一种低温连续运行的人工湿地污水处理装置

荣誉表彰

2014年11月6日，《一种低温连续运行的人工湿地污水处理装置》获得第十六届中国专利优秀奖。

专利荣誉

2021年6月24日，《人工湿地污水处理装置及处理污水的方法》获得第二十二届中国专利优秀奖。 2100433B

本项目针对人工湿地污水生态处理技术低温条件下脱氮效果差的发展瓶颈，系统研究了低温域潜流型人工湿地系统中植物、微生物、基质三者协同脱氮的生态过程，并采取一系列组合强化措施针对性地进行功能强化。本课题重点进行了以下工作：考察了低温条件下，不同植物、不同基质人工湿地污水处理系统在不同运行工况下的脱氮效果，对具有耐寒性能的湿地植物、基质进行初步筛选；针对人工湿地脱氮效果受温度影响显著的问题，从湿地床体溶解氧分布、基质酶活性、硝化反硝化作用强度、脱氮微生物脱氮能力、植物光合蒸腾生理生态特征等多方面探讨了温度效应的作用机制；研究了低温域人工湿地系统中脱氮微生物的数量、活性与多样性的沿程分布特征及其相关的基质酶活性、氮转化强度的沿程分布；详细探讨了低温域湿地植物氮吸收、根系分泌等生理生态特征，并尝试通过投加植物分泌物质以提升基质的脱氮能力及微生物数量；为了进一步探讨人工湿地系统中植物、微生物、基质三者在低温胁迫下的协同作用机制，课题研究了低温域不同湿地植物根际基质理化指标及氮转化强度、酶活性分布等指标；研究了低温域不同湿地植物根际脱氮微生物数量、活性及多样性，并对植物根际的脱氮菌种群结构进行了初步探索；研究了低温域湿地系统中脱氮微生物与基质理化指标、酶活性、氮转化强度等的相关关系。为了进一步解明低温域含氮物质在人工湿地系统内的输移、转化生态过程及机理，在以上系列研究的基础上，构建了人工湿地系统脱氮生态过程的概念结构，并建立用以表征的生态动力学模型，利用生态模型模拟了温度变化对湿地脱氮的影响，并量化模拟了湿地内各类含氮污染物的转移与去除过程，模拟数据与实测数据拟合良好。最后，针对人工湿地低温域脱氮的关键限制因子，针对性地采取植物收割、覆膜保温、串联运行、多点进水、局部曝气等组合强化措施，通过综合比较低温域净化效果，提出了有效改善的人工湿地运行措施及参数。通过研究，为揭示人工湿地低温域脱氮机理，有效提高低温域湿地运行效果，进一步挖掘人工湿地的净化功能与潜力，拓宽该技术的应用与发展提供了理论依据和技术保障。 2100433B

本公开涉及一种垂直流人工湿地污水处理装置，包括湿地池体以及布置在湿地池体内的通气结构；湿地池体内设置有填料基质，填料基质的上方设置有布水管，填料基质的底部设置有集水管，集水管的一端贯穿湿地池体的侧壁并延伸至湿地池体的外部，以使经填料基质处理过的污水通过集水管排出；通气结构包括连通的第一通气管和第二通气管，第一通气管布置在填料基质内，第一通气管为各段位于同一平面内的螺旋通气管，螺旋通气管的侧壁上开设有进气口和第一排气孔；第二通气管的一端与进气口连通，第二通气管的另一端延伸至填料基质的外部且与空气连通。基于此，填料基质内能够实现氧的传输，提高了污水中的溶解氧含量，强化了有机物、氮和磷等的去除效果。 2100433B