一种湿地植物秸秆循环利用系统的制作方法

本实用新型涉及水生态修复领域，特别是一种湿地植物秸秆循环利用系统。

背景技术：

人工湿地是20世纪70年代发展起来的一种污水处理生态工程技术。经过四十多年的发展，人工湿地由于兼具污水净化处理功能和生态环境美化功能，已广泛应用于微污水体治理、生活污水(深度)处理、湖泊污染防治等领域，还被认为是生态文明建设与海绵城市建设最重要的生态基础设施之一。

然而，我国人工湿地工程应用中普遍存在湿地植物生长较差、运行多年后填料易堵塞、每年大量湿地秸秆难以处置等现实问题。经过长期的工程调研、工艺研究、运行实践及分析总结发现，人工湿地通常采用大颗粒无机填料，往往缺乏有机质，容易导致植物生长不良，甚至大量湿地植物死亡需要经常补种；湿地植物由于含水量大，干化脱水成本较高，同时由于富集了大量污染物，不适宜用作动物饲料或进入食物链，资源化利用存在难题；湿地植物冬季枯萎后产生的枯落物、植物死亡残体及其分解产物是人工湿地有机物量重要的贡献者，是引起填料堵塞的重要原因之一。

现有技术中有大量复合人工湿地和秸秆处置相关的专利：公开号为cn207792822u的专利涉及污水处理领域，特别是涉及一种城镇污水处理湿地系统。所述的城镇污水处理湿地系统，包括预处理装置(1)、一级湿地装置(2)、二级湿地装置(3)、储水箱(4)；所述的预处理装置(1)通过进水管(5)连接一级湿地装置(2)，所述的一级湿地装置(2)通过布水主管(6)连接二级湿地装置(3)；所述的一级湿地装置(2)中从上至下依次设置有细砂层(2-1)、粗砂层(2-2)、砾石层(2-3)，所述的一级湿地装置(2)表层种植有挺水植物；所述的布水主管(6)连接若干布水支管(7)，所述的布水支管(7)设置于二级湿地装置(3)中填料层(8)的间隙中。公开号为cn109650958a的专利涉及一种秸秆堆肥工艺、有机肥料及其制备方法，该秸秆堆肥工艺包括如下步骤：将秸秆揉搓粉碎至长度为8cm-15cm，与粪肥混合，控制含水率为55％-65％、碳氮比为20-30:1，得混合物料；将混合物料置于堆肥箱内，密封堆肥箱，升温至70±2℃，消毒并软化混合物料；向堆肥箱内间隙性供应空气，使物料的温度维持在50℃-65℃，保持堆肥箱内的氧气含量不低于10％，进行第一阶段强制好氧发酵4天-6天；然后再向所述堆肥箱内通入大量空气，将物料温度降到50℃以内，之后让其自然升温并间歇性供应空气，保持堆肥箱内的氧气含量不低于16％，进行第二阶段强制好氧发酵3天-5天，冷却至室温，陈化，即得。但是目前没有将复合人工湿地和秸秆处置联用的技术。因此，针对上述问题及当前人工湿地现有技术中存在的不足，亟需提供一种湿地植物秸秆循环利用系统。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种湿地植物秸秆循环利用系统，有针对性地对湿地植物秸秆进行处理处置，同时对湿地单元的结构进行改良，从而实现人工湿地的稳定运行。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种湿地植物秸秆循环利用系统，包括复合人工湿地，所述复合人工湿地包括集配水井，所述集配水井中装有填料层，所述填料层中种植有植物，所述填料层中水平设置有进水管和出水管，所述进水管设置于所述出水管上侧，所述系统还包括秸秆处置间，所述秸秆处置间包括有机肥存储区域，所述秸秆处置间的地面布置有渗滤液收集管，多根所述渗滤液收集管分别与回流管连通，所述回流管与所述进水管连通。

秸秆处置间中秸秆通过堆肥、陈化，产生渗滤液，渗滤液通过收集管汇集至回流管，并通过回流管输送至复合人工湿地的进水管。堆肥渗滤液中富含大量cod、tn、tp等污染物，可作为人工湿地的补充碳源。

进一步地，所述秸秆处置间还包括依次设置的秸秆堆积及粉碎区、堆肥反应区和陈化区，所述陈化区与所述有机肥存储区域相邻。可在秸秆处置间直接对秸秆进行粉碎、堆肥、陈化，提高秸秆处置效率。

进一步地，所述秸秆处置间还包括除臭系统，加强秸秆处置间的空气循环，净化空气。

进一步地，所述秸秆处置间为屋顶透光的阳光房，可直接在秸秆处置间对秸秆进行晾晒。

进一步地，所述植物为湿地植物容器苗。当复合人工湿地中植物枯死时，可直接将病死植株连同容器一并取出，重新植入新的容器苗，防止枯死的植物堵塞填料层。

进一步地，容器苗种植篮容器内填充秸秆腐熟有机肥，可促进湿地植物生长，种植篮盆壁和盆底有多个0.5-1cm直径的孔隙，允许根系长出容器，向湿地填料供氧输氧，同时容器又可一定限制上湿地植物分蘖，避免植物株丛过密，减少湿地管养工作量。

进一步地，所述填料层包括从下至上分布的第一填料层、第二填料层和第三填料层，所述第一填料层的粒径范围为4-5cm，所述第二填料层的粒径范围为2-4cm，所述第三填料层的粒径范围为1-2cm，从下至上填料层的粒径依次减小，加强对污水的处理效果。

进一步地，所述集配水井的底部设置有防渗层。

进一步地，所述出水管与自然湿地连通。复合人工湿地净化处理之后的水，直接通过出水管排放至自然湿地。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：本实用新型包括复合人工湿地和秸秆处置间，秸秆堆肥、陈化产生的堆肥渗滤液，堆肥渗滤液中富含大量cod、tn、tp等污染物，可作为复合人工湿地的补充碳源，提高人工湿地进水的可生化性，增强脱氮除磷效率。堆肥腐熟料可作为湿地植物育苗基质，配合种植篮培育容器苗，用于湿地植物补植维护，可避免植物凋落物引起填料堵塞。

附图说明

图1为本实用新型的模块结构示意图。

图2为本实用新型所述的复合人工湿地的结构示意图。

图3为本实用新型所述的秸秆处置间的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种湿地植物秸秆循环利用系统，包括复合人工湿地1和秸秆处置间2。

如图2所示，复合人工湿地1包括相连的氧化塘和潜流人工湿地单元，氧化塘中主要种植沉水植物13，植物13为挺水湿地植物容器苗，用于吸附和沉淀水中的ss。潜流人工湿地单元包括集配水井11，集配水井11中装有填料层12，填料层12中种植有植物13，填料层12中水平设置有进水管14和出水管15，进水管14设置于出水管15上侧。潜流人工湿地单元还包括布水干管和支管，布水干管和支管均匀分布于填料层12中，将进水管14的水均匀分布于填料层12中。填料层12包括从下至上分布的第一填料层121、第二填料层122和第三填料层123。第一填料层121、第二填料层122和第三填料层123采用不同粒径的碎石填料。集配水井11底部设置有防渗层16。

如图3所示，秸秆处置间2包括有机肥存储区域21、渗滤液收集管22、回流管23、秸秆堆积及粉碎区24、堆肥反应区25、陈化区26和除臭系统。秸秆处置间2的地面布置有渗滤液收集管22，多根渗滤液收集管22分别与回流管23连通。秸秆堆积及粉碎区24、堆肥反应区25和陈化区26依次设置于秸秆处置间2中。秸秆处置间2为屋顶透光的阳光房。秸秆堆积及粉碎区24中设置有秸秆晾晒区和秸秆粉碎机，将秸秆晒干后，利用秸秆粉碎机加工粉碎，堆肥反应区25设置有堆肥机，利用堆肥机使粉碎后的秸秆发酵。

秸秆处置间2的回流管23与复合人工湿地1的进水管14连通。秸秆处置间2的出水管15与自然湿地3连通。自然湿地为尾水排口附近的湿地公园、景观湖或河流，驳岸处种植挺水植物，水下种植沉水植物。

每年夏季末和冬季末对人工湿地和自然湿地的植物秸秆进行机械收割，转运至秸秆处置间。秸秆粉碎经初步晾晒水分含量降至60％左右时，将粉碎料连续输送至堆肥机内进行好氧发酵，通过控制进入堆肥机内的风速调节控制发酵温度为45℃-55℃，发酵3-5天后，含水率降至50％时出料，将出料堆放成堆垛，进行陈化，保持通风，控制堆垛内部的温度为40℃-65℃，陈化15-20天，堆料含水率下降至低于30％时便已充分发酵腐熟，可直接作为种植基质。

堆肥渗滤液中富含大量cod、tn、tp等污染物，可作为人工湿地的补充碳源，提高人工湿地进水的可生化性，增强脱氮除磷效率。

湿地植物繁育圃4以秸秆处置间堆肥后的有机肥为种植基质，以多孔定植篮作为栽培容器，将人工湿地植物分蘖芽定植繁育，生长旺盛后将容器苗种植于人工湿地和自然湿地，剩余的苗木可用于园林绿化。人工湿地植物需要补苗时，可直接将病死植株连同容器一并取出，重新植入新的容器苗。

容器内有机质含量丰富，可有效供给植物营养，被根系包裹后不易被冲刷入深层填料导致填料堵塞，容器还可一定程度限制挺水植物分蘖，便于控制植株间隙，避免湿地植株过密滋生病害。植物繁育圃4可以采用复合人工湿地的尾水灌溉。

实施例1

在中南部某以复合人工湿地作为污水深度处理工艺的污水厂内，构建了人工湿地-自然湿地-秸秆处置间-湿地植物繁育圃的综合利用系统，实现了污水的再生利用和秸秆资源的循环利用。人工湿地日处理4万吨污水，秸秆处置间分批次处置全年人工湿地和自然湿地产生秸秆，同时产出大量有机肥用于湿地植物繁育，繁殖的湿地植物容器苗可用于人工湿地和自然湿地补植和园林绿化。堆肥渗滤液cod高达1389mg/l，用作人工湿地补充碳源可提高污水碳氮比，增强脱氮除磷效率。