一种基于速生经济林的资源化利用蓝藻的生态人工湿地的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于速生经济林的资源化利用蓝藻的生态人工湿地，包括蓝藻调节池、人工湿地单元、蓝藻输送管网和出水闸门，蓝藻调节池内设有提升泵，提升泵通过管道与蓝藻输送管网连通，蓝藻输送管网上设有阀门，人工湿地单元内设有基质，且基质上种有速生经济树种，人工湿地单元周边设有生态渠，并通过出水闸门与生态渠相连。该人工湿地能资源化利用蓝藻，人工湿地出水CODMn、总氮、总磷、氨氮等水质达到《地表水环境质量标准》（GB3838?2002）III类要求，不仅解决了打捞蓝藻处置过程中产生的二次污染问题，而且资源化利用了蓝藻中的养分，人工湿地速生经济林成材后具有一定的经济效益，可为后期人工湿地提供运行费用。
【专利说明】
一种基于速生经济林的资源化利用蓝藻的生态人工湿地
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种基于速生经济林的资源化利用蓝藻的生态人工湿地。
【背景技术】
[0002]蓝藻是一种水生生物，在湖水遭到严重有机污染，氮、磷含量超标呈重富营养化状态下，再遇上适宜的温度(气温在18摄氏度左右)等条件，蓝藻就可能暴发疯长。暴发时，伴随着水中的溶解氧被蓝藻大量消耗，鱼类等其他水生生物因缺氧而死亡。更为严重的是，蓝藻中有些种类(如微囊藻)还会产生毒素(简称MC)，MC除了直接对鱼类、人畜产生毒害之外，也是肝癌的重要诱因。因此，在自然水体藻类规模化暴发时，如果不及时处理处置蓝藻，将对湖泊水库等水生态环境造成极大的危害，同时蓝藻中含有大量的有机物氮磷等营养元素，可以作为资源进行利用。因而，亟待开展生态化处理处置蓝藻及资源化利用蓝藻技术研究。
[0003]当前，治理水体蓝藻的技术有物理、化学、生态、生化等多种方法。从对蓝藻的影响或去向可分为三种。一是抑藻，如植物抑藻和鱼类控藻等。二是杀藻，使蓝藻残体中的N、P营养盐得到分解、降解，或是部分气化后逸出水面，如电催化技术除藻、水力控化除藻、改性黏土除藻、化学法除藻、生物酶法除藻、超声波杀藻等。三是清藻，并移出水体，即打捞蓝藻法，这是目前非常有效和学术界没有争议的一种方法。
[0004]彻底处理自然水体蓝藻的主要办法是打捞。大规模打捞蓝藻可大幅度减少水体中的N、P等营养盐。据研究测试，太湖蓝藻(干物质)含N、P率分别为6.7 %、0.68 %，打捞并移出水面的富藻水含干物质率为0.1 % -1 %，平均以0.55 %计，则2007年、2008年分别打捞蓝藻干物质为1078 t、2805 t，分别折合去除N、P各为72.2 t、7.3 t，187.9 t、19.1 U2013年蓝藻暴发后，每天能打捞近千吨的蓝藻。但蓝藻打捞以后如后续处理不善，含有高浓度氮磷及藻毒素的蓝藻废水又会引发一系列新的环境问题。因此，必须对打捞上来的蓝藻进行有效的处理处置，实现蓝藻的资源化和无害化。当前处置蓝藻的技术主要有试制成肥料或复合有机肥，也可生产具有能源价值的沼气和有机沼肥(沼渣、沼液)，还可利用沼气发电或进行更深层次的资源化综合利用。但在这些处理之前，需要设置蓝藻池作为中转站堆放打捞蓝藻，蓝藻池对土壤及地下水易产生危害，同时蓝藻池中堆放的蓝藻散发出的腥臭味对周边环境也造成恶劣的影响。此外，通常蓝藻资源化利用或处置时需要运往指定的地点，因蓝藻含水量较大(含水率为99.5%)，在运输前一般需要进行压缩脱水，进而需要消耗大量的人力和物力。因此，亟需寻求就近、及时、廉价、无二次污染处理打捞蓝藻的新技术。
【实用新型内容】
[0005]解决的技术问题:为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型的目的是提供一种高效、稳定、廉价、无二次污染的资源化利用蓝藻的生态人工湿地。
[0006]技术方案:一种基于速生经济林的资源化利用蓝藻的生态人工湿地，包括蓝藻调节池、人工湿地单元、设于人工湿地单元上方的蓝藻输送管网和若干个出水闸门，所述蓝藻调节池内设有提升栗，所述提升栗通过管道与蓝藻输送管网连通，所述蓝藻输送管网上设有若干连通其内腔与外界的阀门，所述人工湿地单元内设有基质，且基质上种有速生经济树种;所述人工湿地单元周边设有生态渠，人工湿地单元通过出水闸门与生态渠相连，所述蓝藻输送管网、人工湿地单元、生态渠的设置高程依次降低。
[0007]所述人工湿地单元为水平表面流人工湿地。
[0008]所述蓝藻输送管网包括至少一根横向输送管和至少一根纵向输送管，所述横向输送管和纵向输送管交叉组成的网格状且相互连通。
[0009]所述速生经济林树选用竹柳、湿地松、杨树中的一种或几种混合种植。
[0010]所述速生经济林树的种植密度为每平方米0.3-0.7株。
[0011]所述生态渠内种植有水草，所述水草为芦苇、灯心草、茭草、蒲草中的一种或几种混合种植。
[0012]所述基质包括当地土壤和天然黏土。
[0013]所述天然黏土为红色黏土、膨润土、蛭石一种或几种混合。所述人工湿地单元上种植有当地草类。
[0014]所述出水闸门上设有砂滤。
[0015]所述人工湿地单元资源化利用蓝藻，每天蓝藻利用量在3-7吨/亩。
[0016]有益效果:与现有技术相比，本实用新型通过人工湿地资源化利用打捞蓝藻，通过人工湿地基质及速生经济林树种等将蓝藻吸附、降解、吸收并利用，进而促进速生经济林成材。设施占地面积较一般人工湿地小，能耗低，成本低，效率高，无需施肥，同时人工湿地植物为速生经济林树种，成材周期短，见效快，一般4-6年内成材后具有一定的经济效益，可为人工湿地提供长期运行费用。整个过程仅蓝藻进入管网需要以电作为动力，设施其它动力均采用自然流。人工湿地设施设置在蓝藻暴发较为严重水域的沿岸。人工湿地速生林喜肥喜湿，生长速度极快，尤其在4-10月份为其生长旺季需肥量大，此时正值自然水体的蓝藻暴发时期，因此，二者紧密有机结合。人工湿地基质主要为当地的自然土壤，并辅以一定量的廉价天然黏土矿物，如红色粘土、膨润土、蛭石等，提高了人工湿地基质对蓝藻的吸附和降解。蓝藻通过管网进入人工湿地后，人工湿地基质能较快地吸收和分解蓝藻，转化为人工湿地植物可以吸收利用的养分，有效地降低了蓝藻腥味，同时含有红色粘土、膨润土、蛭石等一种或几种的基质阻止蓝藻中有害物质向土壤和地下水中渗透，避免带来二次污染。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的结构示意图。图中蓝藻调节池I，提升栗2，蓝藻输送管网3，阀门4，人工湿地单元5，速生经济树种6，基质7，出水闸门8，生态渠9。
【具体实施方式】
[0018]实施例1
[0019]—种基于速生经济林的资源化利用蓝藻的生态人工湿地，包括蓝藻调节池1、人工湿地单元5、设于人工湿地单元5上方的蓝藻输送管网3和若干个出水闸门8，蓝藻调节池内设有提升栗2，提升栗2通过管道与蓝藻输送管网3连通，蓝藻输送管网3上设有若干连通其内腔与外界的阀门4，人工湿地单元内设有基质7，且基质7上种有速生经济树种6;人工湿地单元周边设有生态渠9，人工湿地单元通过出水闸门8与生态渠相连，蓝藻输送管网3、人工湿地单元5、生态渠9的设置高程依次降低。所述生态渠9内种植有水草，所述水草为芦苇、灯心草、茭草、蒲草中的一种或几种混合种植。人工湿地单元5为水平表面流人工湿地。蓝藻输送管网3包括至少一根横向输送管和至少一根纵向输送管，横向输送管和纵向输送管交叉组成的网格状且相互连通。人工湿地单元5上种植有当地草类。蓝藻是通过栗2从蓝藻调节池I提升至输送管网3，人工湿地单元5中植物为速生经济林树种竹柳、湿地松、杨树中的一种或几种混合种植，速生经济林树的种植密度为每平方米0.3-0.7株。人工湿地单元5中基质为当地的自然土壤，并辅以一定量当地的黏土矿物如红色黏土、膨润土和輕石中的一种或几种，人工湿地单元5中的出水闸门8设有砂滤，人工湿地单元资源化利用蓝藻，每天蓝藻利用量在3-7吨/亩。
[0020]实施例2
[0021]参见图1，一种基于速生经济林的资源化利用蓝藻的生态人工湿地，包括蓝藻调节池，所述蓝藻调节池设有提升栗，所述提升栗通过管道将蓝藻调节池与蓝藻输送管网连通，蓝藻输送管网各段设有阀门，蓝藻输送管网通过阀门将蓝藻输送到人工湿地单元，人工湿地单元设有速生经济树种，人工湿地单元设有基质，人工湿地单元通过出水闸门排水，出水闸门连接人工湿地单元与生态渠，所属蓝藻调节池、蓝藻输送管网、生态渠围绕人工湿地单元布设。所述蓝藻是通过提升栗2从蓝藻调节池I提升至蓝藻输送管网3，然后通过阀门4将蓝藻输送到人工湿地单元5，所述蓝藻输送管网3包括至少一根横向输送管和至少一根纵向输送管，横向输送管和纵向输送管交叉组成的网格状且相互连通。所述人工湿地单元上种植有当地草类和速生经济林树，速生经济林树种选用竹柳、湿地松、杨树中的一种或几种，人工湿地单元5中基质为当地的自然土壤，并辅以一定量当地的黏土矿物如红色黏土、膨润土和蛭石中的一种或几种，所述人工湿地单元5中的出水闸门8设有砂滤，所述输送管网3、人工湿地单元5和生态渠9的设置高度依次降低。
[0022]具体应用时，首先在蓝藻频发、黏土矿物资源较为丰富的太湖西岸选址，建造利用水体蓝藻的生态湿地设施。人工湿地占地面积约150亩，主要速生经济林树种为竹柳、湿地松、杨树中的一种或几种，种植密度为每平方米0.3-0.7株，树下辅以当地草类，如灯心草、旱伞草等。人工湿地基质主要为当地土壤，辅以当地廉价的黏土矿物为红色黏土、低品位膨润土、蛭石中的一种或几种。蓝藻来源于西太湖，为太湖蓝藻频发水域，打捞上来的蓝藻暂存在蓝藻调节池，一般暂存时间不超过2天，蓝藻调节池长度为20m，宽度为10m，深为2m，全封闭式，周边及底层做防渗处理，通过栗提升蓝藻至输送管网，纵向输送管直径为400mm，横向输送管直径为200mm，将人工湿地分成若干个人工湿地单元，每个人工湿地单元周边设有生态渠9，人工湿地单元通过出水闸门8与生态渠相连，根据需要将蓝藻输送管网布设到每个人工湿地单元，蓝藻输送管网3包括一根横向输送管和一根纵向输送管，横向输送管和纵向输送管交叉组成的网格状且相互连通。通过蓝藻输送管网上的阀门控制蓝藻进入人工湿地单元的量。蓝藻进入人工湿地单元后，蓝藻经人工湿地基质吸附，经微生物降解成为经济林树种的养分，大部分经根系吸收利用，期间人工湿地的竹柳根系通过吸收，减少水体和土壤中的氮磷钾等养分，促进微生物对有机污染物的降解，蓝藻全部被人工湿地分解利用。经济林树种每年生长旺盛季节为4-10月份，正值水体蓝藻暴发集中打捞时期，人工湿地此时利用蓝藻平均量为3-7吨/亩.天。蓝藻中的水份大部分供人工湿地消耗，约有40%左右水分通过每个单元的砂虑和出水闸门，将经人工湿地利用净化后的水体排入生态渠，出水渠沿人工湿地周边布置，出水渠宽度为2m，深度为lm，主要有芦苇、灯心草、茭草、蒲草等水草，经检验，人工湿地出水⑶Dmh、总氮、总磷、氨氮等污染物达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中III类水质，SS显著降低。
【主权项】
1.一种基于速生经济林的资源化利用蓝藻的生态人工湿地，其特征在于:包括蓝藻调节池(I)、人工湿地单元(5)、设于人工湿地单元(5)上方的蓝藻输送管网(3)和若干个出水闸门(8)，所述蓝藻调节池内设有提升栗(2)，所述提升栗(2)通过管道与蓝藻输送管网(3)连通，所述蓝藻输送管网(3)上设有若干连通其内腔与外界的阀门(4)，所述人工湿地单元内设有基质(7)，且基质(7)上种有速生经济树种(6)，所述人工湿地单元周边设有生态渠(9)，人工湿地单元通过出水闸门(8)与生态渠相连，所述蓝藻输送管网(3)、人工湿地单元(5)、生态渠(9)设置的高程依次降低。2.根据权利要求1所述的一种基于速生经济林的资源化利用蓝藻的生态人工湿地，其特征在于:所述人工湿地单元(5)为水平表面流人工湿地。3.根据权利要求1所述的一种基于速生经济林的资源化利用蓝藻的生态人工湿地，其特征在于:所述蓝藻输送管网(3)包括至少一根横向输送管和至少一根纵向输送管，所述横向输送管和纵向输送管交叉组成的网格状且相互连通。4.根据权利要求1所述的一种基于速生经济林的资源化利用蓝藻的生态人工湿地，其特征在于:所述速生经济树种选用竹柳、湿地松、杨树中的一种或几种混合种植。5.根据权利要求1所述的一种基于速生经济林的资源化利用蓝藻的生态人工湿地，其特征在于:所述速生经济树种(6)的种植密度为每平方米0.3-0.7株。6.根据权利要求1所述的一种基于速生经济林的资源化利用蓝藻的生态人工湿地，其特征在于:所述人工湿地单元(5)上种植有当地草类。7.根据权利要求1所述的一种基于速生经济林的资源化利用蓝藻的生态人工湿地，其特征在于:所述出水闸门(8 )上设有砂滤。8.根据权利要求1所述的一种基于速生经济林的资源化利用蓝藻的生态人工湿地，其特征在于:所述生态渠(9)内种植有水草，所述水草为芦苇、灯心草、茭草、蒲草中的一种或几种混合种植。9.根据权利要求1所述的一种基于速生经济林的资源化利用蓝藻的生态人工湿地，其特征在于:所述基质(7)包括当地土壤和天然黏土。
【文档编号】C02F3/34GK205472960SQ201620112918
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月4日
【发明人】杭小帅, 凌梦丹, 崔益斌, 李维新, 薛志君
【申请人】环境保护部南京环境科学研究所, 江苏紫峰农业科技有限公司