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专利号: 2021103767299
申请人: 苏州科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高效脱氮除磷复合人工湿地系统,其特征在于,所述高效脱氮除磷复合人工湿地系统为由内到外依次包括高效除磷单元(100)、高效脱氮单元(200)和生态景观单元(300)的嵌套式结构;

所述高效除磷单元(100)内部从下到上依次包括高效除磷单元布水系统(1)、生物炭填料柱(3)和锯齿溢流堰(5);所述高效除磷单元(100)的高度高于所述高效脱氮单元(200),并在存在高差段的外部设有弧形跌水结构(13);

所述高效脱氮单元(200)从上到下依次设有高效脱氮单元布水系统(17)、高效脱氮基质层(7)和出水口,所述高效脱氮基质层(7)上部种植有湿地植物(6);

所述生态景观单元(300)底部设有生态景观单元布水管(10),所述生态景观单元布水管(10)与所述出水口相连,所述生态景观单元(300)的上部水面下设有人工湿地系统出水管(12);

所述高效除磷单元(100)与所述高效脱氮单元(200)的高度差与所述高效除磷单元(100)的直径成正比,高径比为0.5‑1;所述锯齿溢流堰(5)按照高效除磷单元(100)周长设置,设置数量为10个/m;所述高效脱氮单元(200)和生态景观单元(300)的高度相同;

所述生物炭填料柱(3)包括生物炭填料和填料填充支撑装置;所述生物炭填料为生物炭与海藻酸钠混合而成的固定化小球,所述生物炭与海藻酸钠的质量比为12:1‑8:3,所述生物炭填料的粒径为3‑5mm,所述生物炭原材料取自人工湿地季节性枯萎的植物菖蒲;

所述生物炭填料柱(3)吸附饱和后作为生态肥料返田;

所述高效脱氮基质层(7)的填料包括质量比1:1:4‑1:1:8的沸石、钢渣和砾石,所述沸石和砾石的粒径为5‑10mm,所述钢渣的粒径为3‑5mm,所述高效脱氮基质层(7)的厚度为60‑

80cm;

所述弧形跌水结构(13)为弧度120°~180°的不规则形状。

2.根据权利要求1所述的高效脱氮除磷复合人工湿地系统,其特征在于,所述高效除磷单元(100)、高效脱氮单元(200)和生态景观单元(300)的底部均铺设鹅卵石/砾石基质层(2)。

3.根据权利要求1所述的高效脱氮除磷复合人工湿地系统,其特征在于,所述高效除磷单元布水系统(1)均匀布置在高效除磷单元(100)底部,高效除磷单元布水系统(1)上设置孔径和间距均匀的布水孔;所述高效脱氮单元布水系统(17)包括集水槽和布水管,所述布水管上设有孔径和间距均匀的布水孔;所述生态景观单元(300)底部设有呈辐射状的布水管,所述布水管上设置孔径和间距均匀的出水孔,并与所述出水口联通。

4.根据权利要求1所述的高效脱氮除磷复合人工湿地系统,其特征在于,所述填料填充支撑装置采用刚性材料作为骨架,制成圆柱状装置,所述填料填充支撑装置的上下底面和侧面均为均匀孔眼网状结构,孔网直径为5mm,且上底面为可开合结构;所述填料填充支撑装置内衬由30‑50目的尼龙网或网格布包覆;所述生物炭填料柱(3)的外径与高效除磷单元(100)内径的差值为2‑5cm,高度为50‑100cm。

5.根据权利要求4所述的高效脱氮除磷复合人工湿地系统,其特征在于,所述高效除磷单元(100)内侧设置承托所述生物炭填料柱(3)的承托装置,所述生物炭填料柱(3)放置在所述承托装置上。

6.根据权利要求1所述的高效脱氮除磷复合人工湿地系统,其特征在于,所述生态景观单元(300)内还设有生态单元基质层(16),所述生态单元基质层(16)的填料为砾石,厚度为20‑30cm,填料粒径为1‑3cm。

7.根据权利要求1所述的高效脱氮除磷复合人工湿地系统,其特征在于,所述湿地植物(6)包括鸢尾、美人蕉、水葱、再力花、香蒲、菖蒲和芦苇中的至少一种或几种,鸢尾、美人蕉、

2 2

再力花、菖蒲和芦苇的种植密度为10~15株/m ,香蒲种植密度为15~20株/m ,水葱种植密2

度为5~10丛/m。

8.根据权利要求1所述的高效脱氮除磷复合人工湿地系统,其特征在于,所述生态景观单元(300)内设有生态浮床(9)、沉水/浮水植物(14)和水生动物(15);所述生态浮床(9)中2

的植物包括美人蕉、鸢尾、再力花和菖蒲中的至少两种,种植密度为10~20株/m ;所述沉水/浮水植物(14)为睡莲、菱、芡实、眼子菜、千屈菜、狐尾藻、金鱼藻、黑藻和矮生苦藻中的

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至少两种,浮水植物种植密度为1~5株/m ,沉水植物5~15株/m ;所述水生动物(15)包括鱼2

类、虾类、贝类和螺类,投放密度为2~5只/m。