[发明专利]一种植物‑微生物耦合型陂塘生态廊道水体净化系统及应用方法

权利要求书

1.一种植物-微生物耦合型陂塘生态廊道水体净化系统，其特征在于，所述水体净化系统包含多个间隔相邻排列陂塘单元(1)和生态滤沟单元(2)；

所述陂塘单元(1)长径比在2:1-3:1之间，最大水深为1.5-2米，常水位水深为1米，边坡比在1:4-1:6之间，水力负荷为0.4-1.6m³/m²·d；

所述陂塘单元(1)常水位以下水生植物搭配为挺水植物与沉水植物，水生植物的总覆盖率不低于45％；挺水植物与沉水植物的种植面积比为1:2；

所述陂塘单元(1)中设置悬浮型太阳能曝气机；太阳能曝气机采用锚定法固定于陂塘单元中，锚定线长度为2～3米；陂塘单元水体溶解氧浓度维持在5-8mg/L；

所述生态滤沟单元(2)包括植被层(3)、种植土层(4)、脱氨填料层(5)、辅助除磷填料层(6)、脱氮填料层(7)和底部排水管层(8)，种植土层与脱氨填料层之间由厚度为80g/m²的无纺布隔开；

所述生态滤沟单元(2)的水力负荷为0.3-0.5m³/m²·d；

下凹式生态滤沟的常水位水深为0.3-0.5米，边坡比为1:5-1:3；

植被层(3)植物种植初始覆盖面积率不低于50％，挺水植物与沉水植物种植面积比为2:1。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，种植土层(4)为10-15cm厚的沙土-壤土混合土壤，沙土和壤土的体积比为2:1；壤土中预先接种含有绿色木霉菌Trichoderm aviride、植物乳杆菌Lactobacillus plantarum和蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus的植物促生复合菌剂，且绿色木霉菌、植物乳杆菌和蜡状芽孢杆菌的接种克隆数比例为1:1:1；接种后的壤土中，植物促生菌的密度不低于2×10⁷个/克。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述生态滤沟脱氨填料层(5)由20cm厚，粒径为20-30mm的砂石组成；种植土层与脱氨填料层之间由厚度为80g/m²的无纺布隔开；脱氨填料表面预喷洒接种1/100填料体积的含有类球红细菌Rhodobacter sphaeroides和枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis的微生物菌种混合液；微生物菌种混合液的菌体总浓度为2×10⁴～4×10⁴个/ml，类球红细菌和枯草芽孢杆菌的克隆数比例为1:1。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述生态滤沟的辅助除磷填料层(6)为30cm厚，粒径为20-30mm的石灰石。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述生态廊道脱氮填料层(7)由30cm厚，粒径为10-20mm的砂石组成；脱氮填料表面预喷洒接种1/100填料体积的含有脱氮副球菌Paracoccus denitrificans和铜绿假单胞菌Pseudomonas Aeruginosa的混合菌液；混合菌液的菌体总浓度为2×10⁴～4×10⁴个/ml，脱氮副球菌和铜绿假单胞菌的克隆数比例为1:1。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述生态滤沟底部排水管层由一排直径为DN110的PVC穿孔管组成；相邻排水管的间距为50cm；排水管穿孔直径为10-15mm，排水穿孔管周边由粒径为20-30mm的砂石包裹。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，挺水植物种植区土壤中预先埋设3层厚度分别为5cm的秸秆层，顶层秸秆距离植物种植土层表面15cm，相邻两层秸秆之间由5cm厚土壤层间隔开；所用秸秆的直径为1-2cm、长度为1-1.5m。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，挺水植物选取菖蒲、香蒲、美人蕉和千屈菜中的任一种；沉水植物选取黑藻、穗花狐尾藻和苦草中的任一种。

9.应用权利要求1-8任意一项所述系统的方法，包括以下步骤：

(1)确定待处理水体的日处理水量，并由此计算所需陂塘单元和生态滤沟单元的面积；

(2)按照长径比及边坡比开挖陂塘单元；

(3)在陂塘底部种植沉水植物和挺水植物；

(4)通过锚定的方式固定悬浮式太阳能曝气机于陂塘水面；

(5)开挖生态滤沟；

(6)铺设底部排水管层；

(7)铺设脱氮填料层；

(8)铺设辅助除磷填料层；

(9)铺设脱氨填料层；

(10)覆盖无纺布于脱氨填料层上；

(11)覆盖种植土；

(12)进行生态滤沟水生植物群落构建。