一種用于畜禽養(yǎng)殖污水處理的混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于畜禽養(yǎng)殖污水處理的混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)及其制備方法。本發(fā)明是先將蛭石和碎磚石混合均勻，備用；然后在建好的濕地池中由下至上依次填充礫石、蛭石和碎磚石的混合基質(zhì)、沙壤土；其中，按體積比計算，礫石為20%、蛭石為10%、碎磚石為20%、沙壤土為50%；最后在沙壤土層中種植美人蕉，制成混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)。本發(fā)明的混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)的制備方法簡單，易操作，原料充足，成本低廉，運行費用低，污水處理效果明顯，同時該濕地系統(tǒng)還具有一定的觀賞價值和經(jīng)濟價值。
【專利說明】一種用于畜禽養(yǎng)殖污水處理的混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，尤其涉及的是一種用于畜禽養(yǎng)殖污水處理的混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)及其制備方法。
【背景技術(shù)】[0002]人工濕地污水處理技術(shù)因其具有低成本，低能耗，處理效果好，經(jīng)濟環(huán)保等特點而受到越來越廣泛的關(guān)注。人工濕地是模擬天然濕地的一種由人工建造，控制，運行的一種人工生態(tài)系統(tǒng)，其主要通過生物、物理、化學的三重協(xié)同作用來去除污水中的污染物。在污水處理過程中，濕地植物和濕地基質(zhì)對污染物的去除起著關(guān)鍵的作用。濕地植物本身會吸收一部分污水中的污染物質(zhì)(如氮、磷、有機物)作為自生的營養(yǎng)用以生長，濕地植物發(fā)達的根系可為濕地系統(tǒng)內(nèi)部傳送氧氣，有利于系統(tǒng)內(nèi)好氧微生物的生長，同時植物的根系還為微生物提供良好的附著表面；濕地基質(zhì)作為濕地系統(tǒng)的主體部分，其為植物、微生物的生長提供了必要的支撐和附著面，同時濕地基質(zhì)還可以過濾，截留，吸附污水中的一部分污染物，有利于提高污水的處理效果。
[0003]生產(chǎn)實踐中，可利用的濕地植物多種多樣，較為常用的濕地植物主要有蘆葦、旱傘草、菖蒲、美人蕉等，其中蘆葦和美人蕉因根系發(fā)達，生物量大，處理效果好而被廣泛使用。眾所周知，利用人工濕地技術(shù)來進行污水處理，還有關(guān)鍵的一步是移除濕地系統(tǒng)中的死枝、老枝，以避免其中的污染物質(zhì)再次進入到水中引起二次污染；而與美人蕉相比，蘆葦?shù)纳锪窟h大于美人蕉，在相當?shù)奶幚硇Ч麠l件下，移除蘆葦?shù)乃乐π杌ㄙM更多的人力物力，另外，美人蕉作為一種花卉植物具有一定的觀賞價值和經(jīng)濟價值。
[0004]目前濕地系統(tǒng)中可利用的濕地基質(zhì)也是種類繁多，但生產(chǎn)應用中最為常用的是礫石和沙，但污水處理效果不穩(wěn)定，易堵塞，不能長期使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于畜禽養(yǎng)殖污水處理的混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)及其制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]一種用于畜禽養(yǎng)殖污水處理的混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)的制備方法，其步驟如下
[0008]( I)將蛭石和碎磚石混合均勻，備用；
[0009](2)在建好的濕地池中由下至上依次填充礫石、蛭石和碎磚石的混合基質(zhì)、沙壤土 ；最后在沙壤土層中種植美人蕉，制成混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)。
[0010]所述碌石粒徑為3_5cm ;所述蛭石為園藝用蛭石,其粒徑為5_10mm ;所述碎磚石為建筑用的紅磚，其粒徑為5-20_ ;所述沙壤土粒徑小于2_。
[0011]所述的制備方法，按體積比計算，礫石為20%、蛭石為10%、碎磚石為20%、沙壤土為50%。[0012]所述的制備方法制得的用于畜禽養(yǎng)殖污水處理的混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:(I)本發(fā)明的工藝簡單，易操作，環(huán)保，污水處理效果好，運行費用低，該混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)同時還具有一定的觀賞價值和經(jīng)濟價值。(2)本發(fā)明的原料充足，價格便宜。(3)本發(fā)明中使用的基質(zhì)原料無毒害作用，不會造成二次污染，混合基質(zhì)對污水中的污染物去除效果很好，可重復多次利用。(4)本發(fā)明為一種用于畜禽養(yǎng)殖污水處理的混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)，該混合基質(zhì)濕地系統(tǒng)可有效的去除畜禽養(yǎng)殖污水中的氮、磷、有機物等。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明在畜禽養(yǎng)殖污水處理中應用的示意圖；其中，I美人蕉、2沙壤土、3蛭石和碎磚石的混合基質(zhì)、4礫石、5出水管。
[0015]圖2為本發(fā)明在應用例中對畜禽養(yǎng)殖污水的處理效果示意圖一氨氮。
[0016]圖3為本發(fā)明在應用例中對畜禽養(yǎng)殖污水的處理效果示意圖一總磷。
[0017]圖4為本發(fā)明在應用例中對畜禽養(yǎng)殖污水的處理效果示意圖一C0D?！揪唧w實施方式】
[0018]以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。
[0019]實施例
[0020]( I)制備混合基質(zhì)人工濕地
[0021]篩選粒徑為3_5cm的碌石、粒徑5_10mm的蛭石、5_20mm的碎磚石以及粒徑小于2mm的沙壤土，將蛭石和碎磚石按體積比1:2混合均勻備用。
[0022]在所建的濕地池中布置好布水管(本實施例的濕地池為直徑為33cm，高30cm的水桶)，在濕地池的最底部填充礫石，使礫石層的厚度為5cm，然后填充蛭石和碎磚石的混合基質(zhì)，該混合基質(zhì)層的厚度為7.5cm,最后填充沙壤土,土壤層的厚度為12.5cm。
[0023]( 2 )移植濕地植物
[0024]將美人蕉移植到人工濕地的土壤層中，種植面積為43株/m2。自然條件下先用自來水穩(wěn)定15天，待其成活后，再用畜禽養(yǎng)殖污水穩(wěn)定15天。
[0025](3)利用混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)處理畜禽養(yǎng)殖污水
[0026]待美人蕉穩(wěn)定后，將畜禽養(yǎng)殖污水澆灌到混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)中，通過人工濕地系統(tǒng)中的生物、物理、化學的三重協(xié)同作用對畜禽養(yǎng)殖污水進行處理。并采集進、出水水樣，測定進、出水水質(zhì)情況。
[0027]通過測定不同的水力停留時間條件下混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)對畜禽養(yǎng)殖污水中氨氮、總氮、總磷、COD等污染物的去除效果，確定該混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)的最佳水力停留時間為5d。
[0028]混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)在處理畜禽養(yǎng)殖污水過程中，畜禽養(yǎng)殖污水的進水量經(jīng)過以下方法進行確定。
[0029]I) Q=Fqt/0.0365
[0030]其中:Q—處理畜禽養(yǎng)殖污水量，頓/天；F—人工濕地占地面積，hm2 ;q—水力負荷，m/周,取q為20cm/d ；t一運行時間(全年運行周數(shù))，周/年；0.0365一換算系數(shù)；[0031]經(jīng)計算，本實施例的畜禽污水處理水量為2.3L。
[0032]2) Q=F/K
[0033]其中:Q—處理畜禽養(yǎng)殖污水量，頓/天；F—人工濕地占地面積，hm2在一換算系數(shù)，6.57 X IO^30
[0034]經(jīng)計算，本實施例的畜禽污水處理水量為1.3L。
[0035]通過測定畜禽養(yǎng)殖污水中氨氮、總磷、COD等污染物的去除效果，最終確定本實施例的最佳畜禽污水處理水量為2L ;最佳水力停留時間為5d ;其中種植的美人蕉量為3株/桶。
[0036]實施例混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)在運行期間，美人蕉長勢很好，根系發(fā)達，生物量大，繁殖莖達4株/桶，通過測定畜禽養(yǎng)殖污水處理前后水質(zhì)質(zhì)量(表1 )，由表1可以看出混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)可有效的去除畜禽養(yǎng)殖污水中的污染物。其中氨氮、總磷、COD的平均去除率分別達到了 99.68%,97.80%,92.80%,同時對pH值也有一定的改善作用。
[0037]表1畜禽養(yǎng)殖污水水質(zhì)質(zhì)量
[0038]
【權(quán)利要求】
1.一種用于畜禽養(yǎng)殖污水處理的混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)的制備方法，其特征是，其步驟如下 (1)將蛭石和碎磚石混合均勻，備用； (2)在建好的濕地池中由下至上依次填充碌石、蛭石和碎磚石的混合基質(zhì)、沙壤土；最后在沙壤土層中種植美人蕉，制成混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，所述礫石粒徑為3-5cm;所述蛭石為園藝用蛭石，其粒徑為5-10mm ;所述碎磚石為建筑用的紅磚,其粒徑為5_20mm ;所述沙壤土粒徑小于2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，按體積比計算，礫石為20%、蛭石為10%、碎磚石為20%、沙壤土為50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的制備方法制得的用于畜禽養(yǎng)殖污水處理的混合基質(zhì)人工濕地系統(tǒng)。
【文檔編號】C02F3/32GK103833141SQ201410086609
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】夏運紅, 白林, 吳魏兵, 鄧雪晴 申請人:四川農(nóng)業(yè)大學