CN103214095A - 一种室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置 - Google Patents

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赵欣胜
崔丽娟
李伟
张曼胤
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Abstract

本发明涉及一种室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置，包括人工布水装置(1)、基质柱(2)、循环水控制系统(3)和支撑台(4)。本发明不仅制作工艺简单，原材料造价较低，而且安装操作方便，实用性强；能够实现多种流态、多种形式组合、不同填料级配的平行实验和比较实验设计。该设备弥补了潜流湿地基质净化效果模拟试验室内工具缺乏的现状，对于筛选高效净化潜流湿地基质，模拟不同基质搭配净化效果以及潜流湿地最佳水力停留时间的确定具有重要的科学意义，同时该设备在湿地水文定量监测以及湿地土壤渗漏系数测定等方面也有广泛的用途。

Description

一种室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置
技术领域
本发明涉及一种室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置，包括基质柱(1)、人工布水装置(2)、循环水控制系统(3)和支撑台(4)。本发明不仅制作工艺简单，原材料造价较低，而且安装操作方便，实用性强；能够实现多种流态、多种形式组合、不同填料级配的平行实验和比较实验设计。该设备弥补了潜流湿地基质净化效果模拟试验室内工具缺乏的现状，对于筛选高效净化潜流湿地基质，模拟不同基质搭配净化效果以及潜流湿地最佳水力停留时间的确定具有重要的科学意义，同时该设备在湿地水文定量监测以及湿地土壤渗漏系数测定等方面也有广泛的用途。 
背景技术
潜流湿地主要由3部分组成：基质、植物和布水系统。目前潜流湿地可用的基质主要有土壤、碎石、砾石、煤块、细沙、粗砂、煤渣、多孔介质(LECA)、硅灰石和工业废弃物中的一种或几种组合的混合物。基质一方面为植物和微生物生长提供介质，另一方面通过沉积、过滤和吸附等作用直接去除污染物。然而潜流湿地在实际运行过程中，因水体污染物含量不同，污染物组成的不同以及环境要素的差异，导致无法准确配置合理的潜流湿地基质。因此潜流湿地施工前，对基质特性及不同基质优化配置进行科学实验是非常有效的技术措施。尽管现有装置一定程度上可以满足当前的潜流湿地基质优选，但因缺乏自动化管理，而导致基质选择存在一定的偏差，可能因基质选择错误而导致潜流湿地净化效率被降低。因此有必要研发一种室内微型的、全自动的潜流湿地模拟试验装置，对于获得优良的潜流湿地基质及不同基质优化配置模式具有重要实用价值，应用前景广泛。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置及其使用方法。 
为了完成本发明的目的，一种室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置，主要包括基质柱(1)、人工布水装置(2)、循环水控制系统(3)和支撑台(4)。 
根据本发明，一种室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置上的基质柱(1)由钢桶(5)、取样管(6)和出水管(7)组成，其中钢桶(5)的固定高度上安装有3个带有螺母密封盖(8)的由钢管(9)做成的取样管。 
根据本发明，一种室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置上的人工布水装置(2)，由人工布水钢桶(10)、注水管(11)和铁支架(12)组成，其中人工布水钢桶(10)上部只开有注水管(11)一个口，而人工布水钢桶(10)下部开有出水口(13)和配置有支架安装接口 (14)。 
根据本发明，一种室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置上的循环水控制系统(3)由3个软管(15)、1台电子中央控制系统(16)、2根传输线(17)、1个注水蓄水桶(18)、1个出水蓄水桶(20)和2个定量定时循环泵(19)组成。 
根据本发明，一种室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置上的支撑台(4)由防腐木或耐腐蚀石材制成，包括支撑板(21)和支架(22)两个部分，能支撑5t以上的重量，保证基质柱(1)和人工布水装置(2)稳固。 
本发明还提供所述的设备的使用方法，包括装备设计标准和数据采集方法。 
设计标准：取样管(6)直径1cm，内置钢桶(5)中20cm，内置部分的取样管(6)需要在管上打小孔，大小不限，密度不限，外露部分的取样管(6)为10cm，带有螺母的密封盖(8)。先由定量定时循环泵(19)抽取注水蓄水桶(18)的水进入到一种室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置中，经过一种室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置全部处理后进入到出水蓄水桶(20)，此时注水蓄水桶(18)中的定量定时循环泵(19)停止工作，而出水蓄水桶(20)中的定量定时循环泵(19)开始工作并抽取经处理的水进入到注水蓄水桶(18)中，完成一个处理周期。电子中央控制系统(16)，用于控制一种室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置水循环次数，可检测注水蓄水桶(18)和出水蓄水桶(20)水位情况，实现水循环的自动控制。所有材料保证使用不锈钢或者有机玻璃材料，保证密封性，人工布水装置(2)打孔直径在3～4mm。 
数据采集方法：每隔一定时间拧开取样管(6)上的螺母密封盖(8)，然后用水样瓶收集取样管(6)上的水样。 
附图说明
图1一种室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置主体架构图。 
图2基质柱配置示意图。 
图3取样管纵向布置示意图。 
图4取样管密封结构示意图。 
图5人工布水装置纵向结构图。 
图6人工布水装置横向剖面示意图。 
图7循环水控制系统组成结构图。 
图8支撑台结构图。 
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。 
实施案例 
本案例阐述的室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置包括基质柱(1)、人工布水装置(2)、循环水控制系统(3)和支撑台(4)。基质柱(1)的高度为1.2m，宽度0.6m，基质柱(2)上的取样管(6)直径1cm，内置钢桶(5)中20cm，内置部分的取样管(6)需要在管上打小孔，大小不限，密度不限，外露部分的取样管(6)为10cm，带有螺母的密封盖(8)，其中最底部一排取样管(6)内置20cm，外露13cm。人工布水装置(2)设计的宽度为0.5m，高度为0.08m，底部支架高度0.08m；循环水控制系统(3)由3个软管(15)、1台电子中央控制系统(16)、2根传输线(17)、1个注水蓄水桶(18)、1个出水蓄水桶(20)和2个定量定时循环泵(19)组成，其中注水蓄水桶(18)和出水蓄水桶(20)设计容量为50L；支撑台(4)直径为0.75m，高度为0.26m。安装好的一种室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置，经室内模拟试验测试，运行效果良好。 
以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，一种室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置在实验不同基质应用过程中会有所差异，这不是本发明的所控范围；此外，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 

Claims (5)

1.一种室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置，包括基质柱(1)、人工布水装置(2)、循环水控制系统(3)和支撑台(4)。
2.根据权利要求1所述的一种室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置，其特征在于：所述的基质柱(1)由钢桶(5)、取样管(6)和出水管(7)组成，其中钢桶(5)的固定高度上安装有3个带有螺母密封盖(8)的由钢管(9)做成的取样管。
3.根据权利要求1所述的一种室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置，其特征在于：所述的人工布水装置(2)，由人工布水钢桶(10)、注水管(11)和铁支架(12)组成，其中人工布水钢桶(10)上部只开有注水管(11)一个口，而人工布水钢桶(10)下部开有出水口(13)和配置有支架安装接口(14)。
4.根据权利要求1所述的一种室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置，其特征在于：所述的循环水控制系统(3)由3个软管(15)、1台电子中央控制系统(16)、2根传输线(17)、1个注水蓄水桶(18)、1个出水蓄水桶(20)和2个定量定时循环泵(19)组成。
5.根据权利要求1所述的一种室内微型全自动潜流湿地模拟试验装置，其特征在于：所述的支撑台(4)由防腐木或耐腐蚀石材制成，包括支撑板(21)和支架(22)两个部分，能支撑5t以上的重量，保证基质柱(1)和人工布水装置(2)稳固。
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