CN105540852B - 一种人工湿地基质集成化装填和铺设方法 - Google Patents

Abstract

一种人工湿地基质集成化装填和铺设方法，所述人工湿地由若干个模块通过串联、并联或串并联组合的方式组成，模块一位于进水端，每个模块包括立方体的框架，框架中沿水流方向依次设置有基质单元一、基质单元二和基质单元三，基质单元一和基质单元三的结构相同，均为上小下大的锲形结构，基质单元二为上大下小的锲形结构，卡在基质单元一和基质单元三之间，在各个模块内部的下表面上平行于水流方向一侧设置两组滑轮，基质单元一和基质单元三分别设置在一组滑轮上，使基质单元一与基质单元三在分别受到向左、向右的挤压时，向左、向右移动，本发明提供了人工湿地基质的集成化装填和铺设。

Description

一种人工湿地基质集成化装填和铺设方法

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，特别涉及一种人工湿地基质集成化装填和铺设方法，尤其适用于短期、应急污水处理和人口密度较低的农村中、小城镇污水处理。

背景技术

人工湿地是20世纪70年代末期发展起来的一种污水生物处理技术。该技术由于具有投资和运行费用低、维护管理方便等优点，特别适合资金和技术相对落后的农村地区。在我国农村环境集中治理这一大背景下，该技术得到了广泛的推广使用。然而，在实地运行过程中，人们发现该技术虽然具有维护管理方便的优点，但也具备明显的不可调控的缺点。除了系统的进水负荷外，管理人员能够调控的内容并不多。可调控性能差是目前大多数人工湿地运行失败，如出现基质堵塞的重要原因。据美国环保局对100多个运行中人工湿地的调查,有将近一半的湿地系统在投入使用后的5年内出现了堵塞问题,其水力传导系数降低,除污效果变差,运行寿命缩短，人工湿地的堵塞问题越来越成为其应用的障碍，人工湿地受堵塞后，国外通行的做法是让床体经过几个星期的停床休整来恢复部分渗透性，而轮休期的长短则取决于天气条件，但这类措施需要建造多个平行湿地，会大幅度增加湿地系统的投资费用。为提高人工湿地系统的运行灵活性和可调控性，对人工湿地进行模块化改造将是该技术未来的发展方向。本发明针对模块化人工湿地提出了一种针对松散湿地基质的集成化装填和铺设方法，有效的解决了基质现场装填过程繁琐，更换困难等技术难题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种人工湿地基质集成化装填和铺设方法，对传统人工湿地更换堵塞基质时工程量大、更换困难、更换时人工湿地需要停床等的缺陷具有显著改善。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种人工湿地基质集成化装填和铺设方法，所述人工湿地由若干个模块通过串联、并联或串并联组合的方式组成，模块一1位于进水端，每个模块包括立方体的框架12，框架12中沿水流方向依次设置有基质单元一3、基质单元二4和基质单元三5，基质单元一3和基质单元三5的结构相同，均为上小下大的锲形结构，基质单元二4为上大下小的锲形结构，卡在基质单元一3和基质单元三5之间，在各个模块内部的下表面上平行于水流方向一侧设置两组滑轮10，基质单元一3和基质单元三5分别设置在一组滑轮10上，使基质单元一3与基质单元三5在分别受到向左、向右的挤压时，向左、向右移动。

所述滑轮10的最顶点低于模块进水端底部。

所述基质单元一3、基质单元二4和基质单元三5自上而下均依次为填料块一6、填料块二7、填料块三8和填料块四9，每个基质单元最上方均设置有拉环一11，填料块一6、填料块二7、填料块三8和填料块四9中的填料粒径依次减小，各填料块上有独立的拉环二16，直接提拉基质单元的拉环将基质单元整体取出，或逐步提拉填料块的拉环，取出填料块。

更换基质单元时，先更换基质单元二4或者基质单元二4中的填料块。

更换基质单元时，将基质单元一3与基质单元三5先分别放在滑轮10上，再将基质单元二4插入基质单元一3与基质单元三5之间，在重力作用下，基质单元二4向下移动，并分别施加给基质单元一3与基质单元三5向左与向右的作用力，基质单元一3与基质单元三5在滑轮10的作用下，分别向左、向右微移，直至锲形基质单元二4完全插入基质单元一3与基质单元三5之间的空隙。

在水流方向上的相连两个模块之间以锁扣14连接，现场安装时，将相邻模块布设好，扳动锁扣14将相邻模块连接，整体转移人工湿地时，扳开锁扣14断开相邻模块间的连接。

所述基质单元一3与基质单元三5的结构宽度与模块进水以及出水端断面宽度一致，其结构高度与模块进水以及出水端断面高度一致，基质单元一3与基质单元三5的上表面长度为底面长度的一半，所述基质单元二4的表面长度为底面长度的2倍。

装填基质单元时，先将基质单元的框体17放入模块中相应位置，再往框体17内放填料块；或者将装填完填料块的基质单元直接放入模块中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明结构简单，安装方便，建设周期短，运行稳定，调试时间短，处理效果高。在人工湿地填料堵塞时，不必停床休整即可恢复其部分渗透性，更不必大规模地更换、开挖湿地填料，只需更换堵塞模块或者基质单元即可，大大减少了湿地运行维护费用。

本发明可实现现装现用，大大缩短人工湿地达到高处理效率的时间；人工湿地模块可整体转移，异地再建，不会永久占地；当湿地发生堵塞时，提拉填料块或者基质单元的拉环，将堵塞部分提出，换上新填料块或者基质单元；旧模块、基质单元及内填料，返厂后经维护、再生，可实现多次利用，避免资源浪费。

本发明实现了快速更换堵塞模块，延长人工湿地寿命，提高湿地处理效率，为人工湿地应用在人口较稀疏的农村中、小城镇及边远山区，提供了有利的实施方案。

附图说明

图1为发明基于的人工湿地的结构示意图。

图2为本发明的基质单元一结构示意图。

图3为本发明的基质单元二结构示意图。

图4为本发明的多个模块人工湿地结构示意图。

图5为本发明的处理水收集结构示意图。

图6为本发明的进水结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

一种人工湿地基质集成化装填和铺设方法，人工湿地由若干个相对独立可移动的模块通过串联、并联或串并联组合的方式组成，可根据处理需要，在施工现场快速进行横向或纵向任意组合连接，解决人工湿地建设周期长的不足。

如图1所示，模块一1位于进水端，其中，每个模块包括立方体的框架12，框架12中沿水流方向依次设置顶部带拉环一11的基质单元一3、基质单元二4和基质单元三5，其中，基质单元一3、基质单元二4和基质单元三5自上而下均依次为填料块一6、填料块二7、填料块三8和填料块四9，预处理后污水进入进水槽26，经布水墙27进入模块一1，依次通过基质单元一3、基质单元二4和基质单元三5后，经过溢水板22进入模块二2，溢水板22可使污水均匀渗透到模块二2的整个断面。如此，待处理污水顺各模块流动，最终流入位于最后一级模块后端的出水收集槽23。在水流方向上的相连两个模块之间以锁扣14连接，并设置有止水橡胶圈13，模块与模块之间不需要连接进出水管，从而减少土地资源的浪费。

基质单元一3和基质单元三5的结构相同，均为上小下大的锲形结构，如图2所示，填料块一6、填料块二7、填料块三8和填料块四9自下而上排列，且其中的填料粒径依次减小，例如，可以依次为：粒径大的填料块、较大的填料块、较小的填料块、黏土填料块。

基质单元二4为上大下小的锲形结构，如图3所示，卡在基质单元一3和基质单元三5之间。

基质单元一3、基质单元二4和基质单元三5均在在工厂内定制，其规格按照实际需求设定，填料块一6、填料块二7、填料块三8和填料块四9也是预先驯化所得，可大批量、工业化生产。

在基质单元与基质单元之间、基质单元与框架12之间以及填料块与填料块之间，均设置有人工布25，以阻断水在各缝隙之间流动。布水墙27和人工布25的设置，有利于使系统布水均匀，渗透断面面积大，最大程度发挥人工湿地处理功能。

在各个模块的内部的下表面上均设置有两组滑轮10，所述基质单元一3和基质单元三5分别设置在一组滑轮10上。

在基质单元一3、基质单元二4和基质单元三5的上表面上均种植有植被15。

现场安装时，在水流方向上的相连两个模块之间以锁扣14连接，现场安装时，将相邻模块布设好，扳动锁扣14将相邻模块连接，整体转移人工湿地时，扳开锁扣14断开相邻模块间的连接。

更换基质单元时，在各个模块内部的下表面上平行于水流方向一侧设置两组滑轮10，先将基质单元一3放在模块内部左侧的滑轮10上，再将基质单元二4插入基质单元一3与基质单元三5之间，在重力作用下，基质单元二4向下移动，并分别施加给基质单元一3与基质单元三5向左与向右的作用力，基质单元一3与基质单元三5在滑轮10的作用下，分别向左、向右微移，直至锲形基质单元二4完全插入基质单元一3与基质单元三5之间的空隙。

更换基质单元时，先更换基质单元二4或者基质单元二4中的填料块。直接提拉基质单元的拉环将基质单元整体取出，或逐步提拉填料块的拉环，取出填料块。

装填基质单元时，先将基质单元的框体17放入模块中相应位置，再往框体17内放填料块；或者将装填完填料块的基质单元直接放入模块中。

图4所示为一种组合方式，各个模块串联后再进行并联，进水经分流管道19分流到各个分支，出水再经合流管道20汇集。

图5、图6所示的人工湿地由2个独立的模块串联组成，模块一1位于始端，模块二2位于终端。模块一1与模块二2之间用锁扣14连接，并安装溢水板22和止水橡胶圈13，改善传统人工湿地封水性能差、污水处理效果不良的问题。

本发明中，当某个基质单元内填料发生堵塞时，只需更换发生堵塞的模块或者相应的基质单元或者填料块，更换出的部件回收再利用，节约资源，同时可大大减少工程量，整个装置拆卸简单，安装方便。在更换模块或基质单元的同时，人工湿地不需要停床，可连续运行，保证人工湿地的处理效率。

本发明中，基质单元、填料块均批量化生产，现场直接组拼填装，实现即装即用，施工时间短，且湿地污水处理效率高。

Claims (8)

1.一种人工湿地基质集成化装填和铺设方法，所述人工湿地由若干个模块通过串联、并联或串并联组合的方式组成，模块一(1)位于进水端，每个模块包括立方体的框架(12)，框架(12)中沿水流方向依次设置有基质单元一(3)、基质单元二(4)和基质单元三(5)，基质单元一(3)和基质单元三(5)的结构相同，均为上小下大的锲形结构，基质单元二(4)为上大下小的锲形结构，卡在基质单元一(3)和基质单元三(5)之间，其特征在于，在各个模块内部的下表面上平行于水流方向一侧设置两组滑轮(10)，基质单元一(3)和基质单元三(5)分别设置在一组滑轮(10)上，使基质单元一(3)与基质单元三(5)在分别受到向左、向右的挤压时，向左、向右移动。

2.根据权利要求1所述人工湿地基质集成化装填和铺设方法，其特征在于，所述滑轮(10)的最顶点低于模块进水端底部。

3.根据权利要求1所述人工湿地基质集成化装填和铺设方法，其特征在于，所述基质单元一(3)、基质单元二(4)和基质单元三(5)自下而上均依次为填料块一(6)、填料块二(7)、填料块三(8)和填料块四(9)，每个基质单元最上方均设置有拉环一(11)，填料块一(6)、填料块二(7)、填料块三(8)和填料块四(9)中的填料粒径依次减小，各填料块上有独立的拉环二(16)，直接提拉基质单元的拉环将基质单元整体取出，或逐步提拉填料块的拉环，取出填料块。

4.根据权利要求3所述人工湿地基质集成化装填和铺设方法，其特征在于，更换基质单元时，先更换基质单元二(4)或者基质单元二(4)中的填料块。

5.根据权利要求3所述人工湿地基质集成化装填和铺设方法，其特征在于，更换基质单元时，将基质单元一(3)与基质单元三(5)先分别放在滑轮(10)上，再将基质单元二(4)插入基质单元一(3)与基质单元三(5)之间，在重力作用下，基质单元二(4)向下移动，并分别施加给基质单元一(3)与基质单元三(5)向左与向右的作用力，基质单元一(3)与基质单元三(5)在滑轮(10)的作用下，分别向左、向右微移，直至锲形基质单元二(4)完全插入基质单元一(3)与基质单元三(5)之间的空隙。

6.根据权利要求1所述人工湿地基质集成化装填和铺设方法，其特征在于，在水流方向上的相连两个模块之间以锁扣(14)连接，现场安装时，将相邻模块布设好，扳动锁扣(14)将相邻模块连接，整体转移人工湿地时，扳开锁扣(14)断开相邻模块间的连接。

7.根据权利要求1所述人工湿地基质集成化装填和铺设方法，其特征在于，所述基质单元一(3)与基质单元三(5)的结构宽度与模块进水以及出水端断面宽度一致，其结构高度与模块进水以及出水端断面高度一致，基质单元一(3)与基质单元三(5)的上表面长度为底面长度的一半，所述基质单元二(4)的表面长度为底面长度的2倍。

8.根据权利要求1所述人工湿地基质集成化装填和铺设方法，其特征在于，装填基质单元时，先将基质单元的框体(17)放入模块中相应位置，再往框体(17)内放填料块；或者将装填完填料块的基质单元直接放入模块中。