一種藻菌共生表面流人工濕地復合凈水系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種藻菌共生表面流人工濕地復合凈水系統，復合凈水系統為高效藻類塘（3）和表面流人工濕地（5）聯用的塘床耦聯復合系統；高效藻類塘（3）一側設有進水口（1），內部設有外置電機（10）驅動的螺旋攪拌器（2）；表面流人工濕地（5）底部設有基質（7），基質（7）上種植有水生植物（6），表面流人工濕地（5）另一側設有出水口（8）和排空閥（9）；高效藻類塘（3）和表面流人工濕地（5）通過連通閥（4）連接。本實用新型投資少、易管理、運行成本低和操作運行簡便，利用藻菌共生代謝的原理能同時有效地去除多種污染物，增加了處理效率、減少二氧化碳的排放，形成一種高效、穩定、節能的新型污水處理系統。
【專利說明】一種藻菌共生表面流人工濕地復合凈水系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于復合凈水系統領域，特別涉及一種藻菌共生表面流人工濕地復合凈水系統。
【背景技術】
[0002]在當前我國面臨的水環境污染形勢中，往往是多種污染物并存。其中，比較突出的水污染物是氮、磷、易降解有機物、重金屬、懸浮物等。隨著生態文明建設的推進，在水環境領域迫切需要能同時有效地去除多種污染物的水環境修復技術。人工濕地(CWs)作為一種低成本、生態化的污水處理和水環境生態修復技術，在全球范圍內被廣泛應用于處理多種廢水和水環境生態修復。污染物在CWs中的去除和轉化綜合了物理、化學和生物學過程，包括過濾、吸附、沉淀、揮發、微生物參與的生化降解、植物同化吸收等，CWs對多種污染物的同時去除能力源于其中的協同機制。
[0003]高效藻類塘是近年來發展起來的一種傳統穩定塘的改進形式，高效藻類塘內存在的藻菌共生體系有著比一般穩定塘更加豐富的生物相，它通過連續攪拌裝置促進污水的完全混合、調節塘內O2和CO2的濃度并均衡塘內水溫、水質，對有機物、氮、磷及重金屬均有較好的去除效果。與傳統的二級生物處理技術相比，高效藻類塘具有投資低、運行費用省的特點，對于土地資源相對豐富而技術水平相對落后的農村地區具有很好的推廣價值。
[0004]但是高效藻類塘出水中含有一定數量的藻類，如果不去除而直接排入受納水體，會使受納水體中藻類濃度較高，污染水體。因此必須對高效藻類塘出水中的藻類進行分離。
實用新型內容
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種藻菌共生表面流人工濕地復合凈水系統，該系統利用藻菌共生代謝的原理能同時有效地去除多種污染物，增加了處理效率、減少二氧化碳的排放，形成一種高效、穩定、節能的新型污水處理系統。
[0006]本實用新型的一種藻菌共生表面流人工濕地復合凈水系統，所述復合凈水系統為高效藻類塘和表面流人工濕地聯用的塘床耦聯復合系統；高效藻類塘一側設有進水口，內部設有外置電機驅動的螺旋攪拌器；表面流人工濕地底部設有基質，基質上種植有水生植物，表面流人工濕地另一側設有出水口和排空閥；高效藻類塘和表面流人工濕地通過連通閥連接。
[0007]該系統利用藻菌共生的作用協同凈化水體，增強了水體凈化效果。通過外置電機驅動螺旋攪拌器使塘內的水處于循環流動狀態，可以提高水中溶解氧和PH值，增強對有機污染物、氮、磷的生化降解和同化吸收以及對重金屬的吸附和沉淀。
[0008]所述高效藻類塘的水深為60?80cm，適宜運行溫度為15?35°C，水力停留時間為2?4d，水流的速度為0.1?0.2m/s。
[0009]所述高效藻類塘的中間用擋板將高效藻類塘分隔成一個循環廊道，更好地促進水流混合。[0010]所述高效藻類塘中的藻類均為自然生長，無需接種和專業人員進行培養，為銅綠微囊藻、多變魚腥藻、顫藻、水花微囊藻、斜生柵藻、水綿、絲藻中的一種或幾種。將藻類對污水中氮磷營養物和有機物的攝取去除功效，與細菌強大的污染物降解能力有效地結合起來，形成藻類和細菌復雜的代謝共生系統，可促進污水的凈化。
[0011]所述基質的填充厚度為20?30cm。
[0012]所述基質為沸石、頁巖、礫石、陶瓷濾料中的一種或幾種。基質可供植物生長、微生物附著，且具有過濾、沉淀、吸附和絮凝等作用，能將水體中的懸浮物、氮、磷等營養物質有效去除。
[0013]所述水生植物以挺水植物和沉水植物為主，再種植部分浮葉植物。水生植物能夠釋放氧氣進入水體，其莖葉能夠作為細菌的附著載體，且水生植物整體能夠同化吸收無機營養鹽并通過化感作用對高效藻類塘出水進行除藻。
[0014]所述挺水植物為蘆葦、水生美人蕉、菖蒲、水蔥中的一種或幾種；所述沉水植物為金魚藻、狐尾藻、苦草中的一種或幾種；所述浮葉植物為浮萍、睡蓮、鳳眼蓮中的一種或幾種。
[0015]本實用新型將高效藻類塘和表面流人工濕地相結合，通過高效藻類塘中藻類和細菌的共同作用進行污水凈化，藻類塘內停留一定時間的出水進入表面流人工濕地中，通過表面流人工濕地中水生植物進行除藻和對水體作進一步凈化，最終形成形成藻類-細菌-濕地水生植物的代謝共生體系和表面流人工濕地的協同凈化過程。
[0016]有益效果
[0017]本實用新型構建了一種投資少、易管理、運行成本低和操作運行簡便的藻菌共生表面流人工濕地復合凈水系統，形成藻類-細菌-濕地水生植物的代謝共生體系和表面流人工濕地的協同凈化過程；該系統利用藻菌共生代謝的原理能同時有效地去除多種污染物，增加了處理效率、減少二氧化碳的排放，形成一種高效、穩定、節能的新型污水處理系統。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0019]圖2為高效藻類塘的俯視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內容之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0021]實施例1
[0022]通過水泵從進水口 1提升污水并導入高效藻類塘3內，通過外置電機驅動10螺旋攪拌器2使導入高效藻類塘3內的污水進行循環流動、調節塘內02和C02的濃度并均衡塘內水溫、水質，通過藻類和細菌的同化吸收和沉淀作用去除水體中有機物、氮、磷及重金屬等污染物質。污水在高效藻類塘3內停留后通過連通閥4進入表面流人工濕地5中，表面流人工濕地5中填充30cm的基質7，表面流人工濕地5中種植水生植物6，通過水生植物6對高效藻類塘3內的出水進行除藻，并通過表面流人工濕地5的協同凈化過程進一步凈化水體。
[0023]尺寸為:(I)高效藻類塘3:長X寬X高=3mX2mXlm，有效容積6m3 ;(2)表面流人工濕地5:長X寬X高=3mX2mXlm，有效容積4.2m3 ;表面流人工濕地中礫石(Φ I?2cm)的填充厚度為30cm，種植美人蕉、浮萍及狐尾藻等水生植物。
[0024]在進水COD濃度為100?150mg/L，NH4+_N濃度為10?20mg/L，PO廣-P濃度為
2.5?3.5mg/L,水流的速度為0.1?0.2m/s,水溫為25?28°C，高效藻類塘中水深為73cm,水力停留時間為4d的條件下，藻菌共生表面流人工濕地復合凈水系統對C0D、NH4+-N、PO廣-P、TP、TN的平均去除率分別為85.32%、96.75%、54.23%、58.69%和70.17% ;表面流人工濕地對藻類塘出水Chl-a的去除率為93.23%。
【權利要求】
1.一種藻菌共生表面流人工濕地復合凈水系統，其特征在于:所述復合凈水系統為高效藻類塘(3 )和表面流人工濕地(5 )聯用的塘床耦聯復合系統；高效藻類塘(3 ) 一側設有進水口(1)，內部設有外置電機(10)驅動的螺旋攪拌器(2);表面流人工濕地(5)底部設有基質(7 )，基質(7 )上種植有水生植物(6 )，表面流人工濕地(5 )另一側設有出水口( 8 )和排空閥(9 );高效藻類塘(3 )和表面流人工濕地(5 )通過連通閥(4 )連接。
2.根據權利要求1所述的一種藻菌共生表面流人工濕地復合凈水系統，其特征在于:所述高效藻類塘(3)的水深為60?80cm，運行溫度為15?35°C，水力停留時間為2?4d，水流的速度為0.1?0.2m/s。
3.根據權利要求1所述的一種藻菌共生表面流人工濕地復合凈水系統，其特征在于:所述高效藻類塘(3)的中間用擋板(11)將高效藻類塘(3)分隔成一個循環廊道。
4.根據權利要求1所述的一種藻菌共生表面流人工濕地復合凈水系統，其特征在于:所述基質(7)的填充厚度為20?30cm。
5.根據權利要求1所述的一種藻菌共生表面流人工濕地復合凈水系統，其特征在于:所述水生植物(6)包括挺水植物、沉水植物和浮葉植物。
6.根據權利要求5所述的一種藻菌共生表面流人工濕地復合凈水系統，其特征在于:所述挺水植物為蘆葦、水生美人蕉、菖蒲、水蔥中的一種或幾種；所述沉水植物為金魚藻、狐尾藻、苦草中的一種或幾種；所述浮葉植物為浮萍、睡蓮、鳳眼蓮中的一種或幾種。
【文檔編號】C02F9/14GK203513429SQ201320449052
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年7月25日 優先權日:2013年7月25日
【發明者】丁怡, 宋新山, 王瑋, 王宇暉, 陳燕 申請人:東華大學