[发明专利]一种流域水资源利用污染物防控方法与装置

权利要求书

1.一种流域水资源利用污染物防控方法，该方法包括设置依次连接的水解池(1)、纳米曝气池(2)和垂直潜流人工湿地(3)；

向水解池(1)中通入待处理的流域水并加入水生植物进行酸化消解，并传输处理后的流域水上清液至纳米曝气池(2)中；

纳米曝气池(2)接收水解池(1)的流域水上清液，对上清液进行好氧环境下处理，传输处理后的上清液至垂直潜流人工湿地(3)；在纳米曝气池(2)下部设置曝气盘(10)，通过曝气盘(10)向纳米曝气池(2)中通入含氧气流体，通入的含氧气流体为纳米气泡水；所述纳米气泡水为含有100～500nm尺寸的微小气泡的水或水溶液，其溶氧量达到10～25mg/L；

将经纳米曝气池(2)处理后流域水上清液与流域水混合引入垂直潜流人工湿地(3)，进入铺设于垂直潜流人工湿地(3)中的四层填料中使污染物得到降解或脱除；

第一层填料(13)为土壤和功能型生物炭的混合填料，吸附重金属并对有机物进行降解；第一层填料(13)中土壤和功能型生物炭的混合重量比例为3:(6～8)，填料粒径为0.10-0.30cm；功能型生物炭是负载有过渡金属的生物炭；

第二层填料(14)为土壤、天然沸石、石灰石的混合填料，对重金属进行吸附固定；第二层填料(14)中土壤、天然沸石和石灰石的混合重量比例为1:(2～3):(0.5～1)，填料粒径为0.08-0.1cm；

第三层填料(15)为粉煤灰分子筛、弗洛里硅藻土和生物炭的混合填料，吸附重金属，通过在此区域内投放聚磷菌以降低待净化流域水中磷含量；第三层填料(15)中粉煤灰分子筛、弗洛里硅藻土和生物炭的混合重量比例为1:(3～4):(1～1.5)，填料粒径为0.05-0.08cm；

第四层填料(16)为鹅卵石、生物炭的混合填料，进行重金属吸附，通过构建厌氧环境使得聚磷菌在此区域内释磷；第四层填料(16)中鹅卵石、生物炭的混合重量比例为1:(1～2)，填料粒径为0.30-0.50cm。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，水解池(1)内装有搅拌机(8)，对水生植物进行粉碎，

控制水解池(1)的上清液COD高于200mg/L。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，纳米曝气池(2)内投加有活性污泥，活性污泥与通入纳米曝气池(2)中流域水的重量比为1:7；

纳米曝气池(2)内投加有能降解有机物的微生物，所述微生物为Delftia sp.。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一层填料(13)上种植湿地植物(6)；

湿地植物(6)生长过程添加鼠李糖脂或聚天门冬氨酸中一种或其组合。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一层填料(13)上种植西伯利亚鸢尾和再力花；

湿地植物(6)生长过程添加鼠李糖脂和天门冬氨酸组合。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第三层填料(15)与第四层填料(16)之间填充极性高聚物聚苯胺膜，使第四层填料(16)所在区域形成厌氧环境；

所述第四层填料(16)中投加有厌氧反硝化细菌；

所述第四层填料(16)中投加有聚磷菌。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，垂直潜流人工湿地(3)在沿其长度方向的两侧设置有进水管和出水管，进水管向第一层填料(13)内部通入废水，出水管汇集由第四层填料(16)流出的水体，同时开启进水管和出水管阀门，使人工湿地成垂直下行流运行模式。

8.一种流域水资源利用污染物防控装置，该装置用于实施上述权利要求1至7之一所述方法，该装置包括建造在流域护岸4～10米处的依次连接的水解池(1)、纳米曝气池(2)和垂直潜流人工湿地(3)；

所述水解池(1)将水生植物进行粉碎和酸化消解，传输上清液至纳米曝气池(2)中；

纳米曝气池(2)接收水解池(1)的上清液，对上清液中的有机物进行降解，将长碳链有机物降解为短碳链有机物，并传输降解后的上清液至垂直潜流人工湿地(3)，为垂直潜流人工湿地(3)中微生物提供碳源；

垂直潜流人工湿地(3)中引有纳米曝气池(2)中上清液和流域水，并使水体进入铺设于垂直潜流人工湿地(3)中的多层填料使其中的污染物得到降解或脱除，将处理后的流域水输送至农田中。