申请/专利权人：武汉大学

申请日：2022-08-12

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN115367883B

主分类号：C02F3/32

分类号：C02F3/32

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2022.12.09#实质审查的生效;2022.11.22#公开

摘要：本申请公开了折流式生态沟渠的截污系统。该截污系统主要由双介质生物基质层和生态种植层两个部分组成，其中由砾石、天然沸石、沉水陶粒、河沙和活性炭组成双介质生物基质层中的附着层，与污泥挂膜法形成的生物质层共同完成双介质生物基质层铺设。生态种植层上种植水生植物。整个系统通过不同的填料比和水生植物被划分为5类不同的功能区，包括悬浮物镇定区、脱氮区、脱磷区、农药及重金属去除区、综合降解区。建立适宜的生物栖息环境，形成“污染物‑微生物‑浮游生物‑水生植物”的良性微生态演替结构，从而强化对农村农业废水氮磷等面源污染物的控制。

主权项：1.一种折流式生态沟渠的截污系统，其特征在于，包括沟渠主体，所述沟渠主体在其延伸方向被划分多个功能区，任意二相邻功能区中一者的排出口、另一者的进入口在垂直于所述延伸方向上存在明显间距以使所述沟渠主体的污水流动整体上呈现折线状；其中，所述功能区在垂直于所述延伸方向上包括双介质生物基质层和生态种植层，所述双介质生物基质层在垂直于所述延伸方向上包括由吸附颗粒填充形成的附着层和生物去除层；所述功能区中基质组成的沟渠主体横截面为梯形；所述功能区包括悬浮物镇定区、脱氮区、脱磷区、农药及重金属去除区、综合降解区，其中，悬浮物镇定区中砾石：河沙体积比为1:1，脱氮区中砾石：沸石：河沙体积比为3:6:1，脱磷区中砾石：陶粒：河沙体积比为3:6:1，农药及重金属去除区中砾石：沸石：活性炭体积比为1:1:1，综合降解区中砾石：沸石：陶粒：河沙体积比为1:1:1:1；悬浮物镇定区和脱氮、脱磷区中种植生物为菖蒲和龙根草，农药及重金属去除区和综合降解区中种植生物为水芹菜和鸢尾；所述砾石的粒径为1-3cm，天然沸石的粒径为1-2cm，沉水陶粒的粒径为0.5-1cm，河沙的粒径为0.1-0.2cm，活性炭为柱高0.5-1cm的柱状椰壳生物炭；所述截污系统采用间歇式运行模式，水力停留时间为12h，连续运行一个月，测量出水口水质，TN平均去除率为93.3％，NH4+-N平均去除率为98.0％，TP平均去除率为55.0％，COD平均去除率为93.8％，Cu2+平均去除率为73.2％，吡虫啉平均去除率为54.8％；将各具特点的功能处理单元组合成具有污水净化和资源化双重功能的折流式生态沟渠截污系统，农业废水中的污染物经生态沟渠不同功能单元中基质的截留、植物滞留和水中营养盐吸收、微生物代谢过程，实现生态拦截氮、磷、重金属、农药以及高效降解COD的功能，从而实现农业废水中污染物的净化；从设计上折流式的生态沟渠系统占地面积小，有效截污路径长，同时降低了水流速度，保证污染物有足够的水力停留时间与生态沟渠系统发生交互，促进了流动中的悬浮物质及颗粒物沉积，有利于污染物的降解；从功能上看，农业废水经进水管进入系统，尾水中的总悬浮物质及颗粒物在镇定区中被沙土和砾石截留，随后进入由不同体积比的沸石陶粒组成的两段式脱氮脱磷区，微生物将有机氮在碱性条件下通过胺化作用和矿化作用转为氨氮，随后通过植物吸收以及微生物的硝化和反硝化作用有效去除90％以上的氮素，同时微生物将有机磷通过微生物作用转化为无机磷后，实现磷富集，继而被植物吸收利用，以降低水体中氮磷的浓度和比例。

全文数据：

权利要求：

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