CN106698668A - 一种虹吸式人工湿地出水水位调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于人工湿地出水调节技术领域，具体公开了一种虹吸式人工湿地出水水位调节装置。本发明包括：出水井和虹吸管；通过分隔墙将出水井分为两个部分，两个部分为出水井A和出水井B，通过虹吸管联通出水井A和出水井B；出水井还包括总出水管和湿地单元出水管；所述湿地单元出水管高于另一侧所述总出水管；虹吸管在出水井A中的湿地单元出水端高于在出水井B中的总出水端；虹吸管上设有可调节的气孔。本发明通过调节气孔的开合来适应不同人工湿地的水位，提供不同的水力负荷条件，提高了人工湿地的运行效率。本发明结构简单，材料易得，整体控制便易，施工难度和成本较低。
Description
技术领域
本发明属于人工湿地出水调节技术领域，具体涉及一种用于人工湿地虹吸式出水水位调节装置。
背景技术
人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制的投入到经人工建造的湿地上，污水与污泥沿一定方向流动的过程中，利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。
现在成熟的人工湿地，包括表流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。一般人工湿地的建设可以分为布水系统、湿地处理单元和出水(集水)系统。其中，布水系统的作用是将待处理污水有规划的排放进湿地；湿地处理单元承担主要的污染物去除功能；而出水(集水)系统则是将处理后的污水进行统一收集排放进天然水体或者回收再利用，同时，部分出水系统还兼具调节人工湿地水位的作用。
人工湿地进水的水位是基本保持不变的，因而为了水在床体内以推流的形式流动，须对床体中的水位加以控制。对于目前应用较多的潜流湿地系统而言，水位控制有如下几个基本要求：①当系统接纳最大设计流量时，其进水端不能出现雍水现象以防发生地表流；②当系统接纳最小设计流量时，能保证人工湿地正常运行，使其不因缺水而影响功能；③有利于植物的生长，床中水面浸没植物根系的深度应尽可能地均匀。为达成上述目标，人工湿地出水水位的调节作用至关重要。
针对人工湿地的出水情况，为了降低投资成本，如何通过合理的出水调节设计，对出水水量、流速进行调节，达到量化调控的目的；实际应用需解决的问题如下：(1)出水调节装置设计简单性、易于维护、施工方便，无需配电供应。(2)出水调节装置内，拦截杂质问题，防止后续出水管道设施大量杂质沉积，造成堵塞，影响水利条件。(3)出水调节装置对人工湿地水位调节灵活，满足不同水位的适用要求。(4)出水调节装置节能降耗，适合不同人工湿地的复杂情况。现有技术还不能较好地解决上述问题，因此，需要研制一种能够满足上述要求的用于人工湿地的出水调节设备。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，提供了一种虹吸式人工湿地出水水位调节装置，本发明用于人工湿地污水处理的水位调节，该装置包括出水井和虹吸管两部分，利用分隔墙将出水井分成两部分，通过虹吸管联通这两部分，利用虹吸管上气孔的开闭调节出水井两侧水位，从而达到灵活调节人工湿地水位的作用，进而调节人工湿地单元运行水位，提供不同的水力负荷条件，提高人工湿地的运行效率。本发明结构简单，材料易得，整体控制便易，施工难度和成本较低。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
本发明提供了一种虹吸式人工湿地出水水位调节装置，包括；
出水井和虹吸管；
通过分隔墙将出水井分为两个部分，两个部分为出水井A和出水井B，通过虹吸管联通出水井A和出水井B；
出水井还包括总出水管和湿地单元出水管；
所述湿地单元出水管高于另一侧所述总出水管；
虹吸管在出水井A中的湿地单元出水端高于在出水井B中的总出水端；
虹吸管上设有气孔。
进一步地，所述出水井还包括出水井外墙7。
更进一步地，所述出水井外墙7高度≤3m。
进一步地，所述出水井的井口设计为圆形或近圆形。
更进一步地，所述出水井的井口直径为2±0.4m，优选2m。
更进一步地，所述总出水管和湿地单元出水管分别设在两侧的水井外墙上。
进一步地，所述分隔墙设于出水井正中位置。
更进一步地，所述分隔墙的墙顶距离出水井顶端为80±5cm。
进一步地，所述分隔墙垂直于水井外墙两侧上设有的总出水管和湿地单元出水管。
进一步地，所述虹吸管为倒U型管。
更进一步地，所述虹吸管管径为110±10mm。
更进一步地，所述虹吸管为PVC管。
进一步地，所述湿地单元出水管的管口高于所述总出水管的管口。
更进一步地，所述湿地单元出水管的管口低于湿地单元出水管。
进一步地，所述气孔为可调节气孔。
进一步地，所述虹吸管外壁上设有水位感应器。
更进一步地，所述水位感应器设在所述湿地单元出水管端。
更进一步地，所述气孔的开闭通过水位感应器调节。
本发明的工作过程是：
本发明虹吸式人工湿地出水水位调节装置工作时，人工湿地出水自湿地单元出水管中流出后，首先流入分隔墙右侧出水井A，由于分隔墙左侧出水井B水位低于出水井A，水流在虹吸作用下经由倒U型虹吸管流入出水井B，然后通过总出水管流出出水井，此时人工湿地运行水位与湿地单元出水管高度一致。当湿地运行水位发生变化时，可通过水位感应器感应后调节虹吸管顶端的气孔。当湿地运行水位需要提高时，水位感应器打开虹吸管顶端的气孔，使虹吸作用停止，在出水井A水位到达设置水位时再通过水位感应器控制气孔关闭，再启动虹吸，水流在虹吸作用下经由倒U型虹吸管流入出水井B，然后通过总出水管流出出水井。当湿地运行水位需要降低时，反之亦然。本发明可以根据水位进行对应性感应和调整，控制灵活，运转高效。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
⑴本发明用于人工湿地污水处理的水位调节，该装置包括出水井和虹吸管两部分，利用分隔墙将出水井分成两部分，通过虹吸管联通这两部分，利用虹吸管上气孔的开闭调节出水井两侧水位，从而达到灵活调节人工湿地水位的作用。
⑵本发明作为人工湿地出水水位的一种调节措施，不仅可以满足人工湿地出水的常规设计需求，还可以通过人工湿地出水水位的灵活控制，进而调节人工湿地单元运行水位，提供不同的水力负荷条件，提高人工湿地的运行效率。
⑶本发明结构简单，材料易得，整体控制便易，施工难度和成本较低。相较于现有的人工湿地出水水位调节设计，本发明调节水位不再局限于有限的高度档位，可在0.5-2.2m水位范围内任意调节，灵活方便，进一步加强了对人工湿地运行的有效控制。
⑷本发明应用广泛，可适用于任何类型的人工湿地出水调节，可单独使用，亦可并连设计成多个人工湿地出水水位调节装置或调整各处理单元尺寸，用于其他污水处理方法的出水水位调节设计。
附图说明
图1示例性地示出了本发明整体结构示意图；
图2示例性地示出了本发明出水井结构示意图；
图3示例性地示出了虹吸管结构示意图。
图1-图3中所示的附图标记如下：1、出水井；2、虹吸管；3、分隔墙；4、总出水管；5、湿地单元出水管；6、气孔；7、出水井外墙；8、水位感应器；9、出水井A；10、出水井B；11、总出水端；12、湿地单元出水端。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，但本发明的技术方案包含但不限于下述实施例的内容。
本发明一种虹吸式人工湿地出水水位调节装置，如图1-图3所示，包括：
出水井1和虹吸管2；
通过分隔墙3将出水井1分为两个部分，两个部分为出水井A9和出水井B10，通过虹吸管2联通出水井A9和出水井B10；
出水井1还包括总出水管4和湿地单元出水管5；
所述湿地单元出水管5高于另一侧所述总出水管4；
虹吸管2在出水井A9中的湿地单元出水端12高于在出水井B10中的总出水端11；
虹吸管2上设有气孔6，所述气孔6为可调节气孔6。
优选地，所述出水井1还包括出水井外墙7。
更加优选地，所述出水井外墙7高度≤3m。
更加优选地，所述出水井1的井口设计为圆形或近圆形。
更加优选地，所述出水井1的井口直径为2±0.4m，优选2m。
更加优选地，所述总出水管4和湿地单元出水管5分别设在两侧的水井外墙上；所述分隔墙3垂直于水井外墙两侧上的总出水管4和湿地单元出水管5。
更加优选地，所述分隔墙3设于出水井1正中位置。
更加优选地，所述分隔墙3为240砖砌墙。
更加优选地，所述分隔墙3的墙顶距离出水井1顶端为80±5cm。
更加优选地，所述虹吸管2为倒U型管。
更加优选地，所述虹吸管2管径为110±10mm。
更加优选地，所述虹吸管2为PVC管。
更加优选地，所述湿地单元出水管5的管口高于所述总出水管4的管口。
更加优选地，所述湿地单元出水管5的管口低于湿地单元出水管5。
更加优选地，所述虹吸管2外壁上设有水位感应器8。
更加优选地，所述水位感应器8设在所述湿地单元出水管5端。
更加优选地，所述气孔6的开闭通过水位感应器8调节。
实施例1
本发明虹吸式人工湿地出水水位调节装置调节人工湿地水位时，人工湿地出水自湿地单元出水管中流出后，首先流入分隔墙右侧出水井A，由于分隔墙左侧出水井B水位低于出水井A，水流在虹吸作用下经由倒U型虹吸管流入出水井B，然后通过总出水管流出出水井，此时人工湿地运行水位与湿地单元出水管高度一致。当湿地运行水位发生变化时，可通过水位感应器感应后调节虹吸管顶端的气孔。当湿地运行水位需要提高时，水位感应器打开虹吸管顶端的气孔，使虹吸作用停止，在出水井A水位到达设置水位时再通过水位感应器控制气孔关闭，再启动虹吸，水流在虹吸作用下经由倒U型虹吸管流入出水井B，然后通过总出水管流出出水井。
实施例2
本发明虹吸式人工湿地出水水位调节装置调节人工湿地水位时，人工湿地出水自湿地单元出水管中流出后，首先流入分隔墙右侧出水井A，由于分隔墙左侧出水井B水位低于出水井A，水流在虹吸作用下经由倒U型虹吸管流入出水井B，然后通过总出水管流出出水井，此时人工湿地运行水位与湿地单元出水管高度一致。当湿地运行水位需要降低时，水位感应器关闭虹吸管顶端的气孔，启动虹吸作用，使分隔墙右侧的出水井A中水流向分隔墙左侧的出水井B，当出水井B和出水井A水位平衡时，不再虹吸，通过总出水管放出出水井B中的水，使虹吸继续，直至出水井A中水位线低于人工湿地水位线时，通过湿地单元出水管放入人工湿地中的水，再次循环往复，通过水位感应器控制气孔关闭或启动，来控制虹吸，达到调整水位的目的。
本发明上述实施例不仅可以满足人工湿地出水的常规设计需求，还可以通过人工湿地出水水位的灵活控制，进而调节人工湿地单元运行水位，提供不同的水力负荷条件，提高人工湿地的运行效率。
本发明结构简单，材料易得，整体控制便易，施工难度和成本较低。相较于现有的人工湿地出水水位调节设计，本发明调节水位不再局限于有限的高度档位，可在0.5-2.2m范围内任意调节，灵活方便，进一步加强了对人工湿地运行的有效控制。
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，本发明具体实现方式不受上述方式的限制。本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种虹吸式人工湿地出水水位调节装置，其特征在于，包括：
出水井(1)和虹吸管(2)；
通过分隔墙(3)将出水井(1)分为两个部分，两个部分为出水井A(9)和出水井B(10)，通过虹吸管(2)联通出水井A(9)和出水井B(10)；
出水井(1)还包括总出水管(4)和湿地单元出水管(5)；
所述湿地单元出水管(5)高于另一侧所述总出水管(4)；
虹吸管(2)在出水井A(9)中的湿地单元出水端(12)高于在出水井B(10)中的总出水端(11)；
虹吸管(2)上设有气孔(6)。
2.根据权利要求1所述的虹吸式人工湿地出水水位调节装置，其特征在于，
所述出水井(1)还包括出水井外墙(7)；
所述出水井外墙(7)高度≤3m；
所述出水井(1)的井口设计为圆形或近圆形；
所述出水井(1)的井口直径为2±0.4m，优选2m。
3.根据权利要求2所述的虹吸式人工湿地出水水位调节装置，其特征在于，
所述总出水管(4)和湿地单元出水管(5)分别设在两侧的水井外墙(7)上。
4.根据权利要求2所述的虹吸式人工湿地出水水位调节装置，其特征在于，
所述分隔墙(3)垂直于水井外墙(7)两侧上的总出水管(4)和湿地单元出水管(5)。
5.根据权利要求1所述的虹吸式人工湿地出水水位调节装置，其特征在于，
所述分隔墙(3)设于出水井(1)正中位置；
所述分隔墙(3)的墙顶距离出水井(1)顶端为80±5cm。
6.根据权利要求1所述的虹吸式人工湿地出水水位调节装置，其特征在于，
所述虹吸管(2)为倒U型管；所述虹吸管(2)管径为110±10mm；所述虹吸管(2)为PVC管。
7.根据权利要求1所述的虹吸式人工湿地出水水位调节装置，其特征在于，
所述气孔(6)为可调节气孔。
8.根据权利要求1所述的虹吸式人工湿地出水水位调节装置，其特征在于，
所述湿地单元出水管(5)的管口高于所述总出水管(4)的管口；
所述湿地单元出水管(5)的管口低于湿地单元出水管(5)。
9.根据权利要求1所述的虹吸式人工湿地出水水位调节装置，其特征在于，
所述虹吸管(2)外壁上设有水位感应器(8)；
所述水位感应器(8)设在所述湿地单元出水管(5)端。
10.根据权利要求9所述的虹吸式人工湿地出水水位调节装置，其特征在于，
所述气孔(6)的开闭通过水位感应器(8)调节。
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