申請日2017.09.22

　　公開(公告)日2017.12.19

　　IPC分類號C02F3/32; C02F3/30; C02F3/28; C02F3/12; C02F103/20

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種處理海產(chǎn)養(yǎng)殖污水的人工濕地系統(tǒng)，本發(fā)明所述系統(tǒng)包括濕地池體、濕地基質(zhì)填料、濕地植物、碳源填料及顆�；�微生物接種菌劑，所述濕地基質(zhì)填料為紅磚塊、水泥磚塊及濱海濕地沉積物定量比例構(gòu)成的復(fù)合填料，濕地植物為紅樹類植物，碳源填料為植物生物質(zhì)廢棄物，顆�；�微生物接種菌劑為顆粒污泥，人工濕地啟動階段時間為1‑30天，人工濕地運行階段水力負(fù)荷控制為0.1‑10噸/平方米/天。本系統(tǒng)能夠處理各種類型海產(chǎn)養(yǎng)殖污水，可有效解決現(xiàn)有技術(shù)存在的濕地植物活性抑制、鹽度對磷素和抗生素吸附去除干擾、總氮減量能力不足及接種菌劑流失問題。本發(fā)明制備工藝簡單、成本低廉，可大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種處理海產(chǎn)養(yǎng)殖污水的人工濕地系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括濕地池體、濕地基質(zhì)填料、濕地植物、碳源填料及顆�；�微生物接種菌劑，所述濕地基質(zhì)填料為紅磚塊、水泥磚塊及濱海濕地沉積物定量比例構(gòu)成的復(fù)合填料，紅磚塊和水泥磚塊依據(jù)水流延程進(jìn)行配置，紅磚塊添加點位為濕地池體末端，水泥磚塊添加點位為濕地池體前端，濱海濕地沉積物配置點位為紅磚塊和水泥磚塊上層;所述碳源填料為玉米芯、碎木屑、蘆葦、樹皮、稻草或五者任意比例的混合填料，碳源填料添加點位為濕地池體中端。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理海產(chǎn)養(yǎng)殖污水的人工濕地系統(tǒng)，其特征在于：紅磚塊、水泥磚塊和碳源填料的粒徑分別為1-10厘米、2-10厘米和0.1-20厘米;紅磚塊添加比例占濕地池體體積的0%-70%，紅磚塊添加高度占濕地池體高度的0%-80%;水泥磚塊添加比例占濕地池體體積的0%-70%，水泥磚塊添加高度占濕地池體高度的0%-80%;碳源填料添加比例占濕地池體體積的1%-40%，碳源填料添加高度占濕地池體高度的1%-80%，當(dāng)碳源填料高度距原有高度降低10%-70%時進(jìn)行補(bǔ)充添加;濱海濕地沉積物添加厚度為0-40 cm。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的一種處理海產(chǎn)養(yǎng)殖污水的人工濕地系統(tǒng)，其特征在于：所述顆�；�微生物接種菌劑為厭氧顆粒污泥、好氧顆粒污泥或二者任意比例的混合顆粒污泥，顆�；�微生物接種菌劑投加位置為紅磚塊區(qū)域、水泥磚塊區(qū)域和碳源填料區(qū)域，污泥顆粒粒徑范圍為0.2-4 mm，菌劑投加量為0.01-5 kg/m3(以干重計)。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的一種處理海產(chǎn)養(yǎng)殖污水的人工濕地系統(tǒng)，其特征在于：所述濕地植物為秋茄、白骨壤、鹽地鼠尾黍、鹽角草、金蕨或五者任意比例混合的植物群落，濕地植物種植密度為0-3株/m2，濕地植物種植前采用營養(yǎng)液進(jìn)行培養(yǎng)活化，培養(yǎng)活化時間為1-15天，所述營養(yǎng)液為1:1-0.1的蒸餾水與霍格蘭氏營養(yǎng)液配置而成。

　　說明書

　　一種處理海產(chǎn)養(yǎng)殖污水的人工濕地系統(tǒng)

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及污水處理系統(tǒng)，特別是涉及一種用于海產(chǎn)養(yǎng)殖污水處理的人工濕地系統(tǒng)。

　　背景技術(shù)

　　改革開放以來，中國大陸沿海地區(qū)開發(fā)規(guī)模不斷擴(kuò)大，然而伴隨經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時，沿海地區(qū)的生態(tài)環(huán)境破壞情況也日益顯著，其中海產(chǎn)養(yǎng)殖引發(fā)的污染問題成為誘因之一。這主要是因為大陸消費市場對海產(chǎn)品的需求日益旺盛，僅僅依靠海洋捕撈已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場需要，特別是在充分認(rèn)識到對海洋資源保護(hù)的重要性后，海產(chǎn)品對于社會供應(yīng)更大程度依賴于海產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。例如福建省統(tǒng)計局發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)指出，2011年福建全省海產(chǎn)養(yǎng)殖面積達(dá)238千公頃，海水養(yǎng)殖總量達(dá)316萬噸，福建省海產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模在全國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中歷年來穩(wěn)居前列，在全國的海產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中發(fā)揮著重要作用。前期調(diào)研及文獻(xiàn)查閱發(fā)現(xiàn)，即使在規(guī)范海產(chǎn)養(yǎng)殖過程中通常存在20%以上的餌料未被攝食的現(xiàn)象，殘餌溶失的有機(jī)質(zhì)和氮磷營養(yǎng)物質(zhì)成為養(yǎng)殖污水中主要常規(guī)污染物。同時，近年來為保證產(chǎn)量收益，以抗生素為主的魚用用藥量在養(yǎng)殖過程中不斷增加，濫用現(xiàn)象嚴(yán)重。據(jù)福建省東山藥監(jiān)局調(diào)查，數(shù)十家養(yǎng)殖場的土霉素和諾氟沙星等抗生素原料藥藥物殘留量超過國家規(guī)定的養(yǎng)殖用藥標(biāo)準(zhǔn)20倍以上，由于養(yǎng)殖作物對抗生素低吸收率及水體溶解等影響，大量的抗生素會以原型或代謝產(chǎn)物形式通過養(yǎng)殖污水排放，嚴(yán)重污染周邊環(huán)境。因此，我國對如何安全有效凈化海產(chǎn)養(yǎng)殖污水的技術(shù)研發(fā)與優(yōu)化具有迫切需要。

　　基于我國海產(chǎn)養(yǎng)殖場現(xiàn)實情況考慮，傳統(tǒng)生化方法在污水處理過程中存在基建成本較高、操作復(fù)雜和運行費用高等問題，這些因素導(dǎo)致傳統(tǒng)生化方法在廣泛實際應(yīng)用過程中存在阻礙。針對此現(xiàn)狀，我們認(rèn)為生態(tài)工程凈化工藝在海產(chǎn)養(yǎng)殖污水處理方面具有更好的應(yīng)用可行性。海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)與污染狀況修復(fù)一直被社會和政府所重視，而由于改革開放以來海產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)重心主要集中在經(jīng)濟(jì)體量與效益發(fā)展上面，對于海產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)所帶來的環(huán)境影響及對此產(chǎn)業(yè)污水有效管理規(guī)范仍很欠缺，相關(guān)凈化技術(shù)的水平仍處于初始研發(fā)階段，特別是對于污水中殘留高濃度抗生素與抗生素抗性基因問題在近年來才被社會逐漸關(guān)注。因此，基于生態(tài)工藝的海產(chǎn)養(yǎng)殖污水處理技術(shù)還有許多難點需要進(jìn)一步深入研究。其中，科學(xué)技術(shù)瓶頸與難點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：(1)海產(chǎn)養(yǎng)殖污水含鹽量較高，傳統(tǒng)經(jīng)典濕地植物(如蘆葦?shù)?雖存在一定的耐鹽特性，但在實際治理應(yīng)用過程中已經(jīng)被證明存在活性較低、植物修復(fù)作用較弱等問題，這必將影響生態(tài)工藝中微生物群落多樣性及穩(wěn)定性，造成工藝凈化能力難以達(dá)到最佳效果，并影響工藝環(huán)境美觀性;(2)我國海產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展階段，對于高能凈化技術(shù)(如活性污泥法、膜處理技術(shù)和物化技術(shù))的建設(shè)與運行成本難以承受，并且相關(guān)技術(shù)能力儲備明顯不足，無法合理有效對上述工藝進(jìn)行管理控制。在此現(xiàn)狀下，生態(tài)工程技術(shù)在大陸海產(chǎn)養(yǎng)殖污水處理過程中具有較強(qiáng)的實際應(yīng)用性能，而如何在提高污水中傳統(tǒng)污染物處理效果的同時，進(jìn)一步降低污水中抗生素與工藝系統(tǒng)微生物中抗生素抗性基因絕對與相對含量成為了學(xué)術(shù)界所關(guān)心的熱點問題;(3)我國海產(chǎn)養(yǎng)殖過程仍以開放模式為主，這導(dǎo)致養(yǎng)殖環(huán)境受地區(qū)降水與溫度影響較大，從而形成污水污染排放負(fù)荷的大幅度波動，有機(jī)物和氮的比例失調(diào)對總氮凈化效果的干擾嚴(yán)重。因此，針對上述問題，構(gòu)建相應(yīng)海產(chǎn)養(yǎng)殖污水專屬型人工濕地系統(tǒng)是十分必要的。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于海產(chǎn)養(yǎng)殖污水處理的人工濕地系統(tǒng)，為達(dá)上述目的，本發(fā)明一種用于海產(chǎn)養(yǎng)殖污水處理的人工濕地系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括濕地池體、濕地基質(zhì)填料、濕地植物、碳源填料及顆�；�微生物接種菌劑，所述濕地池體周邊為磚混、板材、鋼材或三者任意比例混合構(gòu)建，濕地池體長寬比為10/1-2/1，濕地池體高度為0.3-2m，濕地池體底部斜度為1%-5%。

　　其中所述濕地基質(zhì)填料為紅磚塊、水泥磚塊及濱海濕地沉積物定量比例構(gòu)成的復(fù)合填料。

　　其中所述濕地植物為秋茄、白骨壤、鹽地鼠尾黍、鹽角草、金蕨或五者任意比例混合的植物群落。

　　其中所述碳源填料為玉米芯、碎木屑、蘆葦、樹皮、稻草或五者任意比例的混合填料。

　　其中所述顆粒化微生物接種菌劑為厭氧顆粒污泥、好氧顆粒污泥或二者任意比例的混合顆粒污泥。

　　一種用于海產(chǎn)養(yǎng)殖污水處理的人工濕地系統(tǒng)，包括以下步驟：以磚混、板材、鋼材或三者任意比例混合構(gòu)建的濕地池體為裝置，以間歇式或連續(xù)流運行方式進(jìn)行，進(jìn)水口高度設(shè)定為距離濕地池體頂部1/50-1/5處，出水口高度設(shè)定為距離濕地池體頂部1/20-1/2處。

　　紅磚塊、水泥磚塊和碳源填料依據(jù)水流延程進(jìn)行配置，紅磚塊添加點位為濕地池體末端，水泥磚塊添加點位為濕地池體前端，碳源填料添加點位為濕地池體中端。

　　濱海濕地沉積物依據(jù)濕地池體高度進(jìn)行配置，濱海濕地沉積物配置點位為紅磚塊、水泥磚塊和碳源填料上層。

　　顆粒化微生物投加位置為紅磚塊層、水泥磚塊層和碳源填料層，顆粒化微生物投加量為0.01-5 kg/m3(以干重計)。

　　人工濕地啟動階段水力負(fù)荷控制為0.01-1噸/平方米/天，人工濕地啟動階段時間設(shè)定為1-30天，人工濕地運行階段水力負(fù)荷控制為0.1-10噸/平方米/天。

　　本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于本發(fā)明取得了如下技術(shù)效果：

　　1、濕地植物具有耐受海產(chǎn)養(yǎng)殖污水中鹽度的特性，可保持濕地植物群落的健康生長，美化人工濕地系統(tǒng)的外部環(huán)境;

　　2、濱海濕地沉積物的添加可在濕地植物與濕地基質(zhì)填料之間起到保護(hù)緩沖的作用效果，避免濕地植物與濕地基質(zhì)填料直接接觸，破壞濕地植物根系結(jié)構(gòu)與活性，此外相比傳統(tǒng)濕地所用土壤，濱海濕地沉積物更為適合和促進(jìn)本工藝所選用耐鹽植物的生長;

　　3、針對海產(chǎn)養(yǎng)殖污水低碳氮比的特性，通過碳源填料的添加，可促進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)反硝化脫氮效果，使本系統(tǒng)具有更好的總氮去除能力;

　　4、相比現(xiàn)有技術(shù)采用海蠣殼、沸石、礫石、煤渣作為濕地填料，水泥磚塊和紅磚塊作為基質(zhì)材料可應(yīng)對海產(chǎn)養(yǎng)殖污水所含鹽度對濕地填料吸附磷素的作用干擾，并提高濕地填料對海產(chǎn)養(yǎng)殖污水中抗生素的吸附去除能力，同時保證濕地出水pH水平處于中性條件;

　　5、顆�；�微生物因其結(jié)構(gòu)特性具有良好的沉降性能和污泥比重，使其可在高水力負(fù)荷運行條件下在人工濕地系統(tǒng)中得以保持固定，避免現(xiàn)有技術(shù)采用絮狀微生物作為接種體所遇到的被沖刷出系統(tǒng)的現(xiàn)象;

　　總之通過本專利的實施成果有望為海產(chǎn)養(yǎng)殖污水處理提供一種新型模式，在污水凈化方面具有一定的研究意義。