一種潛流、表流交替運(yùn)行的人工濕地的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于污水生態(tài)凈化領(lǐng)域，涉及一種可潛流、表流交替運(yùn)行的人工濕地。本發(fā)明包括進(jìn)水控制系統(tǒng)、濕地填料床和出水控制系統(tǒng)，該進(jìn)水控制系統(tǒng)由上層橡膠壩式遮板、牽引繩、進(jìn)水口調(diào)節(jié)擋板、進(jìn)水儲(chǔ)水池及彈簧裝置構(gòu)成：出水控制系統(tǒng)由定位環(huán)、牽引繩、牽引繩固定裝置、出水口調(diào)節(jié)擋板、出水儲(chǔ)水池構(gòu)成：該發(fā)明能夠根據(jù)不同的季節(jié)條件和水質(zhì)水量條件，人工調(diào)控濕地的運(yùn)行方式，減少濕地的季節(jié)性影響，防止?jié)竦囟氯岣呷斯竦氐奶幚砟芰?，增?qiáng)運(yùn)行效果。
【專利說明】一種潛流、表流交替運(yùn)行的人工濕地
[0001]一.

【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明屬于污水生態(tài)凈化領(lǐng)域，涉及一種可潛流、表流交替運(yùn)行的人工濕地。
[0002]二.

【背景技術(shù)】
人工濕地系統(tǒng)是人工建造的、可控制的和工程化的濕地系統(tǒng)。它是一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)，通過形成內(nèi)部的良好循環(huán)，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，獲得污水處理與資源化的最佳效益，實(shí)現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。人工濕地技術(shù)投資和運(yùn)行費(fèi)用低，和人工濕地同傳統(tǒng)污水處理廠相比，投資僅為1/10到1/2，并且人工濕地還具有操作簡單，出水水質(zhì)好，抗沖擊力強(qiáng)，能夠改善和美化生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，因此具有極其廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]表面流人工濕地是目前最常用的一種人工濕地類型，但這種類型的濕地處理能力相對要低，處理效果受氣候影響較大，在氣候寒冷的冬季及干旱季節(jié)不能正常運(yùn)行。潛流濕地系統(tǒng)處理效果和處理能力較表流濕地好，并且由于污水在床體內(nèi)部流動(dòng)，保溫性能得到提升，但是潛流人工濕地系統(tǒng)的投資較高，并且容易發(fā)生填料堵塞等問題。因而，以單一類型運(yùn)行的人工濕地各自存在一些優(yōu)缺點(diǎn)，但污水的成分和水量波動(dòng)較大，季節(jié)性變化明顯，因而整合不同類型人工濕地的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)污水的實(shí)際情況及季節(jié)變化對濕地的運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)節(jié)具有重要意義。
[0004]三.


【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)潛、表流濕地交替運(yùn)行的人工濕地，該發(fā)明能夠根據(jù)不同的季節(jié)條件和水質(zhì)水量條件，人工調(diào)控濕地的運(yùn)行方式，減少濕地的季節(jié)性影響，防止?jié)竦囟氯岣呷斯竦氐奶幚砟芰?，增?qiáng)運(yùn)行效果。
[0005]本發(fā)明采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
本發(fā)明包括進(jìn)水控制系統(tǒng)、濕地填料床和出水控制系統(tǒng)，該進(jìn)水控制系統(tǒng)由上層橡膠壩式遮板、牽引繩、進(jìn)水口調(diào)節(jié)擋板、進(jìn)水儲(chǔ)水池、彈簧裝置構(gòu)成；出水控制系統(tǒng)由定位環(huán)、牽引繩、牽引繩固定裝置、出水口調(diào)節(jié)擋板、出水儲(chǔ)水池構(gòu)成。進(jìn)水控制系統(tǒng)中，上層橡膠壩式遮板位于進(jìn)水儲(chǔ)水池頂部，由支撐骨架和復(fù)合橡膠材料制成，為箱蓋式結(jié)構(gòu)，一側(cè)固定在進(jìn)水儲(chǔ)水池上，牽引繩的一端通過螺栓固定在上層橡膠壩式遮板的支撐骨架上，另一端與進(jìn)水口調(diào)節(jié)擋板連接；出水控制系統(tǒng)中，定位環(huán)固定在出水儲(chǔ)水池內(nèi)側(cè)的上端，在出水儲(chǔ)水池的外側(cè)上端設(shè)有牽引繩固定裝置，牽引繩經(jīng)過定位環(huán)與出水口調(diào)節(jié)擋板連接。復(fù)合橡膠材料采用高強(qiáng)度合成纖維織物內(nèi)外涂敷橡膠制成。支撐骨架采用不銹鋼管材，兩端設(shè)有開啟把手。牽引繩為高強(qiáng)度聚乙烯纖維繩或耐腐蝕鋼絲繩。在進(jìn)水儲(chǔ)水池和出水儲(chǔ)水池的下部設(shè)有對稱的4-8個(gè)調(diào)節(jié)擋板，調(diào)節(jié)擋板材質(zhì)采用不銹鋼制成，出水儲(chǔ)水池的底部設(shè)有出水口，進(jìn)水口調(diào)節(jié)擋板和出水口調(diào)節(jié)擋板通過固定在儲(chǔ)水池側(cè)壁上的滑動(dòng)溝槽上下位移，在進(jìn)水口調(diào)節(jié)擋板的下端連接有彈簧裝置。在進(jìn)水儲(chǔ)水池的上部位置還設(shè)有組合式過濾網(wǎng)。
[0006]濕地填料床長寬比在2.5:1至3:1，坡度為4.5%_5%，從下至上有大粒徑礫石、小粒徑礫石、砂土和田土構(gòu)成，各部分構(gòu)筑比例為1:1:1:2，在床體表面種植蘆葦、香蒲、金魚藻、浮萍等水生植物，搭配栽種，種植密度宜為10-25株/m2。
[0007]人工濕地構(gòu)筑后，當(dāng)季節(jié)溫度適宜或水體污染負(fù)荷不高時(shí)，濕地以表流方式運(yùn)行，進(jìn)水越過上層橡膠壩式遮板進(jìn)入濕地系統(tǒng)，通過基質(zhì)、植物、微生物的共同作用被凈化。處理后的水體跌入出水控制系統(tǒng)中，水體最終通過出水口排出。
[0008]當(dāng)季節(jié)溫度過低或水體污染負(fù)荷較高時(shí)，濕地以潛流方式運(yùn)行。上層橡膠壩式遮板開啟，將進(jìn)水口調(diào)節(jié)擋板向上拉起，水流跌入進(jìn)水控制系統(tǒng)中，通過下部的進(jìn)水口調(diào)節(jié)擋板進(jìn)入濕地。跌水過程增加了水體的溶解氧，提高了水體在濕地中的處理效果。水體通過潛流出水口排入出水控制系統(tǒng)中，最終通過出水口排出。
[0009]可定期設(shè)置表流、潛流交替運(yùn)行，也可以在交替運(yùn)行的期間通過控制進(jìn)出水實(shí)現(xiàn)干濕交替，避免濕地系統(tǒng)的堵塞。
[0010]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明綜合了潛流濕地和表流濕地的優(yōu)點(diǎn)，提高了污水凈化能力和處理效果；降低了溫度對人工濕地系統(tǒng)的影響，受季節(jié)氣候影響小，保證了冬季寒冷天氣條件下的污染物去除效率；可根據(jù)污染負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，有針對性的進(jìn)行污水處理，降低污染負(fù)荷對濕地的影響，增強(qiáng)濕地處理效果；能夠?qū)崿F(xiàn)表潛流的交替運(yùn)行，為人工濕地中好氧菌和厭氧菌的生長創(chuàng)造更好的條件，同時(shí)促進(jìn)植物的生長；能夠?qū)崿F(xiàn)干濕交替環(huán)境，起到增氧作用，同時(shí)減少濕地堵塞，增加濕地的使用年限；節(jié)省占地面積，運(yùn)行維護(hù)管理方便，投資及運(yùn)行費(fèi)低。
[0011]四.

【專利附圖】

【附圖說明】
圖1:潛-表流交替人工濕地構(gòu)成及其以表流運(yùn)行時(shí)剖面示意圖。
[0012]圖2:潛-表流交替人工濕地進(jìn)水控制系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。
[0013]圖3:潛-表流交替人工濕地出水控制系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。
[0014]圖4:潛-表流交替人工濕地潛流運(yùn)行時(shí)剖面示意圖。
[0015]其中，I為進(jìn)水儲(chǔ)水池，2為牽引繩，3為上層橡膠壩式遮板，4為進(jìn)水口調(diào)節(jié)擋板，5為支撐骨架，6為復(fù)合橡膠材料,7為開啟把手；8為固定螺栓,9為彈簧裝置，10為過濾網(wǎng)，11為潛流進(jìn)水口，12為潛流出水口，13為出水儲(chǔ)水池，14為牽引繩，15為出水口調(diào)節(jié)擋板，16為定位環(huán)，17為牽引繩固定裝置，18為出水口，19為表流進(jìn)水，20為表流出水，21為濕地基質(zhì)，22為人工濕地植物。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0017]實(shí)施例1:
以大粒徑礫石、小粒徑礫石、砂土和田土作為填料床，按照從下向上的順序填充，構(gòu)筑比例為1:1:1: 2，濕地填料床長寬比為2.5:1，坡度為4.5%。并在床體表面搭配種植蘆葦、香蒲、金魚藻、浮萍等水生植物，種植密度宜為10-25株/m2。
[0018]如圖所示，本發(fā)明的人工濕地包括進(jìn)水控制系統(tǒng)、濕地填料床和出水控制系統(tǒng)。人工濕地進(jìn)水控制系統(tǒng)包括進(jìn)水儲(chǔ)水池1、牽引繩2、上層橡膠壩式遮板3、進(jìn)水口調(diào)節(jié)擋板4、彈簧裝置9和過濾網(wǎng)10。其中，上層橡膠壩式遮板由支撐骨架5、符合橡膠材料6、開啟把手7及固定螺栓8構(gòu)成。牽引繩2通過固定螺栓8固定在支撐骨架5上，牽引繩2材質(zhì)為高強(qiáng)度聚乙烯纖維繩或耐腐蝕鋼絲繩。支撐骨架5為不銹鋼管材，復(fù)合橡膠材料6采用高強(qiáng)度合成纖維織物內(nèi)外涂敷橡膠制成，在支撐骨架5的兩端分別設(shè)有2-5個(gè)開啟把手7，向上抬起把手7時(shí)可將上層橡膠壩式遮板開啟。過濾網(wǎng)10通過螺栓固定在進(jìn)水儲(chǔ)水池的上端，過濾網(wǎng)為組合式結(jié)構(gòu)，過濾網(wǎng)10之間空隙為牽引繩2收拉移動(dòng)空間，進(jìn)水口調(diào)節(jié)擋板4和出水口調(diào)節(jié)擋板15通過固定在儲(chǔ)水池側(cè)壁上的滑動(dòng)溝槽上下位移，在進(jìn)水儲(chǔ)水池I和出水儲(chǔ)水池13的下部設(shè)有對稱的4-8個(gè)調(diào)節(jié)擋板，調(diào)節(jié)擋板材質(zhì)采用不銹鋼制成，出水儲(chǔ)水池的底部設(shè)有出水口 ；在進(jìn)水口調(diào)節(jié)擋板的下端連接有彈簧裝置9，彈簧的恢復(fù)力能夠在系統(tǒng)變換運(yùn)行方式時(shí)，促使進(jìn)水口調(diào)節(jié)擋板4向下關(guān)閉。
[0019]如圖所示，出水控制系統(tǒng)包括出水儲(chǔ)水池13、牽引繩14、出水調(diào)節(jié)擋板15、定位環(huán)16和牽引繩固定裝置17。出水調(diào)節(jié)擋板15的下端被固定在出水儲(chǔ)水池13的側(cè)壁上，其上端連接牽引繩14。定位環(huán)13為不銹鋼圓環(huán)，固定在出水儲(chǔ)水池的內(nèi)側(cè)上端，用于約束牽引繩的位置，使人工濕地以表流運(yùn)行時(shí)出水調(diào)節(jié)擋板12呈閉合狀態(tài)。牽引繩固定裝置17安裝在出水儲(chǔ)水池的外側(cè)上端，能夠?qū)崿F(xiàn)牽引繩14的收拉固定。
[0020]氣溫在10°C以上，以表流方式運(yùn)行，如圖1所示。進(jìn)水儲(chǔ)水池I呈閉合狀態(tài)，進(jìn)水口調(diào)節(jié)擋板4同時(shí)閉合，防止?jié)竦叵到y(tǒng)中水倒流入進(jìn)水儲(chǔ)水池I中。表流進(jìn)水16越過上層橡膠壩式遮板3并經(jīng)由其配水作用，進(jìn)入濕地系統(tǒng)。水體在流動(dòng)過程中通過基質(zhì)吸附過濾等物理化學(xué)作用、植物吸收，以及微生物的生物降解等作用，將污水中的氮磷等有機(jī)污染物去除。潛流進(jìn)水口 11也呈閉合狀態(tài)，此時(shí)，牽引繩14穿過定位環(huán)16，通過牽引繩固定裝置17呈拉緊狀態(tài)，出水口調(diào)節(jié)板15閉合，凈化后的表流出水20從濕地上部流入出水儲(chǔ)水池13中，再通過出水口 18排出。
[0021]實(shí)施例2:
本實(shí)施例中濕地的構(gòu)筑方式與實(shí)施I基本相同，但運(yùn)行方式不同。當(dāng)污染負(fù)荷較高，如進(jìn)水BOD5負(fù)荷高于50 kgB0D5/ha*d時(shí)，系統(tǒng)以潛流人工濕地的方式運(yùn)行，如圖3所示。握住兩側(cè)開啟把手7，向上抬起，可將上層橡膠壩遮板3打開，此時(shí)牽引繩2自然帶動(dòng)進(jìn)水口調(diào)節(jié)擋板4開啟。寬5m的人工濕地，進(jìn)水控制單元寬度為Im時(shí)，以不銹鋼材質(zhì)支撐骨架計(jì)算，外徑76mm壁厚3.5mm的不銹鋼材質(zhì)管,每米約重6 kg,需20m不銹鋼管,重120 kg,橡膠敷面密度按1.5g/m3計(jì)算,重0.02kg,上層橡膠壩遮板總重約120kg。
[0022]通過開啟把手7，將上層橡膠壩式遮板3打開，污水先通過過濾網(wǎng)10過濾后，跌入進(jìn)水儲(chǔ)水池I，此時(shí)進(jìn)水口調(diào)節(jié)擋板4呈開啟狀態(tài)，污水經(jīng)由潛流進(jìn)水口 11進(jìn)入濕地系統(tǒng)，在污水進(jìn)入儲(chǔ)水池的下跌過程中，不僅增加了系統(tǒng)的能量，同時(shí)還能夠起到瞬間增氧的作用，從而緩解潛流濕地中溶氧不足的問題，提高濕地系統(tǒng)的處理效率。由于潛流濕地處理污水時(shí)，水在基質(zhì)以下，從而具有顯著的保溫作用，能夠促使?jié)竦叵到y(tǒng)在低溫下提高去除效率。通過調(diào)節(jié)牽引繩固定裝置17，拉緊提升牽引繩14，出水口調(diào)節(jié)板15開啟。處理后的污水通過潛流出水口 12進(jìn)入出水儲(chǔ)水池13，再通過出水口 18排出。
【權(quán)利要求】
1.一種潛流、表流交替運(yùn)行的人工濕地，包括進(jìn)水控制系統(tǒng)、濕地填料床和出水控制系統(tǒng)，其特征在于該進(jìn)水控制系統(tǒng)由上層橡膠壩式遮板、牽引繩、進(jìn)水口調(diào)節(jié)擋板、進(jìn)水儲(chǔ)水池、彈簧裝置構(gòu)成；出水控制系統(tǒng)由定位環(huán)、牽引繩、牽引繩固定裝置、出水口調(diào)節(jié)擋板、出水儲(chǔ)水池構(gòu)成；進(jìn)水控制系統(tǒng)中，上層橡膠壩式遮板位于進(jìn)水儲(chǔ)水池頂部，由支撐骨架和復(fù)合橡膠材料制成，為箱蓋式結(jié)構(gòu)，一側(cè)固定在進(jìn)水儲(chǔ)水池上，牽引繩的一端通過螺栓固定在上層橡膠壩式遮板的支撐骨架上，牽引繩的另一端與進(jìn)水口調(diào)節(jié)擋板連接；出水控制系統(tǒng)中定位環(huán)固定在出水儲(chǔ)水池內(nèi)側(cè)的上端，在出水儲(chǔ)水池的外側(cè)上端設(shè)有牽引繩固定裝置，牽引繩經(jīng)過定位環(huán)與出水口調(diào)節(jié)擋板連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種潛流、表流交替運(yùn)行的人工濕地，其特征在于所述的復(fù)合橡膠材料采用高強(qiáng)度合成纖維織物內(nèi)外涂敷橡膠制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種潛流、表流交替運(yùn)行的人工濕地，其特征在于所述的支撐骨架采用不銹鋼管材，在支撐骨架的兩端設(shè)有開啟把手。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種潛流、表流交替運(yùn)行的人工濕地，其特征在于所述的牽引繩為高強(qiáng)度聚乙烯纖維繩，耐腐蝕鋼絲繩。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種潛流、表流交替運(yùn)行的人工濕地，其特征在于進(jìn)水口調(diào)節(jié)擋板和出水口調(diào)節(jié)擋板通過固定在儲(chǔ)水池側(cè)壁上的滑動(dòng)溝槽上下位移，在進(jìn)水儲(chǔ)水池和出水儲(chǔ)水池的下部設(shè)有對稱的4-8個(gè)調(diào)節(jié)擋板，調(diào)節(jié)擋板材質(zhì)采用不銹鋼制成，出水儲(chǔ)水池的底部設(shè)有出水口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種潛流、表流交替運(yùn)行的人工濕地，其特征在于在儲(chǔ)水池的上部位置還設(shè)有組合式過濾網(wǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種潛流、表流交替運(yùn)行的人工濕地，其特征在于在進(jìn)水口調(diào)節(jié)擋板的下端連接有彈簧裝置。
【文檔編號(hào)】C02F3/32GK104326563SQ201410606150
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】張建, 趙聰聰, 徐景濤, 徐曉麗, 張成祿, 王倩, 王洪秀 申請人:山東大學(xué)