CN103626354B - 沉水植被与浮叶植被混合型潜流湿地系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沉水植被与浮叶植被混合型潜流湿地系统，包括：进水池，由进水堰、进水管、粗筛网、细筛网、底部留孔出水横墙以及四周墙体组成；浮岛种植区；水下草皮种植区；基质净化过滤池；出水池。本发明的混合型潜流湿地系统，是利用浮叶植被、沉水植被及珊瑚砂等构建一个高效稳定的生态净化系统，利用物理、生物、生态的协同作用来消除水体污染物质。本系统不仅具有氮、磷去除效果高，无堵塞、通透性好，还有使用寿命长，操作方便，维护成本低等特点。

Description

沉水植被与浮叶植被混合型潜流湿地系统

技术领域

本发明涉及污水深度处理，具体地说是涉及一种沉水植被与浮叶植被混合型潜流湿地系统。

背景技术

潜流湿地作为一种水污染治理的处理技术，由于其投资较少、能耗和运行费用低、运行维护简单、对污水净化效果较好以及可使污水处理与环境生态建设相结合等特点，在欧美等发达国家利用较广，也特别适合目前我国土地资源和水资源极度缺乏、水污染严重、污水处理率较低的国情。传统的潜流湿地基本结构包括床体、基质和湿生植被等基本结构，其基本原理主要是利用系统内微生物的硝化/反硝化作用、基质的吸附作用以及湿生植物(传统潜流湿地中主要为挺水植物)吸收等作用去除水体中的氮磷等污染物质。但这种传统的潜流湿地由于去构型设计上的缺陷，导致系统在运行过程中存在三大瓶颈问题：1)水力负荷小，占地面积较大；2)容易缺氧，反硝化碳源和反硝化环境不足；3)床体基质易堵塞。这些原因导致传统潜流湿地对污水中氮、磷等污染物去除率低下，严重限制了其实用寿命(一般2-5年)。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种沉水植被与浮叶植被混合型潜流湿地系统，它不仅可以有效净化水质，而且通透性好，使用寿命长，成本低。

为解决上述技术问题，本发明的沉水植被与浮叶植被混合型潜流湿地系统，主要由以下结构组成：

进水池，用于将水引入该潜流湿地系统，主要由进水堰、进水管、粗筛网、细筛网、底部留孔出水横墙以及四周墙体组成；

浮岛种植区，用于种植浮叶植物，包括有多个形区域和1个与进水池相邻的形区域；水流从浮岛种植区流入水下草皮种植区的横墙底部为实体墙，并从形区域开始高度依次降低；水流从水下草皮种植区流入浮岛种植区的横墙底部留孔；

水下草皮种植区，包括多个形区域和1个与基质净化过滤池相邻的形区域；形区域水流流入方向的横墙底部留孔，形区域水流流出进入基质净化过滤池的横墙为实体墙；

基质净化过滤池，该基质净化过滤池与出水池之间的横墙的底部垫支留孔；

出水池，包括有出水管，用于该潜流湿地系统的排水。

本发明的沉水植被与浮叶植被混合型潜流湿地系统，利用珊瑚砂、浮叶植被及沉睡植被构建出了一个高效、立体复合的生态净化系统，利用沉降、吸收/吸附、过滤、离子交换、硝化和反硝化作用、营养元素吸收、生命代谢活动的转化等物理、化学和生物生态的协同作用来消除水体污染，与传统潜流湿地系统相比，本发明的潜流湿地系统具有以下优点和有益效果：

1.污水处理效果好，可以有效去除污水中的氮磷等污染物，且处理效率更高。

2.通透性好，不存在堵塞问题。

3.使用寿命长，可以使用30年以上。由于珊瑚砂具有孔隙度更大、净化效果更好、不易堵塞的特点，因此把珊瑚砂作为最后部分的水质净化系统，便于人工定期清洗，从而大大延长了使用寿命。

4.操作方便，维护成本低。

附图说明

图1是本发明实施例的潜流湿地系统的结构示意图。

图2是本发明实施例的潜流湿地系统的剖面结构示意图。

图3是本发明实施例的潜流湿地系统的底部潜流隔墙结构示意图。

图4是本发明实施例的潜流湿地系统的水体溢流面隔墙结构示意图。

图5是本发明实施例的潜流湿地系统的珊瑚砂净化过滤池的纵截面结构示意图。

具体实施方式

为对本发明的技术内容、特点与功效有更具体的了解，现结合附图，详述如下：

本实施例的沉水植被与浮叶植被混合型潜流湿地系统，总长100.6米，总宽24.84米，面积共2498.904m²(包括墙体建筑面积)，深1.3米。该混合型潜流湿地系统为砖墙水泥池结构，墙体宽度统一为28厘米，其具体组成结构请参见图1、2所示，包括：

1.进水池

进水池长20.56米，宽5米(包括四周墙体宽度)，深1.3米，主要由进水堰、进水管、两道粗筛网两道细筛网和底部留孔出水横墙(图3)及四周墙体组成。

整个进水池被4道筛网(筛网宽度均为4.44米)均匀分割。两道粗筛网在前：第1道粗筛网高1.3米，其中包括底部留孔(底部用水泥砖体垫支，长、高均为20厘米；孔长30厘米，高20厘米)，便于水从底部流出；第2道粗筛网高1米，底部与池底接触，水流可从网顶部流出。两道细筛网在后：第3道细筛网高1.3米，包括底部垫支留孔(垫支和孔规格同第1道粗筛网)，便于水从底部流出；第4道细筛网高0.8米，底部与池底接触，水可从顶部流出。最后一道为宽5米、高1.3米的出水横墙，出水横墙的墙体宽为28厘米，其中包括底部留孔，孔长30厘米，孔高20厘米，孔与孔之间间隔20厘米，便于水从底部流入浮叶植物种植区。

2.浮岛种植区

浮岛种植区面积为830m²，用于种植浮叶植物，其中，羽毛藻占60％，大藻占20％，太湖红菱占20％。羽毛藻和大藻具有极高的耐污能力和净化效率，生长速度快，可以快速吸收污水中氮、磷等营养物质，根系较长(羽毛藻的根系可达50厘米以上，大藻的根系可达1米以上)，能起到增加水下面积、促进微生物的附着和生长、达到生物挂膜的效果，促进硝化/反硝化细菌的附着生长，增强对水中氮、磷营养物质的去除效果。同时，羽毛藻和大藻还具有打捞、维护方便的优点，一旦因为污水营养物质过高而生物量较大时，可以快速人工捞除部分羽毛藻和大藻而不影响浮岛种植生态系统的稳定性，因此，既能起到去除营养物质的作用，又能起到维护潜流湿地系统，提高湿地系统通透性和净化效率的作用。太湖红菱也具有类似的效果，并且太湖红菱生长速度快，可以形成水产品移除湿地，达到生产、净化、维护等多重目的。

浮岛种植区共分割成8个区域，包括7个面积相同的形区域和1个(与进水池相邻，面积144.2m2)形区域。其中，水流从浮岛种植区流入水下草皮种植区的横墙(图4，宽5米)底部不垫支留孔，为实体墙，但高度依次降低5厘米。从形区域(靠近进水池)开始，从浮岛种植区进入水下草皮种植区的横墙的高度随水流方向依次为1.25米、1.20米、1.15米、1.10米、1.05米、1.00米、0.95米和0.90米，水流从横墙顶部流入水下草皮种植区；而从水下草皮种植区流入浮岛种植区的横墙(宽5米)高均为1.3米，底部留孔，孔的规格为长30厘米，宽20厘米，孔间间隔20厘米，便于水流从底部流入浮岛种植区。

3.水下草皮种植区

水下草皮种植区(食藻虫+水下草皮)的面积共865m2，其中，四季常绿水下草皮占50％，改良刺苦草皮占50％。该区被分割成8个相同形区域和1个形区域。其中行区域为最后靠近珊瑚砂净化池区域，其水流流入方向的横墙为1.3米，底部留孔，孔的规格为长30厘米，宽20厘米，孔间间隔20厘米，便于水从底部流入，而水流流出进入珊瑚砂区的横墙为0.85米实体墙，底部不留孔，水流从横墙顶部流入珊瑚砂净化过滤池。

4.珊瑚砂净化过滤池和出水池

此区域共60m²(不包括墙体面积)，分割为珊瑚砂净化过滤池和出水池两部分，其中珊瑚砂净化过滤池内部填高0.6米的珊瑚砂。水流自形水下草皮和食藻虫区经高0.85米的横墙顶部流入珊瑚砂净化过滤池。水流流出方向的横墙的墙体高1.3米，底部垫支留孔，孔的规格为长30厘米，宽20厘米，孔间间隔20厘米，便于水从底部流入出水区。水经珊瑚砂净化过滤后从出水池经出水管流出。

5.水下曝气系统

水下曝气系统为pvc曝气管道，共有4台无噪音气泵，每台480瓦。pvc管道随图1水流方向铺设在湿地底部，起到曝气增氧强化水质净化效果。

应用上述系统净化水质的具体实现方法如下：

首先，污水经进水堰和进水管进入进水池，经过进水池两道粗筛网和两道细筛网的初步过滤，清除掉水中的杂物等垃圾。然后经底部留孔墙体进入浮岛种植区和水下草皮种植区的交错区，水先从逐步降低的横墙顶部流入水下草皮种植区，再从水下草皮种植区流向浮岛种植区，这样，污水在经过浮岛种植区和水下草皮种植区的交替净化后，最终经高度为0.85m的实体横墙(即型水草草皮种植区与珊瑚砂净化过滤池相邻的横墙)顶部进入珊瑚砂净化过滤池，经珊瑚砂过滤净化后经出水池的出水管流出。在此过程中，利用水下曝气装置的4台无噪音充气泵曝气，可以辅助增强水质净化效果。

Claims (8)

1.一种沉水植被与浮叶植被混合型潜流湿地系统，其特征在于，主要由以下结构组成：

进水池，用于将水引入该潜流湿地系统，主要由进水堰、进水管、粗筛网、细筛网、底部留孔出水横墙以及四周墙体组成；

浮岛种植区，用于种植浮叶植物，包括有7个形区域和1个与进水池相邻的形区域；水流从浮岛种植区流入水下草皮种植区的横墙底部为实体墙，并从形区域开始高度依次降低；水流从水下草皮种植区流入浮岛种植区的横墙底部留孔；

水下草皮种植区，包括8个形区域和1个与基质净化过滤池相邻的形区域形区域水流流入方向的横墙底部留孔，形区域水流流出进入基质净化过滤池的横墙为实体墙；

水经由进水池流入与之相邻的形浮岛种植区，而后进入与形浮岛种植区相邻的形水下草皮种植区，然后再交错流经其余7个形浮岛种植区和7个形水下草皮种植区；基质净化过滤池，该基质净化过滤池与出水池之间的横墙的底部垫支留孔；

出水池，包括有出水管，用于该潜流湿地系统的排水。

2.根据权利要求1所述的潜流湿地系统，其特征在于，粗筛网和细筛网各两道，两道粗筛网在前，两道细筛网在后，4道筛网均匀分割进水池，其中，第1道粗筛网和第1道细筛网底部垫支并留孔，第2道粗筛网和第2道细筛网底部与池底接触。

3.根据权利要求2所述的潜流湿地系统，其特征在于，粗筛网的孔径为30mm，细筛网的孔径为10mm。

4.根据权利要求1所述的潜流湿地系统，其特征在于，浮岛种植区种植羽毛藻、大藻和太湖红菱。

5.根据权利要求1所述的潜流湿地系统，其特征在于，水下草皮种植区种植四季常绿水下草皮和改良刺苦草皮。

6.根据权利要求1所述的潜流湿地系统，其特征在于，所述基质净化过滤池内填充有珊瑚砂。

7.根据权利要求1所述的潜流湿地系统，其特征在于，还包括有水下曝气系统，用于强化水质净化效果。

8.根据权利要求7所述的潜流湿地系统，其特征在于，所述水下曝气系统包括有pvc曝气管道和多台气泵，pvc曝气管道随水流方向铺设在湿地底部。