CN105366818B - 一种复合型净水表流湿地系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复合型净水表流湿地系统，包括引水模块、进水渠、出水渠和净化模块组件；所述的进水渠和出水渠分别位于所述净化模块组件两侧；所述的进水渠和出水渠的一端均与引水模块相连通；所述的进水渠和出水渠分别包括一过水腔，所述过水腔外平行设有多个各自独立的透水腔，每个所述透水腔均与所述过水腔分别通过第一共墙相连，且所述第一共墙设有至少一个过水开关；所述净化模块组件包括至少一个净化模块，每个所述净化模块至少部分与相应所述透水腔通过第二共墙相连，且所述第二共墙为透水墙；所述净化模块由多条通风沟和多条配水沟分隔成多个湿地单元；本复合型净水表流湿地系统布局能提高净化效果，且能够降低植物倒伏率。

Description

一种复合型净水表流湿地系统

技术领域

本发明属于生态环境工程技术领域，特别是涉及一种复合型净水表流湿地系统。

背景技术

当前公共水体均已受到不同程度的污染，为提高重要功能区水体的水环境质量，建设生态湿地已成为一个重要的手段，各类湿地类型中表流湿地因其兼备水质净化和生态效果较好以及管理维护要求低的特征，正越来越多地被应用于水环境质量改善领域。

由于当前对建设用地指标的管控，湿地的建设用地受到诸多限制，这些限制给净水型表流湿地的传统布置形式带来较多影响。

净水型表流湿地内部虽然有用于过水的沟渠，但也发现其一般存在内部通风差，挺水植物倒伏问题；并且受到冬季挺水植物收割的影响，湿地净化效率会出现一定程度的下降。上述问题均会对净水型表流湿地的水环境改善效率产生较大的影响。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种复合型净水表流湿地系统，用于解决现有技术中存在的上述技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种复合型净水表流湿地系统，包括引水模块、进水渠、出水渠和净化模块组件；所述的进水渠和出水渠分别位于所述净化模块组件两侧；所述的进水渠和出水渠的一端均与引水模块相连通，且所述的进水渠和出水渠与引水模块连接处分别设有引水配水开关；所述的进水渠和出水渠分别包括一过水腔，所述过水腔外平行设有多个各自独立的透水腔，每个所述透水腔均与所述过水腔分别通过第一共墙相连，且所述第一共墙设有至少一个过水开关；所述净化模块组件包括至少一个净化模块，每个所述净化模块至少部分与相应所述透水腔通过第二共墙相连，且所述第二共墙为透水墙；所述净化模块由多条通风沟和多条配水沟分隔成多个湿地单元，且所述通风沟与所述配水沟相交；所述通风沟长度方向平行于所述净化模块区域的夏季主导风向。

进一步地，所述净化模块组件包括多个净化模块，且所有所述净化模块并联布置。

进一步地，各个所述通风沟相互平行，且所述通风沟宽度不小于3.0m。

进一步地，所述的通风沟和配水沟中均种植有沉水植物。

进一步地，所述湿地单元中种植有挺水植物。

进一步地，所述透水墙由透水砾石墙和设在所述透水砾石墙顶面的硬质不透水结构构成；所述硬质不透水结构底部高于所述挺水植物的种植地高程。

进一步地，所述透水砾石墙截面呈等腰梯形，所述硬质不透水结构截面呈长方形。

进一步地，所述透水砾石墙顶面宽度不小于2.5m，所述透水砾石墙中砾石粒径为10～20cm。

进一步地，所述引水模块包括引水装置和T型管，所述引水装置一端与外部需净化水系相连，其另一端与所述T型管的主管相连，所述T型管的一个侧管与所述进水渠相连，另一个侧管与所述出水渠相连。

进一步地，所述过水腔内壁设有硬质或土质护层。

如上所述，本发明的一种复合型净水表流湿地系统，具有以下有益效果：

由于所述的进水渠和出水渠分别位于所述净化模块组件两侧；所述的进水渠和出水渠分别包括一过水腔，所述过水腔外平行设有多个各自独立的透水腔，每个所述透水腔均与所述过水腔分别通过第一共墙相连；所述净化模块组件的每个所述净化模块至少部分与相应所述透水腔通过第二共墙相连；只要打开相应所述的引水配水开关和过水开关就能够改变进出水水流方向，实现了对所述透水墙进行反冲洗，能够清除堵塞所述透水墙的透水孔隙的障碍物，从而提高了系统净水效果。另外，所述净化模块由多条通风沟和多条配水沟分隔成多个湿地单元，且所述通风沟与所述配水沟相交；所述通风沟长度方向平行于所述净化模块区域的夏季主导风向；所述通风沟可以起到通风作用，同时能够降低所述湿地单元内温度，从而有效改善植物倒伏率，提高了净化效果。

附图说明

图1显示为本发明的一种复合型净水表流湿地系统示意图。

图2显示为本发明的透水墙截面图。

元件标号说明

1 引水模块

11 引水装置

12 T型管

2 进水渠

3 出水渠

4 净化模块

41 通风沟

42 配水沟

43 湿地单元

44 隔堤

5 引水配水开关

6 过水腔

7 透水腔

8 过水开关

9 透水墙

91 透水砾石墙

92 硬质不透水结构

101 沉水植物

102 挺水植物

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，本发明提供一种复合型净水表流湿地系统，包括引水模块1、进水渠2、出水渠3和净化模块组件；所述的进水渠2和出水渠3分别位于所述净化模块组件两侧。

所述的进水渠2和出水渠3的一端均与引水模块1相连通，且所述的进水渠2和出水渠3与引水模块1连接处分别设有引水配水开关5；所述的进水渠2和出水渠3分别包括一过水腔6，所述过水腔6外平行设有多个各自独立的透水腔7，每个所述透水腔7均与所述过水腔6分别通过第一共墙相连，且所述第一共墙设有至少一个过水开关8，见图1。

所述净化模块组件包括至少一个净化模块4，每个所述净化模块4至少部分与相应所述透水腔7通过第二共墙相连，且所述第二共墙为透水墙9；所述净化模块4由多条通风沟41和多条配水沟42分隔成多个湿地单元43，且所述通风沟41与所述配水沟42相交；所述通风沟41长度方向平行于所述净化模块4区域的夏季主导风向，见图1。

参考图1，所述的进水渠2和出水渠3分别位于所述净化模块组件两侧，利于布置多个所述净化模块4，实现净水表流湿地系统羽状布水，这可改善传统湿地系统只有一处布水所引起的湿地前段处理负荷过大、中后段处理负荷不足的湿地处理负荷均衡性问题。

参考图1，根据需要所述净化模块组件可以包括多个净化模块4，且多个所述净化模块4并列布置；各个所述净化模块4可以通过对应所述的过水开关8和引水配水开关5独立控制，故可以根据可用的地形条件灵活布置所述净化模块4数目。设置所述净化模块组件前，应该先研究预设区域的风向资料，分析确定夏季预设区域的主导风向；再根据水质处理要求及所述净化模块组件占地面积，制定所述净化模块组件表面负荷，确定所述净化模块组件进出水流量及停留时间。另外，可根据预设区域形状特征，将所述净化模块组件的净化模块4设置为矩形，还可以在所述净化模块4内设置隔堤44，使得所述净化模块4构建成S型。

为了提高通风效果，各个所述通风沟41相互平行，且所述通风沟41长度方向平行于所述净化模块4区域的夏季主导风向。所述通风沟41宽度不小于3.0m，深度一般在1.5m左右，见图1。

参考图1，各个所述配水沟42可以平行，也可以不平行。所述配水沟42的宽度一般不小于2.0m，深度一般在1.5m左右；为提高所述过水腔6的使用寿命，以及确保净化效果，所述配水沟42设有护岸，且护岸为土坡结构，土坡结构采用放坡型式。

如图1所示，在所述的通风沟41和配水沟42中均种植有沉水植物101。所述湿地单元43中种植有挺水植物102。所述挺水植物102主要是根系发达的芦苇。所述湿地单元43面积一般不小于500㎡，且不大于2000㎡，所述湿地单元43内水深一般在0.3m～0.5m。由于每个所述净化模块4中有多个所述湿地单元43，故所述湿地单元43面积相对比较小。由于所述湿地单元43面积较小，且相邻两个所述湿地单元43之间布置有所述配水沟42和通风沟41，从而有利于所述湿地单元43中植物利用光合作用对营养物质进行吸收，有利于增强水环境改善效果，并且利于挺水植物102植株的生长。同时，所述通风沟41长度方向平行于所述净化模块4区域的夏季主导风向，且所述配水沟42与所述通风河交叉，有利于增加系统的通风性，降低内部温度，利于挺水植物102植株的生长。挺水植物102植株的良好生长及系统通风性的增强，有利于降低挺水植物102倒伏，并有利于增强水环境改善效果，进而提高了湿地净化效率，并且也利于对所述净化模块4内部的管理和维护。

如图2所示，所述透水墙9由透水砾石墙91和设在所述透水砾石墙91顶面的硬质不透水结构92构成；所述硬质不透水结构92底部高于所述挺水植物的种植地高程。优选地，为了减少建造所述透水墙9用料，以及确保所述透水墙9牢固度，所述透水砾石墙91截面呈等腰梯形，所述硬质不透水结构92截面呈长方形。所述透水砾石墙91顶面宽度不小于2.5m，所述透水砾石墙91中砾石粒径为10～20cm。所述硬质不透水结构92可作为微生物所形成的生物膜的载体，所述透水砾石墙91可在冬季起到保温效果，特别越接近底部的部分所述透水砾石墙91可在冬季起到保温效果，进而可降低冬季低温对生物膜活性的影响。

优选地，所述引水模块1包括引水装置11和T型管12，所述引水装置11一端与外部需净化水系相连，其另一端与所述T型管12的主管相连，所述T型管12的一个侧管与所述进水渠2相连，另一个侧管与所述出水渠3相连。所述引水装置11可以是引水泵或自引管。当打开所述进水渠2与所述引水模块1连接处的所述引水配水开关5，以及所述出水渠3与所述引水模块1连接处的所述引水配水开关5时，所述进水渠2与所述出水渠3连通，见图1.

另外，为提高所述过水腔6的使用寿命，以及确保净化效果，在所述过水腔6内壁设有硬质或土质护层。

所述的进水渠2和出水渠3均与下游处理设备相连。参考图1，使用时，当需要调度水经所述进水渠2进入所述净化模块4，再从所述净化模块4进入所述出水渠3时，只需打开所述进水渠2与所述引水模块1连接处的所述引水配水开关5和过水开关8；同时，关闭所述出水渠3与所述引水模块1连接处的所述引水配水开关5即可。当透水墙9发生堵塞时，只需打开相应所述出水渠3与所述引水模块1连接处的所述引水配水开关5和过水开关8；同时，关闭相应所述进水渠2与所述引水模块1连接处的所述引水配水开关5；这样水会经所述出水渠3进入所述净化模块4，再从所述净化模块4进入所述进水渠2，然后从所述进水渠2流入下游处理设备；在水从所述出水渠3流入所述净化模块4，以及从所述净化模块4流入所述进水渠2时，水能够对透水墙9起到反冲洗作用，达到清除堵塞所述透水墙9的透水孔隙的障碍物目的，从而提高了系统净水效果。

利用本复合型净水表流湿地系统布局净化外部需要净化水体，该外部需要净化水体的SS、NH3-N、TP平均浓度分别为95mg/L、1.65mg/L、0.36mg/L，经所述进水渠2处理，所述进水渠2向所述净化模块4输入水的SS、NH3-N、TP平均浓度分别为68mg/L、1.37mg/L、0.27mg/L，经计算去除率分别为28％、17％、25％，经所述净化模块4处理，所述净化模块4向所述出水渠3输入水的SS、NH3-N、TP平均浓度分别为35mg/L、0.68mg/L、0.13mg/L，经计算去除率分别为35％、42％、39％，经所述出水渠3处理，所述出水渠3输出水的SS、NH3-N、TP平均浓度分别为25mg/L、0.57mg/L、0.11mg/L，经计算去除率分别为11％、7％、6％，可见净化效果比较好。

综上所述，本发明提供一种复合型净水表流湿地系统，由于所述的进水渠2和出水渠3分别位于所述净化模块组件两侧；所述的进水渠2和出水渠3分别包括一过水腔6，所述过水腔6外平行设有多个各自独立的透水腔7，每个所述透水腔7均与所述过水腔6分别通过第一共墙相连；所述净化模块组件的每个所述净化模块4至少部分与相应所述透水腔7通过第二共墙相连；只要打开相应所述的引水配水开关5和过水开关8就能够改变进出水水流方向，实现了对所述透水墙9进行反冲洗，能够清除堵塞所述透水墙9的透水孔隙的障碍物，从而提高了系统净水效果。另外，所述净化模块4由多条通风沟41和多条配水沟42分隔成多个湿地单元43，且所述通风沟41与所述配水沟42相交；所述通风沟41长度方向平行于所述净化模块4区域的夏季主导风向；所述通风沟41可以起到通风作用，同时能够降低所述湿地单元43内温度，从而有效改善植物倒伏率，提高了净化效果。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种复合型净水表流湿地系统，包括引水模块(1)、进水渠(2)、出水渠(3)和净化模块组件，其特征在于，所述的进水渠(2)和出水渠(3)分别位于所述净化模块组件两侧；所述的进水渠(2)和出水渠(3)的一端均与引水模块(1)相连通，且所述的进水渠(2)和出水渠(3)与引水模块(1)连接处分别设有引水配水开关(5)；所述的进水渠(2)和出水渠(3)分别包括一过水腔(6)，所述过水腔(6)外平行设有多个各自独立的透水腔(7)，每个所述透水腔(7)均与所述过水腔(6)分别通过第一共墙相连，且所述第一共墙设有至少一个过水开关(8)；所述净化模块组件包括至少一个净化模块(4)，每个所述净化模块(4)至少部分与相应所述透水腔(7)通过第二共墙相连，且所述第二共墙为透水墙(9)；所述净化模块(4)由多条通风沟(41)和多条配水沟(42)分隔成多个湿地单元(43)，且所述通风沟(41)与所述配水沟(42)相交；所述通风沟(41)长度方向平行于所述净化模块(4)区域的夏季主导风向。

2.根据权利要求1所述的一种复合型净水表流湿地系统，其特征在于：所述净化模块组件包括多个净化模块(4)，且所有所述净化模块(4)并联布置。

3.根据权利要求1所述的一种复合型净水表流湿地系统，其特征在于：各个所述通风沟(41)相互平行，且所述通风沟(41)宽度不小于3.0m。

4.根据权利要求1所述的一种复合型净水表流湿地系统，其特征在于：所述的通风沟(41)和配水沟(42)中均种植有沉水植物(101)。

5.根据权利要求1所述的一种复合型净水表流湿地系统，其特征在于：所述湿地单元(43)中种植有挺水植物(102)。

6.根据权利要求5所述的一种复合型净水表流湿地系统，其特征在于：所述透水墙(9)由透水砾石墙(91)和设在所述透水砾石墙(91)顶面的硬质不透水结构(92)构成；所述硬质不透水结构(92)底部高于所述挺水植物(102)的种植地高程。

7.根据权利要求6所述的一种复合型净水表流湿地系统，其特征在于：所述透水砾石墙(91)截面呈等腰梯形，所述硬质不透水结构(92)截面呈长方形。

8.根据权利要求7所述的一种复合型净水表流湿地系统，其特征在于：所述透水砾石墙(91)顶面宽度不小于2.5m，所述透水砾石墙(91)中砾石粒径为10～20cm。

9.根据权利要求1所述的一种复合型净水表流湿地系统，其特征在于：所述引水模块(1)包括引水装置(11)和T型管(12)，所述引水模块(11)一端与外部需净化水系相连，其另一端与所述T型管(12)的主管相连，所述T型管(12)的一个侧管与所述进水渠(2)相连，另一个侧管与所述出水渠(3)相连。

10.根据权利要求1所述的一种复合型净水表流湿地系统，其特征在于：所述过水腔(6)内壁设有硬质或土质护层。