CN105858901A - 一种预加工插合式组合人工湿地系统 - Google Patents

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曹冲
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Abstract

本发明公开了一种预加工插合式组合人工湿地系统，包括依次连接的进水分布管、湿地系统处理区和出水收集管，所述湿地系统处理区包括多个由模块化湿地槽串联组合而成的处理单元，每个处理单元均与进水分布管上的一个出水口对应连接，处理单元的出水口则与出水收集管汇总连接；所述模块化湿地槽中设置有穿孔布水隔板，将模块化湿地槽分隔为依次连接的进水分布区、湿地槽处理区和出水收集区。本发明避免了人工湿地发生堵塞时导致的整体停止运行，通过局部改造可以减少大量人力物力，提高了人工湿地系统的运行稳定性；避免了传统人工湿地容易出现的底部开裂渗漏现象，减小了对周边环境的负面影响。

Description

一种预加工插合式组合人工湿地系统
技术领域
本发明是一种污(废)水处理的系统装置，属于污水处理装置制造的技术领域。
背景技术
人工湿地作为一种新型生态污水处理技术，由于具有投资省、运行费用低、操作简便、处理效果好等诸多优势，在各类有机污(废)水的处理及微污染水体的生态修复中得到了迅速的发展和推广应用。
人工湿地利用湿地基质、微生物和植物的联合作用，实现对污染物的去除。在长期运行过程中，人工湿地存在局部堵塞、水流分布不均、基质吸附饱和导致处理率低下等问题。传统人工湿地一旦发生以上问题，则不得不停止运行、进行反洗，甚至需要将整个湿地的填料、植物全部挖出更换。这样不仅消耗大量人力物力，十分不经济，还会影响人工湿地系统的稳定运行。此外，人工湿地一般采取铺设土工布、浇筑混凝土等施工方式，但是由于湿地面积较大，整体施工往往易导致开裂渗漏，污染地下水，且在施工过程中对周边环境造成负面影响。这些问题成为湿地技术发展的瓶颈，限制了人工湿地技术的进一步推广和应用。
本发明针对人工湿地污水处理技术存在的以上问题，提出一种预加工的插合式组合人工湿地系统。
发明内容
技术问题：本发明提供一种预加工插合式组合人工湿地系统，避免了人工湿地发生堵塞时导致的整体停止运行，通过局部改造可以减少大量人力物力，提高了人工湿地系统的运行稳定性；避免了传统人工湿地容易出现的底部开裂渗漏现象，减小了对周边环境的负面影响。
技术方案：本发明的预加工插合式组合人工湿地系统，包括依次连接的进水分布管、湿地系统处理区和出水收集管，所述湿地系统处理区包括多个由模块化湿地槽串联组合而成的处理单元，每个处理单元均与进水分布管上的一个出水口对应连接，处理单元的出水口则与出水收集管汇总连接；所述模块化湿地槽中设置有穿孔布水隔板，将模块化湿地槽分隔为依次连接的进水分布区、湿地槽处理区和出水收集区。
进一步的，本发明中，所述模块化湿地槽处理区由上中下三层基质构成，分别为上层基质层，中层基质层，下层基质层，所述中层基质层和下层基质层填充砾石、沸石或煤渣，所述上层基质层填充土壤或细沙，并在上层基质层中栽种有湿地植物。
进一步的，本发明中，所述穿孔布水隔板的开孔率为40～60％，孔眼大小为
进一步的，本发明中，所述处理单元中，前一个模块化湿地槽的出水橡胶软管插入到后一个模块化湿地槽的进水橡胶软管中，实现前后相邻的模块化湿地槽的管路连接；所述模块化湿地槽上分别设置有固定柱和固定槽，前后相邻的模块化湿地槽通过固定柱与固定槽的插接来实现固定连接。
本发明具体的实例中，模块化湿地槽的外观尺寸为长1.5m×宽0.5m×高0.5m，用混凝土浇注成模块化湿地槽，混凝土预制湿地槽的厚度和强度满足要求，避免湿地运行中的开裂导致的污水渗漏；在模块化湿地槽的进水区的前端混凝土外墙上距底部0.4m处预留直径10cm的圆孔，在圆孔上装上橡胶软管，同时在湿地槽出水区末端的混凝土外墙距底部0.4m处预留直径9cm的圆孔，并在圆孔上安装10cm长的橡胶软管，湿地槽末端的橡胶软管刚好能够插入湿地槽前端的橡胶软管中，做好湿地槽末端的橡胶软管、湿地槽前端橡胶软管与混凝土外墙以及湿地槽末端的橡胶软管和湿地槽前端的橡胶软管之间的防渗漏措施；在模块化湿地槽的进水分布区的后端设置进水穿孔布水隔板，均匀分布进入湿地的污水；在模块化湿地槽的出水收集区的前端设置出水穿孔布水隔板，能够均匀收集出水。
进一步的，本发明的优选方案中，所述模块化湿地槽进水分布区填充一定粒径的沸石或砾石，使污水能够均匀进入湿地槽处理区；所述模块化湿地槽出水分布区填充合适粒径的沸石或砾石，能够保证处理后的水均匀的由出水区排出。所述模块化湿地槽处理区由上中下三层基质构成，分别为上层基质层、中层基质层、下层基质层，所述上层基质层深15cm，可根据实际的处理对象填充粒径较小的土壤或者细沙，例如土壤较适宜植物的生长而细沙在湿地运行中较不容易堵塞，并在上层基质层中栽种合适的植物，常见的湿地植物油黄菖蒲、花叶芦竹、香蒲等；所述中层基质层15cm，根据湿地要处理的对象填充粒径中等的基质，例如要处理的污水中含有较高水平的氨氮，可以填充较多的沸石以增强去除效果，或者污水中磷含量较高也可以考虑填充除磷材料钢渣等；所述下层基质层厚度15cm，填充粒径较大 的基质如砾石、炉渣等，也可根据实际需要填充合适的基质材料。
进一步的，本发明的优选方案中，所述处理单元中，前一个模块化湿地槽的出水橡胶软管插入到后一个模块化湿地槽的进水橡胶软管中，实现前后相邻的模块化湿地槽的管路连接；所述模块化湿地槽上分别设置有固定柱(长30mm×宽30mm×高50mm)和固定槽，前后相邻的模块化湿地槽通过固定柱与固定槽的插接来实现固定连接。
本发明组合人工湿地系统中，湿地系统处理区需要的模块化湿地槽的数量可计算得到，可以灵活的应对各种不同的处理要求，具有较大的适应性。具体方法为，根据人工湿地要处理污水的水量和水质以及要达到的水质要求来计算组合湿地系统的总面积，用湿地系统的总面积除以湿地槽的面积得出需要的模块化湿地槽的数量。
本发明中的人工湿地组合系统局部发生堵塞时，只需拿出发生堵塞的部分模块化湿地槽，对其进行反冲洗或者重新填充新的基质，而且不需消耗大量的人力、财力，很好的解决了传统型人工湿地建成后一旦发生堵塞问题就很难处理的难题，从而能够做到在应对湿地堵塞时对整个人工湿地系统的影响最小；该发明中运用的小型化的模块湿地槽可以在加工工厂用混凝土预制，集中批量生产，然后再运送到需要的区域，而且模块化的湿地槽安装较方便，避免了传统人工湿地以其大面积、现场施工对周边环境造成的负面作用，同时模块湿地槽以其小型化混凝土制作而成的特点，很好的减少了大块混凝土容易开裂的问题，即便湿地槽在使用中发生开裂现象，也比较容易更换新的湿地槽，很好的避免因湿地墙体开裂而导致的污水泄露污染地下水的问题。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明中的湿地系统由多个预加工模块化湿地槽组装而成，当该湿地系统局部发生堵塞时，只需更换发生堵塞的湿地槽，避免了传统人工湿地系统的整体更换，最大程度的减少了对运行过程的不利影响，而且与传统人工湿地更换基质耗时较多相比，大大缩短了湿地的适应期和启动期；
2、当湿地系统水流分布不均时，本发明中的模块化湿地槽设计易于调换不同位置的湿地槽或者更换水流不均的湿地槽改善湿地系统的水流状况，与传统人工湿地相比，能方便有效的解决湿地中水流不均的问题，增加了湿地运行的稳定性。
3、湿地槽因其预加工模块化的特点，可在生产工厂集中批量预加工完成，有效的解决了传统湿地大规模的施工引起周边环境的恶化的问题，而且该湿地槽尺寸相对较小，安装和更换等维护措施较方便进行；
4、本发明中的模块化湿地槽的设计易于填料的更换，也可根据不同进水水质放置不同功能性填料，解决了填料饱和后水质变差的难题。
附图说明
图1为本发明的预加工插合式人工湿地系统平面布置示意图；
图2为模块化湿地槽的平面布置示意图；
图3为模块化湿地槽的立面示意图；
图4为相邻的模块化湿地槽固定柱与插槽的插合方式的立面示意图；
图5为模块化湿地槽末端出水口和进水口立面示意图；
图6为模块化湿地槽中基质的填充方式示意图；
图7为穿孔布水隔板的穿孔示意图。
图中有：湿地系统处理区1，模块化湿地槽2，进水分布管3，出水收集管4，湿地槽处理区2-1，进水橡胶软管2-2，出水橡胶软管2-3，进水分布区2-4，出水收集区2-5，穿孔布水隔板2-6，固定柱2-7-1，固定槽2-7-2，上层基质层4-1，中层基质层4-2，下层基质层4-3。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明作进一步的说明。
本发明为一种预加工的插合式组合人工湿地系统，其特征在于，该组合人工湿地系统包括依次连接的进水分布管3、湿地系统处理区1和出水收集管4，所述的湿地系统处理区1是多个预加工模块化湿地槽2串联组装而成；根据要处理的污水水量和水质计算出湿地系统处理区1的总面积，进而根据湿地系统处理区1总面积除以模块湿地槽2面积计算而出所需模块化湿地槽2数目。进水分布管3包括进水总管和支管，污水先由总管进入，之后再通过各支管流入湿地；出水收集管4包括出水收集总管和出水收集支管，湿地出水先由与模块化湿地槽连接的出水收集支管，再经过出水收集总管排出。
在本发明中，所述模块化湿地槽2中设置有穿孔布水隔板2-6将模块化湿地槽2分隔为进水分布区2-4、湿地处理区2-1和出水收集区2-5；本实施例中，模块化湿地槽2的外观尺寸为长1.5m×宽0.5m×高0.5m，用混凝土浇注成模块化湿地槽2，混凝土预制湿地槽的厚度和强度满足要求，避免湿地运行中的开裂导致的污水渗漏；在模块化湿地槽2进水区前端混凝土墙上距底部0.4m处预留直径10cm的圆孔，在圆孔上装上橡胶软管2-2，同时在湿地槽出水区后端的混凝土外墙距底部0.4m处预留直径9cm的圆孔，并在圆孔上安装10cm长的橡胶软管2-3，橡胶软管2-3刚好能够插入橡胶软管2-2中，做好橡胶软管2-2、橡胶软管2-3与混凝土外墙结合处和橡胶软管2-2、橡胶软管2-3之间的防渗漏措施。
本发明中，所述的模块湿地槽2的进水分布区2-4填充一定粒径的沸石或砾石，使污水能够均匀进入湿地槽处理区2-1；穿孔布水隔板2-6的开孔率在40～60％左右，孔眼大小为(可视湿地填料基质的粒径确定)；模块化湿地槽出水分布区2-5填充合适粒径的沸石或砾石，能够保证处理后的水均匀的由出水区2-5排出。模块化湿地槽处理区2-1根据填充的基质的粒径不同分为上中下三部分，上层基质层4-1深15cm，可根据实际的处理对象填充粒径较小的土壤或者细沙，例如土壤较适宜植物的生长而细沙在湿地运行中较不容易堵塞；中层基质层4-2厚15cm，根据湿地要处理的对象填充粒径中等的基质，例如要处理的污水中含有较高水平的氨氮，可以填充较多的沸石以增强去除效果，或者污水中磷含量较高也可以考虑填充除磷材料钢渣等；下层基质层4-3厚度15cm，填充粒径较大的基质如砾石、炉渣等，也可根据实际需要填充合适的基质材料。模块化湿地槽2的上层基质4-1中栽种湿地植物，可根据湿地系统要处理的对象确定合适植物种类，还可参照当地的气候条件优选出植物，例如常见的湿地植物黄菖蒲、花叶芦竹、香蒲等。
本发明中所述的预加工插合式人工湿地系统，其特征在于，所述处理单元中，前一个模块化湿地槽2的出水橡胶软管2-3插入到后一个模块化湿地槽2的进水橡胶软管2-2中，实现前后相邻的模块化湿地槽2的管路连接；所述模块化湿地槽2上分别设置有固定柱2-7-1和固定槽2-7-2，前后相邻的模块化湿地槽2通过固定柱2-7-1与固定槽2-7-2的插接来实现固定连接。在本实例中，模块化湿地槽2后端固定柱2-7-1的外观尺寸为长30mm×宽30mm×高50mm，模块化湿地槽2前端固定槽2-7-2外观尺寸为长30mm×宽30mm×高50mm。
上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种预加工的插合式组合人工湿地系统，其特征在于，该系统包括依次连接的进水分布管(3)、湿地系统处理区(1)和出水收集管(4)，所述湿地系统处理区(1)包括多个由模块化湿地槽(2)串联组合而成的处理单元，每个处理单元均与进水分布管(3)上的一个出水口对应连接，处理单元的出水口则与出水收集管(4)汇总连接；所述模块化湿地槽(2)中设置有穿孔布水隔板(2-6)，将模块化湿地槽(2)分隔为依次连接的进水分布区(2-4)、湿地槽处理区(2-1)和出水收集区(2-5)。
2.根据权利要求1所述的预加工插合式组合人工湿地系统，其特征在于，所述模块化湿地槽处理区(2-1)由上中下三层基质构成，分别为上层基质层(4-1)，中层基质层(4-2)，下层基质层(4-3)，所述中层基质层(4-2)和下层基质层(4-3)填充砾石、沸石或煤渣，所述上层基质层(4-1)填充土壤或细沙，并在上层基质层(4-1)中栽种有湿地植物。
3.根据权利要求1所述的预加工插合式组合人工湿地系统，其特征在于，所述穿孔布水隔板(2-6)的开孔率为40～60％，孔眼大小为
4.根据权利要求1、2或3所述的预加工插合式组合人工湿地系统，其特征在于，所述处理单元中，前一个模块化湿地槽(2)的出水橡胶软管(2-3)插入到后一个模块化湿地槽(2)的进水橡胶软管(2-2)中，实现前后相邻的模块化湿地槽(2)的管路连接；所述模块化湿地槽(2)上分别设置有固定柱(2-7-1)和固定槽(2-7-2)，前后相邻的模块化湿地槽(2)通过固定柱(2-7-1)与固定槽(2-7-2)的插接来实现固定连接。
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