公布日：2023.10.20
申请日：2023.08.04
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/32(2023.01)N;C02F3/34(2023.01)N;C02F1/28(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;
C02F101/10(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种处理池塘养殖废水的组合式漫流湿地系统及方法，该组合式漫流湿地系统包括：固定在池塘边坡底部的支撑结构；利用支撑结构拦阻再层叠堆放在池塘边坡上面的净化单元；设在净化单元上方的毛细配水结构；水流通过局部垂直流和整体漫流结合的方式流经所述净化单元，通过物理、生物、生态相结合的方式处理池塘养殖废水。本发明集物理处理、生物处理和生态处理于一体，旨在解决集中排放养殖尾水难以深度处理的问题。
权利要求书
1.一种处理池塘养殖废水的组合式漫流湿地系统，其特征在于，包括：固定在池塘边坡底部的支撑结构；利用支撑结构拦阻再层叠堆放在池塘边坡上面的净化单元；设在净化单元上方的毛细配水结构，水流通过垂直下渗和整体漫流结合的方式流经所述净化单元，净化单元通过物理、生物、生态相结合的方式处理池塘养殖废水。
2.如权利要求1所述的一种处理池塘养殖废水的组合式漫流湿地系统，其特征在于，所述净化单元采用开孔网袋装填污泥生物炭陶粒颗粒填料和包裹净水植物种子的颗粒腐殖生物填料。
3.如权利要求2所述的一种处理池塘养殖废水的组合式漫流湿地系统，其特征在于，单个净化单元中，含净水植物种子的颗粒腐殖生物填料的重量百分比为0～20％，其余为污泥生物炭陶粒颗粒填料；所述净化单元中的颗粒腐殖生物填料和污泥生物炭陶粒颗粒填料每隔1-2年更换。
4.如权利要求1或2所述的一种处理池塘养殖废水的组合式漫流湿地系统，其特征在于，以支撑结构为支撑，沿池塘边坡向上横向铺设装填完成的净化单元，上方的净化单元底部与下方净化单元的顶部相接，净化单元之间不留空隙；堆叠铺设净化单元的层数设为1～3层。
5.如权利要求2所述的一种处理池塘养殖废水的组合式漫流湿地系统，其特征在于，所述开孔网袋的网孔孔径小于颗粒腐殖生物填料以及污泥生物炭陶粒颗粒填料的粒径，颗粒腐殖生物填料的粒径为8mm～12mm；污泥生物炭陶粒颗粒填料的粒径为15mm～20mm。
6.如权利要求2所述的一种处理池塘养殖废水的组合式漫流湿地系统，其特征在于，所述净水植物种子包括紫花苜蓿、百慕大、披碱草、早熟禾、黑麦草、碱茅草、高羊茅、冰草、稗雀草的种子中的一种或多种；所述颗粒腐殖生物填料内种子配制密度为2～5颗种子/颗填料；单个所述净化单元包含400～800颗净水植物种子。
7.如权利要求1-6任意一项所述的一种处理池塘养殖废水的组合式漫流湿地系统，其特征在于，所述毛细配水结构包括配水干管、配水支管、纤维织物毛细配水管和水管支架；配水干管在池塘边坡表面沿边坡延伸方向布设，收集上级出水并完成组合式漫流湿地系统的初级配水；配水干管上且位于靠近池塘内部一侧均匀设置平行于池塘边坡倾向的配水支管；每根配水支管两侧对称设置纤维织物毛细配水管，实现无死角均匀配水。
8.如权利要求7所述的一种处理池塘养殖废水的组合式漫流湿地系统，其特征在于，所述配水干管的直径为100mm～300mm；纤维织物毛细配水管的长度设为1m～2m；配水支管的间距为纤维织物毛细配水管的长度的两倍。
9.如权利要求1-6任意一项所述的一种处理池塘养殖废水的组合式漫流湿地系统，其特征在于，所述支撑结构包括废塑料外壳和钢制锥棒，废塑料外壳为废塑料挤出成型锥体，内部包裹钢制锥棒；所述支撑结构的高度为0.4m～0.7m；所述支撑结构竖直插入池塘边坡，插入部分的长度为0.15m～0.25m。
10.利用权利要求1-9任意一项的所述一种处理池塘养殖废水的组合式漫流湿地系统的处理方法，其特征在于，所述方法包括：清理池塘坡面；在池塘坡面上锚定支撑结构；利用支撑结构拦阻再在池塘坡面上层叠堆放净化单元；在净化单元上方安装毛细配水结构，毛细配水利用重力自流作用均匀分配到净化单元表面，水流在净化单元的填料中发生局部垂直流和整体漫流过程，利用填料与植物根系复合物理化学和生物过程，去除有机物及氮磷等营养元素，实现对养殖尾水的深度处理。
发明内容
针对养殖尾水水量大、污染物浓度低等特点，本发明公开了一种处理池塘养殖废水的组合式漫流湿地系统及方法，构建了一套“射流循环生物滤池——装配式垂直流湿地——组合式漫流湿地”相结合的组合养殖尾水处理技术，此技术集物理处理、生物处理和生态处理于一体，旨在解决集中排放养殖尾水难以处理的问题。
本发明提供了一种垂直水平组合式漫流人工湿地技术，具体技术方案如下：
一种处理池塘养殖废水的组合式漫流湿地系统，包括：
固定在池塘边坡底部的支撑结构；
利用支撑结构拦阻再层叠堆放在池塘边坡上面的净化单元；
设在净化单元上方的毛细配水结构，水流通过垂直下渗和整体漫流结合的方式流经所述净化单元，净化单元通过物理、生物、生态相结合的方式处理池塘养殖废水。
进一步的，所述净化单元采用开孔网袋装填污泥生物炭陶粒颗粒填料(公开号CN115477527A)和包裹净水植物种子的颗粒腐殖生物填料(公开号CN111533243A)。
更进一步的，单个净化单元中，含净水植物种子的颗粒腐殖生物填料的重量百分比为0～20％，其余为污泥生物炭陶粒颗粒填料；所述净化单元中的颗粒腐殖生物填料和污泥生物炭陶粒颗粒填料每隔1-2年更换。
更进一步的，以支撑结构为支撑，沿池塘边坡向上横向铺设装填完成的净化单元，上方的净化单元底部与下方净化单元的顶部相接，净化单元之间不留空隙；堆叠铺设净化单元的层数设为1～3层。
更进一步的，所述开孔网袋的网孔孔径小于颗粒腐殖生物填料以及污泥生物炭陶粒颗粒填料的粒径，颗粒腐殖生物填料的粒径为8mm～12mm；污泥生物炭陶粒颗粒填料的粒径为15mm～20mm。
更进一步的，所述净水植物种子包括紫花苜蓿、百慕大、披碱草、早熟禾、黑麦草、碱茅草、高羊茅、冰草、稗雀草的种子中的一种或多种；所述颗粒腐殖生物填料内种子配制密度为2～5颗种子/颗填料；单个所述净化单元包含400～800颗净水植物种子。
进一步的，所述毛细配水结构包括配水干管、配水支管、纤维织物毛细配水管(公开号CN111468518A)和水管支架；配水干管在池塘边坡表面沿边坡延伸方向布设，收集上级出水并完成组合式漫流湿地系统的初级配水；配水干管上且位于靠近池塘内部一侧均匀设置平行于池塘边坡倾向的配水支管；每根配水支管两侧对称设置纤维织物毛细配水管，实现无死角均匀配水。
更进一步的，所述配水干管的直径为100mm～300mm；纤维织物毛细配水管的长度设为1m～2m；配水支管的间距为纤维织物毛细配水管的长度的两倍。
进一步的，所述支撑结构包括废塑料外壳和钢制锥棒，废塑料外壳为废塑料挤出成型锥体，内部包裹钢制锥棒。
更进一步的，所述支撑结构的高度为0.4m～0.7m；所述支撑结构竖直插入池塘边坡，插入部分的长度为0.15m～0.25m。
利用上述一种处理池塘养殖废水的组合式漫流湿地系统的处理方法，所述方法包括：
清理池塘坡面；
在池塘坡面上锚定支撑结构；
利用支撑结构拦阻再在池塘坡面上层叠堆放净化单元；
在净化单元上方安装毛细配水结构，毛细配水利用重力自流作用均匀分配到净化单元表面，水流在净化单元的填料中发生局部垂直流和整体漫流过程，利用填料与植物根系复合物理化学和生物过程，去除有机物及氮磷等营养元素，实现对养殖尾水的深度处理。
具体方法如下：
1、清理坡面：清理净化塘边坡上的杂物，令坡面平顺；
2、锚定支撑桩：放线确定横向铺设的净化单元与边坡延伸方向垂直的竖向定位(净化单元轴线定位)，在定位轴线靠近水面的底部一侧200mm点位确定支撑桩位置，将支撑桩竖直打入边坡土壤确保稳固；
3、铺设净化单元：以支撑桩为支撑，沿边坡向上横向铺设装填完成的净化单元，上方的净化单元底部与下方净化单元的顶部相接，净化单元之间不留空隙；首层净化单元铺满边坡后，继续铺设第二层净化单元，堆叠铺设净化单元的层数设计为1～3层。
4、安装毛细配水结构：毛细配水进水利用重力自流作用从配水干管进入配水支管，再通过配水支管两侧具有毛细配水作用的纤维织物毛细配水管均匀分配到净化单元表面；水流在净化单元填料中发生局部垂直流和整体漫流过程，利用填料与植物根系复合物理化学和生物过程，去除有机物及氮磷等营养元素，实现对养殖尾水的深度处理。
5、填料更换：净化单元中填料1～2年更换一批。
本发明有益效果如下：
(1)本发明的组合式漫流湿地系统，利用废塑料制成支撑桩，利用污水污泥制成生物炭陶粒颗粒填料，利用存量垃圾筛下腐殖土制成颗粒腐殖生物填料，成功实现“以废治废”，而且还降低了组合式漫流湿地系统的运行和维护的成本，经济环保，市场适应性更强。
(2)本发明的组合式漫流湿地系统，将局部垂直流和整体漫流两种湿地模式有机结合，解决了低浓度大水量养殖尾水的处理难题，实现了养殖尾水的深度处理。具体的，水流通过垂直下渗和整体漫流结合的方式流经填料与植物根系，固体悬浮物被填料截留过滤，有机污染物和总氮被颗粒腐殖生物填料表面生长的微生物及植物系统降解吸收，磷及其衍生物被污泥生物炭陶粒颗粒填料吸附同时作为营养盐被植物根系吸收，发挥了组合式漫流湿地系统的过滤悬浮物、脱氮除磷的良好净化功能。
(3)本发明的组合式漫流湿地系统，采用开孔网袋装填生物炭陶粒和包裹植物种子的颗粒腐殖生物填料的形式构建净化单元，解决填料更换难的问题。
（发明人：吴军;寿文琪;陈轶凡;夏旻;刘惠;周永泉;王川;朱俊伟;杨智力;高林燕;苏子龙;彭浩;代鸿刚;李逸飞）
