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

　　本發明公開了一種處理海產養殖污水的人工濕地系統，本發明所述系統包括濕地池體、濕地基質填料、濕地植物、碳源填料及顆�；�微生物接種菌劑，所述濕地基質填料為紅磚塊、水泥磚塊及濱海濕地沉積物定量比例構成的復合填料，濕地植物為紅樹類植物，碳源填料為植物生物質廢棄物，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荷控制為0.1‑10噸/平方米/天。本系統能夠處理各種類型海產養殖污水，可有效解決現有技術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。本發明制備工藝簡單、成本低廉，可大規模的工業化生產。

　　權利要求書

　　1.一種處理海產養殖污水的人工濕地系統，其特征在于：所述系統包括濕地池體、濕地基質填料、濕地植物、碳源填料及顆�；�微生物接種菌劑，所述濕地基質填料為紅磚塊、水泥磚塊及濱海濕地沉積物定量比例構成的復合填料，紅磚塊和水泥磚塊依據水流延程進行配置，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.根據權利要求1所述的一種處理海產養殖污水的人工濕地系統，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%，當碳源填料高度距原有高度降低10%-70%時進行補充添加;濱海濕地沉積物添加厚度為0-40 cm。

　　3.根據權利要求1-2所述的一種處理海產養殖污水的人工濕地系統，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域、水泥磚塊區域和碳源填料區域，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.根據權利要求1-2所述的一種處理海產養殖污水的人工濕地系統，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液進行培養活化，培養活化時間為1-15天，所述營養液為1:1-0.1的蒸餾水與霍格蘭氏營養液配置而成。

　　說明書

　　一種處理海產養殖污水的人工濕地系統

　　技術領域

　　本發明涉及污水處理系統，特別是涉及一種用于海產養殖污水處理的人工濕地系統。

　　背景技術

　　改革開放以來，中國大陸沿海地區開發規模不斷擴大，然而伴隨經濟快速發展的同時，沿海地區的生態環境破壞情況也日益顯著，其中海產養殖引發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品的需求日益旺盛，僅僅依靠海洋捕撈已遠遠不能滿足市場需要，特別是在充分認識到對海洋資源保護的重要性后，海產品對于社會供應更大程度依賴于海產養殖業的發展。例如福建省統計局發布的統計數據指出，2011年福建全省海產養殖面積達238千公頃，海水養殖總量達316萬噸，福建省海產養殖規模在全國水產養殖業中歷年來穩居前列，在全國的海產養殖產業結構中發揮著重要作用。前期調研及文獻查閱發現，即使在規范海產養殖過程中通常存在20%以上的餌料未被攝食的現象，殘餌溶失的有機質和氮磷營養物質成為養殖污水中主要常規污染物。同時，近年來為保證產量收益，以抗生素為主的魚用用藥量在養殖過程中不斷增加，濫用現象嚴重。據福建省東山藥監局調查，數十家養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定的養殖用藥標準20倍以上，由于養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物形式通過養殖污水排放，嚴重污染周邊環境。因此，我國對如何安全有效凈化海產養殖污水的技術研發與優化具有迫切需要。

　　基于我國海產養殖場現實情況考慮，傳統生化方法在污水處理過程中存在基建成本較高、操作復雜和運行費用高等問題，這些因素導致傳統生化方法在廣泛實際應用過程中存在阻礙。針對此現狀，我們認為生態工程凈化工藝在海產養殖污水處理方面具有更好的應用可行性。海洋生態環境保護與污染狀況修復一直被社會和政府所重視，而由于改革開放以來海產養殖產業重心主要集中在經濟體量與效益發展上面，對于海產養殖產業所帶來的環境影響及對此產業污水有效管理規范仍很欠缺，相關凈化技術的水平仍處于初始研發階段，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注。因此，基于生態工藝的海產養殖污水處理技術還有許多難點需要進一步深入研究。其中，科學技術瓶頸與難點主要體現在以下幾個方面：(1)海產養殖污水含鹽量較高，傳統經典濕地植物(如蘆葦等)雖存在一定的耐鹽特性，但在實際治理應用過程中已經被證明存在活性較低、植物修復作用較弱等問題，這必將影響生態工藝中微生物群落多樣性及穩定性，造成工藝凈化能力難以達到最佳效果，并影響工藝環境美觀性;(2)我國海產養殖產業仍處于發展階段，對于高能凈化技術(如活性污泥法、膜處理技術和物化技術)的建設與運行成本難以承受，并且相關技術能力儲備明顯不足，無法合理有效對上述工藝進行管理控制。在此現狀下，生態工程技術在大陸海產養殖污水處理過程中具有較強的實際應用性能，而如何在提高污水中傳統污染物處理效果的同時，進一步降低污水中抗生素與工藝系統微生物中抗生素抗性基因絕對與相對含量成為了學術界所關心的熱點問題;(3)我國海產養殖過程仍以開放模式為主，這導致養殖環境受地區降水與溫度影響較大，從而形成污水污染排放負荷的大幅度波動，有機物和氮的比例失調對總氮凈化效果的干擾嚴重。因此，針對上述問題，構建相應海產養殖污水專屬型人工濕地系統是十分必要的。

　　發明內容

　　本發明要解決的技術問題是提供一種用于海產養殖污水處理的人工濕地系統，為達上述目的，本發明一種用于海產養殖污水處理的人工濕地系統，所述系統包括濕地池體、濕地基質填料、濕地植物、碳源填料及顆粒化微生物接種菌劑，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%。

　　其中所述濕地基質填料為紅磚塊、水泥磚塊及濱海濕地沉積物定量比例構成的復合填料。

　　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。

　　一種用于海產養殖污水處理的人工濕地系統，包括以下步驟：以磚混、板材、鋼材或三者任意比例混合構建的濕地池體為裝置，以間歇式或連續流運行方式進行，進水口高度設定為距離濕地池體頂部1/50-1/5處，出水口高度設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水流延程進行配置，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濕地池體高度進行配置，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�；�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荷控制為0.01-1噸/平方米/天，人工濕地啟動階段時間設定為1-30天，人工濕地運行階段水力負荷控制為0.1-10噸/平方米/天。

　　本發明與現有技術不同之處在于本發明取得了如下技術效果：

　　1、濕地植物具有耐受海產養殖污水中鹽度的特性，可保持濕地植物群落的健康生長，美化人工濕地系統的外部環境;

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

　　3、針對海產養殖污水低碳氮比的特性，通過碳源填料的添加，可促進系統內反硝化脫氮效果，使本系統具有更好的總氮去除能力;

　　4、相比現有技術采用海蠣殼、沸石、礫石、煤渣作為濕地填料，水泥磚塊和紅磚塊作為基質材料可應對海產養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養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、顆粒化微生物因其結構特性具有良好的沉降性能和污泥比重，使其可在高水力負荷運行條件下在人工濕地系統中得以保持固定，避免現有技術采用絮狀微生物作為接種體所遇到的被沖刷出系統的現象;

　　總之通過本專利的實施成果有望為海產養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。