two types of baffled vertical flow constructed wetlands planted with Oenanthe Javanica
CN103819003B (zh) 利用取水样便捷的人工湿地处理污水的方法
CN108503029A (zh) 控制污染物进入水体的生态防护系统
CN203319775U (zh) 一种微污河道生态治理结构
CN104529098A (zh) 一种污水处理系统
CN107720972A (zh) 一种提高人工湿地冷季处理效果的潜流湿地系统
CN201099638Y (zh) 潜/表流人工湿地
CN102874931B (zh) 一种亚热带地区潜流型人工湿地木本植物配置方法
Ling et al. Study on removal efficiency of nitrogen and phosphorus from agricultural wastewater by subsurface flow constructed wetland
CN102020357A (zh) 袖珍椰子在处理畜禽养殖废水中的应用
Qurie et al. Rosemary (Rosmarinus officinalis) plants irrigation with secondary treated effluents using Epuvalisation technology
CN203976582U (zh) 悬浮式生物床小型生活污水处理系统
CN204848454U (zh) 人工湿地生态系统
CN203781976U (zh) 一种循环再生式高效生态净水系统
CN204251420U (zh) 一种地瓜干加工废水微生物除臭装置
CN109368805A (zh) 一种治理黑臭水体的人工湿地系统及其运行方法
CN204281422U (zh) 一种地瓜干加工废水微生物除臭剂喂料罐
CN206328219U (zh) 一种人工湿地系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180223