CN216336857U - 一种潜流湿地硝化反硝化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于潜流人工湿地技术领域，尤其涉及一种潜流湿地硝化反硝化系统，通过在湿地植物根部设置硝化菌固定袋，经硝化菌菌液浸润的沸石定向为湿地植物根部提供硝化菌，而植物根系本身的泌氧作用为硝化菌提供硝化作用需要的氧气，同时沸石的中空结构有助于储氧；石灰石为硝化反应提供碳源，并且为硝化菌提供碱性生存环境，保证硝化菌的存活并有助于其繁殖；沸石定向吸附水中的氨氮并使硝化细菌附着于其表面，硝化菌将氨氮分解成湿地植物和反硝化菌更容易吸收利用的硝酸盐氮，加快了湿地植物对氮的吸收和根系反硝化菌对硝酸盐氮的分解，硝化菌固定袋与湿地植物的根系构成了稳定的硝化反硝化系统，从而提高了潜流湿地对污水的净化能力。
Description
技术领域
本实用新型属于潜流人工湿地技术领域，尤其涉及一种潜流湿地硝化反硝化系统。
背景技术
硝化菌繁殖速度慢，导致去除污水中氨氮速率受限，目前潜流湿地投放硝化菌主要通过溶剂投放，由于水流影响，导致湿地植物根系处附着的硝化菌数量无法得到有效控制，因此极大影响了湿地植物对氮元素的吸收。
另外二氧化碳是硝化菌生长必须的物质，但是二氧化碳在水中溶解度有限，并受到温度的影响，因此影响硝化菌的繁殖，无法保证植物根系附着足够的硝化菌。
实用新型内容
本实用新型主要目的是通过经硝化菌菌液浸润的沸石定向为湿地植物根部提供硝化菌，而植物根系本身的泌氧作用为硝化菌提供硝化作用需要的氧气；石灰石为硝化反应提供碳源，并且为硝化菌提供有助于其生存的碱性环境，保证硝化菌的存活并有助于其繁殖，从而保证湿地植物根系附近形成稳定的硝化反硝化系统。
本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种潜流湿地硝化反硝化系统，包括潜流湿地床，所述潜流湿地床种植有湿地植物，所述湿地植物根部套设有硝化菌固定袋，所述硝化菌固定袋侧壁设置有交换孔，所述硝化菌固定袋中设置有石灰石和经硝化菌菌液浸润的沸石的混合物。
本实用新型的有益效果：通过在湿地植物根部周围设置硝化菌固定袋，经硝化菌菌液浸润的沸石定向为湿地植物根部提供硝化菌，而植物根系本身的泌氧作用为硝化菌提供硝化作用需要的氧气，同时沸石的中空结构有助于储氧；石灰石为硝化反应提供碳源，并且为硝化菌提供有助于其生存的碱性环境，保证硝化菌的存活并有助于其繁殖；
沸石定向吸附水中的氨氮，同时沸石的孔径结构作为载体使硝化细菌附着于其表面，硝化菌将氨氮分解成湿地植物和反硝化菌更容易吸收利用的硝酸盐氮，使硝酸盐氮富集在根系附近，加快了湿地植物对氮的吸收和根系反硝化菌对硝酸盐氮的分解，硝化菌固定袋与湿地植物的根系构成了稳定的硝化反硝化系统，从而提高了潜流湿地对污水的净化能力。
本实用新型的技术方案还有：所述硝化菌固定袋为中空的环状结构，所述湿地植物种植在环内。将湿地植物种植在环内，保证硝化菌固定袋能为根系均匀的提供硝化菌，使硝化菌有效的附着在根系上，充分利用湿地植物根系泌氧作用产生的氧气。
本实用新型的技术方案还有：所述硝化菌固定袋选用尼龙网制备。尼龙网强度高并且耐磨，避免沸石或石灰石割裂网袋泄漏。
本实用新型的技术方案还有：所述沸石为片状多孔沸石。将沸石制备成片状，增大沸石与外界的接触面积，从而有助于吸附更多的硝化菌和氨氮，有助于硝化反应的进行。
本实用新型的技术方案还有：所述潜流湿地床包括从上到下依次设置的泥沙层和基质层；
所述基质层包括从上到下依次设置的陶粒层、沸石层、细过滤层、粗过滤层；
所述硝化菌固定袋设置在陶粒层或沸石层中，由于湿地植物根系主要分布在陶粒层和沸石层，将硝化菌固定袋设置在陶粒层或沸石层中，定向为根系提供硝化菌，并且越接近根尖，根系的泌氧能力越强，越有助于硝化菌的生存；
所述粗过滤层厚度为150～250mm，由粒径为32～64mm的卵石组成；所述细过滤层厚度为150～250mm，由粒径为8～32mm的卵石组成；所述沸石层厚度为250～350mm，由粒径为8～32mm的沸石组成；所述陶粒层厚度为250～350 mm，由粒径为8～32mm的陶粒组成。所述泥沙层保证了湿地植物种植后根部的稳定性，又起到了湿地植物的保水作用，减少湿地植物前期的养护成本；利用不同粒径的卵石制备的粗过滤层和细过滤层过滤水质中较大颗粒的杂质；沸石作为吸附剂和离子交换剂用于净化污水；利用陶粒吸附水体中的有害元素、细菌、矿化水质，从而避免有毒物质影响硝化菌的存活，另外减轻了湿地植物根系的除污压力。
本实用新型的技术方案还有：所述湿地植物包括包括芦苇、再力花和黄菖蒲中的一种或多种。
附图说明
图1为本实用新型所述潜流湿地硝化反硝化系统的结构示意图；
图2为本实用新型所述硝化菌固定袋的结构示意图；
图中，1湿地植物、2硝化菌固定袋、21交换孔；
3泥沙层、4基质层、41陶粒层、42沸石层、43细过滤层、44粗过滤层。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1和图2所示，一种潜流湿地硝化反硝化系统，包括潜流湿地床，所述潜流湿地床种植有湿地植物1，所述湿地植物1根部套设有硝化菌固定袋2，所述硝化菌固定袋2侧壁设置有交换孔21，所述硝化菌固定袋2中设置有石灰石和经硝化菌菌液浸润的沸石的混合物。所述硝化细菌菌液购买自诺维信公司，其除氨率：每千克每小时超过500毫克(＞500mgNH4 +/kg/hr)，将硝化细菌菌液稀释100-500倍，将沸石放入硝化菌稀释菌液中浸润1-3小时，把石灰石与经硝化菌菌液浸润的沸石混合物装于硝化菌固定袋2中，每个硝化菌固定袋2 的沸石添加量为5-10g，每个硝化菌固定袋2中的石灰石添加量为0.5-1g。
硝化细菌是一类好氧性细菌，包括亚硝酸菌和硝酸菌。亚硝酸细菌(又称氨氧化菌)，将氨氧化成亚硝酸。反应式为： 2NH3+3O2→2HNO2+2H2O+158kcal(660kJ)；硝酸细菌(又称亚硝酸氧化菌)，将亚硝酸氧化成硝酸。反应式为：HNO2+1/2O2＝HNO3，-ΔG＝18kcal。上述硝化反应产生的H+与石灰石反应产生CO2，CO2用于构建硝化细菌的细胞结构，有利于自身的繁殖，同时石灰石消耗了H+，有利于硝化反应的正向进行。
所述硝化菌固定袋2选用尼龙网制备。所述硝化菌固定袋2由圆筒状尼龙网首尾相接而成，外形与O型圈一致，按照O型圈尺寸规则，所述硝化菌固定袋2截面直径为10-15cm，交换孔21孔径为0.1-0.2cm；所述沸石为片状多孔沸石，粒径为0.3-0.4cm；所述石灰石粒径为0.3-0.4cm。
所述硝化菌固定袋2为中空的环状结构，所述湿地植物1种植在环内。
所述潜流湿地床包括从上到下依次设置的泥沙层3和基质层4。
所述基质层4包括从上到下依次设置的陶粒层41、沸石层42、细过滤层 43、粗过滤层44。
所述硝化菌固定袋2设置在陶粒层41中。
所述粗过滤层44厚度为200mm，由粒径为32～64mm的卵石组成；所述细过滤层43厚度为200mm，由粒径为8～32mm的卵石组成；所述沸石层42 厚度为300mm，由粒径为8～32mm的沸石组成；所述陶粒层41厚度为300mm，由粒径为8～32mm的陶粒组成。
所述湿地植物1包括芦苇、再力花和黄菖蒲。
Claims (5)
1.一种潜流湿地硝化反硝化系统，其特征在于：包括潜流湿地床，所述潜流湿地床种植有湿地植物(1)，所述湿地植物(1)根部套设有硝化菌固定袋(2)，所述硝化菌固定袋(2)侧壁设置有交换孔(21)，所述硝化菌固定袋(2)内填充有石灰石。
2.根据权利要求1所述的潜流湿地硝化反硝化系统，其特征在于：所述硝化菌固定袋(2)为中空的环状结构，所述湿地植物(1)种植在环内。
3.根据权利要求1所述的潜流湿地硝化反硝化系统，其特征在于：所述硝化菌固定袋(2)选用尼龙网制备。
4.根据权利要求1所述的潜流湿地硝化反硝化系统，其特征在于：所述潜流湿地床包括从上到下依次设置的泥沙层(3)和基质层(4)；
所述基质层(4)包括从上到下依次设置的陶粒层(41)、沸石层(42)、细过滤层(43)、粗过滤层(44)；
所述硝化菌固定袋(2)设置在陶粒层(41)或沸石层(42)中；
所述粗过滤层(44)厚度为150～250mm，由粒径为32～64mm的卵石组成；所述细过滤层(43)厚度为150～250mm，由粒径为8～32mm的卵石组成；所述沸石层(42)厚度为250～350mm，由粒径为8～32mm的沸石组成；所述陶粒层(41)厚度为250～350mm，由粒径为8～32mm的陶粒组成。
5.根据权利要求1-4任一所述的潜流湿地硝化反硝化系统，其特征在于：所述湿地植物(1)包括芦苇、再力花和黄菖蒲中的一种或多种。
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| CN202122215844.6U CN216336857U (zh) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | 一种潜流湿地硝化反硝化系统 |
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Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115520971A (zh) * | 2022-10-25 | 2022-12-27 | 河北环境工程学院 | 以菖蒲为植被的人工湿地处理污水的方法 |
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2021
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