[实用新型]一种植物与碱酸改性凹凸棒陶粒相结合的新型河岸缓冲带

说明书

技术领域

本实用新型属于污水治理领域，具体涉及一种以酸碱改性凹凸棒陶粒结合吸附氮植物形成的新型河岸缓冲带。

背景技术

近年来，人们在农业活动中为了达到高产的目的，大量使用农药、化肥，农药化肥中残留的氮、磷在降雨径流的淋溶和冲刷作用下,进入江河、湖泊等水体而造成的水体污染,使河岸带生态环境恶化，最终导致水体水质下降，水体富营养化加剧。同时由于没有固定的排污点，农业非点源污染的治理难度增大，给水体带来的危害正在蔓延。河岸缓冲带作为陆地生态系统和水生生态系统的交错带，在一定程度上能够起到保护河溪水体的作用，在经过人工改造后对农业非点源污染物能够起到有效的截留转化作用。因此，河岸缓冲带是保护水质资源综合治理系统中的一个关键组成部分。河岸缓冲带可以通过一系列复杂的物理、生物以及生物化学循环过程实现对氮素和磷素的截留转化。许多研究结果证明，植物吸收作用和反硝化作用是河岸缓冲带对氮素截留的2个最主要机理，与氮相比，磷素在河岸带中的迁移转化主要是通过吸附作用进行的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对传统河岸缓冲带对氮、磷截留作用不足的缺陷，提供一种以碱酸改性凹凸棒陶粒为基质结合高效吸附氮的植物形成的新型河岸缓冲带。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案如下：

一种植物与碱酸改性凹凸棒陶粒相结合的新型河岸缓冲带，其主要形式是吸附填料基质层-吸附氮植物种植模式，主要包括上层的高效吸附氮植物和下层的吸附填料基质；所述吸附填料基质铺设在河道两旁挖出的基质铺设区的底层，吸附填料基质由下至上依次为级配鹅卵石层、碱酸改性凹凸棒陶粒层、细沙层，在细沙层上铺设一层土工布层，以防水土流失。利用水生植物-土壤中微生物的生态协同作用，碱酸改性凹凸棒陶粒强效吸附磷作用能够持续有效的拦截农田地表径流中的氮、磷，防止河道水体富营养化。

所述的基质铺设区挖掘尺寸为宽1m、深0.6m，布置方式为沿河道两侧对称 分布，布置位置为距离河道1m处。

所述的鹅卵石层级配粒径在40-10mm之间，铺设厚度为20cm；碱酸改性凹凸棒陶粒层级配粒径在5-8mm之间，铺设厚度为30cm；细沙层选取普通粗骨料普通沙，铺设厚度均在10cm左右。

所述的土工布层为针刺无纺土工布，规格为200-300g/m²。

所述的吸附氮植物为菰、芡、水花生等适合当地生长的有经济价值的水生植物。

所述的碱酸改性凹凸棒陶粒烧制方法如下：将凹凸棒石原土预处理后，和石灰混合进行碱改性，再将得到的固体加HCl进行酸改性，将酸改性后的固体粉末同粉煤灰、水玻璃按一定比例进行混合后造粒，将制得的陶粒放入马弗炉煅烧一段时间后，即可得到碱酸改性凹凸棒陶粒成品。

本实用新型所取得的有益效果是：

1.本实用新型的处理过程包含植物根系吸附、填料物理、化学吸附以及微生物反硝化等多种处理过程，相互结合，形成微生物-植物协同净化模式，使污染物处理更高效，同时微生物-植物协同净化模式兼顾了多种污染物(如N、P、COD等)的处理过程，同时本处理系统内成熟后的水生植物还有一定的经济价值，可以收割后资源利用，加强了本处理系统的适用性和持续性；

2.本实用新型在土壤微生物进行反硝化过程中，反硝化细菌可与水生植物根系形成微生态系统，促进反硝化作用，增强对氮的去除效果，保证对农田径流中污染物质的拦截作用；

3.本实用新型采用碱酸改性凹凸棒陶粒作为填料，这是一种新型陶粒，其具有比表面积大、生产成本低、适用范围广等优点，对磷有非常强的吸附能力，同时农田径流中的氮、COD等污染物质也有一定的吸附效果，对农田径流中污染物质有较强的拦截能力；

4.本实用新型采用级配鹅卵石、碱酸改性凹凸棒陶粒、细沙等高效的磷吸附填料进行氮、磷吸附去除，能有效拦截农田中氮、磷随地表径流进入河流，减少河流水体富营养化的可能性；

5.本实用新型施工维护方便，具有投资少、处理效果好、持续运行成本低、无动力、除氮、除磷效果好等优点，更加适合农田含氮、磷地表径流的拦截。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本实用新型前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。

图1为本实用新型的俯视图。

图2为本实用新型的断面剖视图。

图3为本实用新型河岸缓冲带填料基质层的结构示意图。

其中：1为级配鹅卵石层，2为碱酸改性凹凸棒陶粒层，3为细沙层，4为土工布层。