CN105523640A

CN105523640A - 表流湿地与稳定塘复合型人工湿地水质净化系统及方法

Info

Publication number: CN105523640A
Application number: CN201610096543.7A
Authority: CN
Inventors: 李清源
Original assignee: HEFEI MUNICIPAL DESIGN INSTITUTE Co Ltd
Current assignee: HEFEI MUNICIPAL DESIGN INSTITUTE Co Ltd
Priority date: 2016-02-22
Filing date: 2016-02-22
Publication date: 2016-04-27

Abstract

本发明公开了一种表流湿地与稳定塘复合型人工湿地水质净化系统及方法，该系统包括表流湿地和稳定塘，表流湿地设有污水入口，所述污水流经所述表流湿地后流入所述稳定塘内；表流湿地和稳定塘之间设有栅栏，栅栏设有出水口，表流湿地的出水从栅栏的出水口流入稳定塘，栅栏的出水口高于稳定塘常水位至少0.3m。本发明能提升水质净化效果，水流过程中的三种过滤、拦截措施使得目标水体得到更彻底的净化；其次，本发明能在保障水质净化效果的基础上增加湿地的过水速度，全开放式的湿地系统，较少的阻水设置，使得水体在湿地内流动的更顺畅；最后，本发明既能降低前期建造成本，又便于后期管理维护，减少了常规人工湿地维护工作中大量的设备更换等措施。

Description

表流湿地与稳定塘复合型人工湿地水质净化系统及方法

技术领域

本发明涉及污水净化技术领域，特别涉及一种表流湿地与稳定塘复合型人工湿地水质净化系统及方法。

背景技术

近年来，随着城市化进程的加快，城市生产生活对城市主要水体的污染日益加重。以人工湿地的形式对初期雨水及污水做预处理后再汇入主要水体的水质净化技术近年来快速发展。且人工湿地的开发利用对生态文明建设具有极其重要的影响，对改善区域生态环境和保障社会经济持续发展具有重大意义。现有技术中人工湿地主要包括表流湿地、沟渠型湿地和潜流湿地。但是，表流湿地或沟渠型人工湿地对水质的净化功能不强，而潜流湿地虽然对水质的净化能力较强，但是其存在过水速度慢、前期建设构造复杂成本高、后期管理维护难等不足。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的技术目的在于提供一种表流湿地与稳定塘复合型人工湿地水质净化系统，改善现有技术中水质净化功能不强、过水速度慢、前期建设成本高、后期管理维护难等缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种表流湿地与稳定塘复合型人工湿地水质净化系统，包括表流湿地和稳定塘，所述表流湿地设有污水入口，所述污水流经所述表流湿地后流入所述稳定塘内；所述表流湿地和所述稳定塘之间设有栅栏，所述栅栏设有出水口，所述表流湿地的出水从所述栅栏的出水口流入所述稳定塘，所述栅栏的出水口高于所述稳定塘常水位至少0.3m；所述表流湿地的面积为S，所述表流湿地的单日进水量为V，所述表流湿地的水深为h，所述污水在所述表流湿地的停留时间为t，则S＝Vt/h。表流湿地内可以选择种植芦苇、水葱、香蒲等挺水植物。

进一步地，所述栅栏为木桩栅栏、水上汀步或滚水坝。

进一步地，所述栅栏为木桩栅栏，所述木桩栅栏包括致密部和出水部，所述表里湿地的出水从所述木桩栅栏出水部流入所述稳定塘。

进一步地，所述表流湿地的水深为0.3-0.5m；所述稳定塘为好氧塘，所述稳定塘的水深为0.5-1.5m。

进一步地，所述稳定塘内投放有滤食性鱼类、底栖动物、滤食性浮游动物和好氧微生物；所述滤食性鱼类为鲢鱼，所述底栖动物选自蚌、螺和虾类中的一种或多种，所述滤食性浮游动物为淡水枝角类；所述好氧微生物选自化能自养菌、醋酸菌、枯草芽孢杆菌和固氮菌中的一种或多种。

本发明还公开了表流湿地与稳定塘复合型人工湿地水质净化方法，包括以下步骤：

A.将待处理的地表初期雨水或污水引入表流湿地的污水入口；

B.所述待处理的地表初期雨水或污水流经所述表流湿地，进行水体的第一次净化；在本步骤中，污水经过沉积、利用其中的土壤、碎石的吸附，并且污水与挺水植物及植物根部的生物膜接触，通过物理、化学以及生物反应，使得目标水体得到初步净化。

C.第一次净化后的水流过栅栏，过滤固体悬浮物，进行水体的第二次净化，所述栅栏的出水口高于稳定塘常水位至少0.3m；栅栏可以过滤掉水中带出的枯枝落叶、生活垃圾等固体悬浮物，将水第二次净化。且栅栏可以控制表流湿地水面高程，保证表流湿地中水的保有量，保证表流湿地中水生植物的生长；同时，有利于固定表流湿地水底的底泥、碎石及挺水植物，以致不被冲走；最后，栅栏出水口比稳定塘常水位高出至少0.3m，使得表流湿地出水跌落至稳定塘，使得水流出时对稳定塘的冲击力和搅动力更大从而充分搅动水体，提升塘的溶氧量以及促进塘体各处水的交换，使得污水在稳定塘中净化的更彻底。

D.第二次净化后的水流入稳定塘中，进行水体的第三次净化；

进一步地，所述栅栏为木桩栅栏、水上汀步或滚水坝。

进一步地，所述步骤B中，所述表流湿地的水深控制在0.3-0.5m；所述稳定塘为好氧塘，所述步骤B中，所述稳定塘的水深控制在0.5-1.5m。在好氧塘中可以利用稳定塘水底的沉水植物的光合作用对水体加氧，同时，利用风力搅动水体溶解空气中的氧，促进水中的好氧微生物对水中有机污染物的生物净化作用，将水第三次净化。

进一步地，所述稳定塘内投放有滤食性鱼类、底栖动物、滤食性浮游动物和好氧微生物；所述滤食性鱼类为鲢鱼，所述底栖动物选自蚌、螺和虾类中的一种或多种，所述滤食性浮游动物为淡水枝角类；所述好氧微生物选自化能自养菌、醋酸菌、枯草芽孢杆菌和固氮菌中的一种或多种。投放滤食性鱼类、底栖动物及滤食性浮游动物，可以控制水中浮游藻类的数量，从而减少水中有机污染物的产生；添加好氧微生物，通过其生化作用对水中的有机物进行生物降解，以减少水中原有的有机污染物。进一步地，水质净化方法中还包括步骤E，所述步骤E中，所述第三次净化后的水从稳定塘净水出口排出，排出的的方式为管道接出排出方式或自溢流式排出方式。采用管道接出排出方式可以将净水输出至特定需要的地点，而采用自溢流式出水方式符合低影响开发建设理念，并且可以便于后期管养和降低建设成本。

本发明的有益效果：

本发明由于采用了上述结构和方法设计，具有以下有益效果：首先，本发明能提升水质净化效果，水流过程中的三种净化、过滤措施使得目标水体得到更彻底的净化；其次，本发明能在保障水质净化效果的基础上增加湿地的过水速度，全开放式的湿地系统，较少的阻水设置，使得水体在湿地内流动的更顺畅；最后，本发明既能降低前期建造成本，又便于后期管理维护，减少了常规人工湿地维护工作中大量的设备更换等措施。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1为本发明的一个较佳实施例的结构示意图。

图2为本发明栅栏的结构示意图。

图中，1表流湿地；11污水入口；12表流湿地水面；13表流湿地水底；2木桩栅栏；21木桩栅栏致密部；22木桩栅栏出水部；3稳定塘；31净水自溢流出口；32稳定塘水面

具体实施方式

如图1-图2所示，本发明表流湿地与稳定塘复合型人工湿地水质净化系统的一具体实施例，包括表流湿地1和稳定塘3，表流湿地1设有污水入口11，污水流经表流湿地1后通过栅栏2流入稳定塘3内；表流湿地1和稳定塘3之间设有栅栏2，稳定塘3设有净水自溢流出口31。表流湿地的面积为S，表流湿地的单日进水量为V，表流湿地的水深为h，所述污水在表流湿地的停留时间为t，则S＝Vt/h。本实施例中，栅栏2为木桩栅栏，木桩栅栏2包括致密部21和出水部22，图中所示h1为表流湿地的水深，其深度为0.3-0.5m，污水在表流湿地的停留时间t为4-8天；稳定塘3为好氧塘，图中所示h3为稳定塘的水深，其深度为0.5-1.5m；图中所示h2为木桩栅栏出水部22的最低处与稳定塘水面32的高度差，h2≥0.3m。表流湿地内可以选择种植芦苇、水葱、香蒲等挺水植物。

当然，在其他一些实施例中，稳定塘也可以采取管道接出直接将净水排到特定地点，甚至不设置净水出口，仅以稳定塘作为水流终点，目的为涵养地下水源，符合海绵城市的开发建设理念。

本发明的水质净化方法：如图1所示，图中箭头所指的方向为水流方向。

A.将待处理的地表初期雨水或污水引入表流湿地1的污水入口11；

B.待处理的地表初期雨水或污水流经所述表流湿地1，进行水体的第一次净化，通过控制木桩栅栏的致密部21的高度来控制表流湿地的水深h1为0.5-1.5m；在本步骤中，污水经过沉积、利用表流湿地1中的土壤、碎石的吸附等物理反应，并且污水与挺水植物及植物根部的生物膜接触吸收、藻类的吸收以及微生物的吸收及转化等生物反应，使得目标水体得到初步净化。

C.第一次净化后的水流过栅栏2，过滤固体悬浮物，进行水体的第二次净化；栅栏2可以过滤掉水中带出的枯枝落叶、生活垃圾等固体悬浮物，将水第二次净化，且可以通过栅栏2的高度控制表流湿地1水面高程，保证表流湿地中水的保有量，保证表流湿地中水生植物的生长。如图2所示，表流湿地水底13位于木桩栅栏致密部21，表流湿地水面12位于木桩栅栏出水部22。木桩栅栏致密部21用于阻挡水流，木桩栅栏出水部22便于多余的水流出，从而控制表流湿地水面高程。同时，设置栅栏有利于固定表流湿地水底的底泥及碎石，以致不被冲走；最后，栅栏抬升表流湿地水面高程，使得水流出时对稳定塘的冲击力和搅动力更大，提升塘的溶氧量以及促进塘体各处水的交换，使得污水在稳定塘中净化的更彻底。木桩栅栏出水部22的最低处与稳定塘3水面32的高度差为h2，h2≥0.3m。

D.第二次净化后的水流入稳定塘中，进行水体的第三次净化，稳定塘为好氧塘，稳定塘的水深h3为0.5-1.5m；在本步骤里，利用稳定塘水底的沉水植物的光合作用对水体加氧，同时，利用风力搅动水体溶解空气中的氧，促进水中的好氧微生物对水中有机污染物的生物净化作用，将水第三次净化。稳定塘内投放有滤食性鱼类鲢鱼、底栖动物蚌和螺，以及滤食性浮游动物淡水枝角类；还投放有好氧微生物化能自养菌、醋酸菌、枯草芽孢杆菌。投放滤食性鱼类、底栖动物及滤食性浮游动物，可以控制水中浮游藻类的数量，从而减少水中有机污染物的产生；添加好氧微生物，通过其生化作用对水中的有机物进行生物降解，以减少水中原有的有机污染物。

当然，在其他一些实施例中，投放滤食性鱼类、底栖动物、滤食性浮游动物及好氧微生物的种类可以根据当地的气候及水土条件进行适当的增减选择。

E.第三次净化后的水从稳定塘净水出口通过自溢流式排出。采用自溢流式出水方式符合低影响开发建设理念，并且可以便于后期管养和降低建设成本。在其他一些实施例中，采取管道接出直接将净水排到特定地点也是可行的。

当然，在其他一些实施例中，稳定塘也可以不设置净水出口，仅以稳定塘作为水流终点，目的为涵养地下水源，符合海绵城市的开发建设理念。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.一种表流湿地与稳定塘复合型人工湿地水质净化系统，其特征在于，包括表流湿地和稳定塘，所述表流湿地设有污水入口，所述污水流经所述表流湿地后流入所述稳定塘内；所述表流湿地和所述稳定塘之间设有栅栏，所述栅栏设有出水口，所述表流湿地的出水从所述栅栏的出水口流入所述稳定塘，所述栅栏的出水口高于所述稳定塘常水位至少0.3m；所述表流湿地的面积为S，所述表流湿地的单日进水量为V，所述表流湿地的水深为h，所述污水在所述表流湿地的停留时间为t，则S＝Vt/h。

2.根据权利要求1所述的表流湿地与稳定塘复合型人工湿地水质净化系统，其特征在于，所述栅栏为木桩栅栏、水上汀步或滚水坝。

3.根据权利要求2所述的表流湿地与稳定塘复合型人工湿地水质净化系统，其特征在于，所述栅栏为木桩栅栏，所述木桩栅栏包括致密部和出水部，所述表里湿地的出水从所述木桩栅栏出水部流入所述稳定塘。

4.根据权利要求1-3任一所述的表流湿地与稳定塘复合型人工湿地水质净化系统，其特征在于，所述表流湿地的水深为0.3-0.5m；所述稳定塘为好氧塘，所述稳定塘的水深为0.5-1.5m。

5.根据权利要求4所述的表流湿地与稳定塘复合型人工湿地水质净化系统，其特征在于，所述稳定塘内投放有滤食性鱼类、底栖动物、滤食性浮游动物和好氧微生物；所述滤食性鱼类为鲢鱼，所述底栖动物选自蚌、螺和虾类中的一种或多种，所述滤食性浮游动物为淡水枝角类；所述好氧微生物选自化能自养菌、醋酸菌、枯草芽孢杆菌和固氮菌中的一种或多种。

6.一种表流湿地与稳定塘复合型人工湿地水质净化方法，其特征在于，包括以下步骤：

B.所述待处理的地表初期雨水或污水流经所述表流湿地，进行水体的第一次净化；

C.第一次净化后的水流过栅栏，过滤固体悬浮物，进行水体的第二次净化，所述栅栏的出水口高于稳定塘常水位至少0.3m；

D.第二次净化后的水流入稳定塘中，进行水体的第三次净化。

7.根据权利要求6所述的表流湿地与稳定塘复合型人工湿地水质净化方法，其特征在于，所述栅栏为木桩栅栏、水上汀步或滚水坝。

8.根据权利要求6-7任一所述的表流湿地与稳定塘复合型人工湿地水质净化方法，其特征在于，所述步骤B中，所述表流湿地的水深控制在0.3-0.5m；所述稳定塘为好氧塘，所述步骤D中，所述稳定塘的水深控制在0.5-1.5m。

9.根据权利要求8所述的表流湿地与稳定塘复合型人工湿地水质净化方法，其特征在于，所述稳定塘内投放有滤食性鱼类、底栖动物、滤食性浮游动物和好氧微生物；所述滤食性鱼类为鲢鱼，所述底栖动物选自蚌、螺和虾类中的一种或多种，所述滤食性浮游动物为淡水枝角类；所述好氧微生物选自化能自养菌、醋酸菌、枯草芽孢杆菌和固氮菌中的一种或多种。

10.根据权利要求6或7任一所述的表流湿地与稳定塘复合型人工湿地水质净化方法，其特征在于，在所述步骤D后还包括步骤E.第三次净化后的水从稳定塘排出；所述步骤E中，所述第三次净化后的水从稳定塘净水出口排出的方式为管道接出排出方式或者自溢流式排出方式。