CN106745771A - 防堵塞人工潜流湿地及防堵方法 - Google Patents

防堵塞人工潜流湿地及防堵方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防堵塞人工潜流湿地，包括安装在潜流湿地两端渠道上的进出水闸门，且在两端渠道各安装有水管，所述的水管与花管的一端相连，所述的花管的另一端延伸到潜流湿地内部。当湿地运行一段时间发现有堵塞迹象时，通过渠道两端进出水闸门逆转水流方向，使水流方向与原方向相反；水流方向转换后，首先会将花管管孔堵塞物冲散，进而使附着在湿地填料原水流方向一侧的附着物(杂质、生物膜等)脱落；当再发现有堵塞迹象时，再次逆转水流方向。就这样周而复始的一直进行下去，湿地使用寿命可比单向运行延长数倍，甚至一劳永逸。

Description

防堵塞人工潜流湿地及防堵方法
技术领域
本发明涉及一种防堵塞人工潜流湿地技术，具体的涉及一种防堵塞人工潜流湿地及防堵方法。
背景技术
随着社会的发展，我国对环境污染问题，尤其是水污染问题越来越重视。而城市化进程和人口增长，污水排放量也随之增多，需要建造大量污水处理系统。因此一种污水处理量大、投资少、运营成本低、管理简单且具有景观效果的污水处理系统——人工潜流湿地被广泛推广应用。
人工潜流湿地系统基本结构及流程是：污水由布水渠经布水管进入湿地填料层和水生作物种植层，然后由收水管收集起来排入集水渠，最后排出湿地外。
人工潜流湿地系统基本结构及流程如(图1)所示。污水由布水渠1-1经布水管1-2进入湿地填料层1-3和水生作物种植层1-4，然后由收水管1-5收集起来排入集水渠1-6，最后排出湿地外。
由于潜流湿地运行成本低廉、管理方便简单、可以改善生态环境，具有较强的景观效果，因此，目前已成为全国各地深度处理生产生活污水并结合环境治理、生态建设、改善民生的首选措施。
但是，已经建成的或正在建设中的潜流湿地普遍存在着一个极其严重的问题——堵塞。已经建成的潜流湿地运行后少则四五年甚至两三年，最多不超过十年即因堵塞而不能正常运行直至停止运行。
每建造一亩潜流湿地，需投资25～30万元人民币，大多潜流湿地系统占地一般在几十亩、上百亩，每建造一处潜流湿地需投资几百万至几千万元。花费这样大的投资建造起来的湿地工程，运行不到十年就不能用了，是一种极大的资金浪费和资源浪费。已经堵塞的湿地如要修复的话，每亩又要投资十到二十万元，可用不了几年还是堵塞。这个问题至今没有引起设计方、建设方、运行管理方的足够重视。
由(图1)可以看出，以往的潜流湿地都是单向运行，也就是进入潜流湿地的污水始终都是朝一个方向流动，污水中的杂质以及污水在填料层中由于机械作用、化学作用、生物作用所产生的一些沉积物不可避免的被填料层截留，随着运行时间的延长越聚越多，最终将填料缝隙填满造成堵塞。这是湿地堵塞的主要原因之一。还有一个重要原因就是湿地末端收水管管孔堵塞。为了使湿地布水均匀，收水管必须做成花管(图2)，也就是在收水管2-1上钻打若干小孔2-2，通过这些小孔将水集中到收水管中，最后通过出水管2-3流出。因为这些进水孔直径一般只有20～50mm，污水源源不断的向这些小孔流动，掺杂在填料中的草屑、木屑、毛发等杂质随着水流源源不断地向这些小孔聚集，小于孔径的杂质可进入孔内随水漂出，而大于孔径的杂质则被挡在孔外，越聚越多，最终将进水孔完全堵塞。凡运行时间远远达不到设计年限而堵塞的潜流湿地大多是这个原因。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明就是提出一种解决由于以上两种原因造成人工潜流湿地堵塞难题的新思路、新方法、新设计、新措施。解决潜流湿地堵塞的基本原则：(1)不降低潜流湿地处理污水功效；(2)不增加建设成本；(3)不提高运行管理难度。解决潜流湿地堵塞的基本方法就是周期性变换潜流湿地水流方向，将单向运行改为双向运行，可有效减缓堵塞，大大延长湿地使用寿命。
本发明采用的技术方案如下：
防堵塞人工潜流湿地，包括安装在潜流湿地两端的布水渠和集水渠上的进出水闸门，且在所述的布水渠和集水渠各安装有水管，所述的水管与花管的一端相连，所述的花管的另一端延伸到潜流湿地内部。
进一步的，所述的两个水管对称的安装在潜流湿地两端。
进一步的，所述的两个花管对称的安装在潜流湿地两端。
进一步的，所述的水管的高度低于布水渠和集水渠的最高点。
进一步的，所述的水管既用于进水也用于出水。
进一步的，所述的花管既用于布水也用于收水。
进一步的，所述的布水渠和集水渠的功能可以相互交换，即两端渠道既可做布水渠也可做集水渠。
具体的防堵方法如下：
当湿地运行一段时间发现有堵塞迹象时，通过渠道两端进出水闸门逆转水流方向，使水流方向与原方向相反；水流方向转换后，首先会将花管管孔堵塞物冲散，进而使附着在湿地填料原水流方向一侧的附着物(杂质、生物膜等)脱落；当再发现有堵塞迹象时，再次逆转水流方向。就这样周而复始的一直进行下去，湿地使用寿命可比单向运行延长数倍，甚至一劳永逸。
进出水闸门逆转水流方向的方法如下：
开始时，打开左边的阀门，关闭右边的阀门，使水流从左到右流动，左边的是布水渠，右边的集水渠；当湿地运行一段时间发现有堵塞迹象时，关闭左边的阀门，打开右边的阀门，使水流从右到左流动，右边的是布水渠，左边的集水渠；当湿地再次发生堵塞迹象时，再次逆转水流方向；即打开左边的阀门，关闭右边的阀门，使水流从左到右流动，如此往复循环。
本发明的工作原理及有益效果如下：
填料中的杂质是有限的，并且都是有机物，在微生物(好氧菌、厌氧菌)作用下会慢慢腐烂，当量尺寸会逐渐减小，当小到小于花管管孔直径时，则会随水排出，不再堵塞管孔；当填料中的杂质全部腐烂并被排出湿地后，收水管管孔堵塞现象也就不复存在了。因此双向运行首先可以彻底解决因收水管管孔堵塞造成的湿地堵塞的问题。湿地单向运行，填料中的杂质也会分解腐烂，但由于来水源源不断，所产生的微生物大多被冲走，对有机物的分解是一个相当长的过程，未待分解就已经造成堵塞了。
污水中的有机物也是靠微生物分解、消化、吸收，最后变成生物膜贴附在填料表面，日积月累，填料表面来水侧生物膜越来越厚，最终将填料空隙堵塞。湿地双向运行后，在反向水流的冲击、浸泡下，生物膜就会剥离、脱落、破碎，逐渐变成微小颗粒被水流带出湿地，由于填料空隙堵塞造成的湿地堵塞问题也就得以解决了。
从投资方面说，变湿地单向运行为双向运行，只需增加进出水闸门和部分管道，占潜流湿地总投资不大于1％。
从运行管理方面讲，双向运行潜流湿地需定期或不定期转换操作进出水闸门。如进出水闸门可以电动的话，可设定好转换周期自动运行，无需人工操作。实际上，不能待潜流湿地堵塞后才转换运行，而应定期转换，并且周期不能太长，以3～6个月为宜。
本发明技术还可用于潜流湿地修复。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1现有的人工潜流湿地系统基本结构；
图2现有的人工潜流湿地系统中收水管的结构；
图3本发明结构图；
图中：1 渠道，2 水管，3 花管，2-1 收水管，2-2 小孔，2-3 出水管，1-1 布水渠，1-2 布水管，1-3 湿地填料层，1-4 水生作物种植层，1-5 收水管，1-6 集水渠。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
如图3所示，为本发明所公开的防堵塞人工潜流湿地结构，其包括安装在潜流湿地两端渠道1上的进出水闸门，且在两端渠道1各安装有水管2，所述的水管2与花管3的一端相连，所述的花管3的另一端延伸到潜流湿地内部，进行布水。
进出水闸门使得两端渠道既可做布水渠也可做集水渠，水管既用于进水也用于出水，花管既用于布水也用于收水。
具体的，污水由左渠道经水管2、花管3进入湿地填料层和水生作物种植层，然后再由另一侧的水管2、花管3收集起来排入右渠道，最后排出湿地外；
或者污水由右渠道经水管2、花管3进入湿地填料层和水生作物种植层，然后再由另一侧的水管2、花管3收集起来排入左渠道，最后排出湿地外；
进一步的，所述的两个水管2对称的安装在潜流湿地两端的渠道1内。
进一步的，所述的两个花管3对称的安装在潜流湿地两端。
进一步的，所述的水管2的高度略低于两端渠道的最高点。
具体的解决堵塞的方法如下：
当湿地运行一段时间发现有堵塞迹象时，通过渠道两端进出水闸门逆转水流方向，使水流方向与原方向相反。水流方向转换后，首先会将花管管孔堵塞物冲散，进而使附着在湿地填料原水流方向一侧的附着物(杂质、生物膜等)脱落；当再发现有堵塞迹象时，再次逆转水流方向。就这样周而复始的一直进行下去，湿地使用寿命可比单向运行延长数倍，甚至一劳永逸。
进出水闸门逆转水流方向的方法如下：
开始时，打开左边的阀门，关闭右边的阀门，使水流从左到右流动，左边的是布水渠，右边的集水渠；当湿地运行一段时间发现有堵塞迹象时，关闭左边的阀门，打开右边的阀门，使水流从右到左流动，右边的是布水渠，左边的集水渠；水流方向转换后，首先会将花管管孔堵塞物冲散，进而使附着在湿地填料原水流方向一侧的附着物(杂质、生物膜等)脱落；
当湿地再次发生堵塞迹象时，再次逆转水流方向；即打开左边的阀门，关闭右边的阀门，使水流从左到右流动。
填料中的杂质是有限的，并且都是有机物，在微生物(好氧菌、厌氧菌)作用下会慢慢腐烂，当量尺寸会逐渐减小，当小到小于花管管孔直径时，则会随水排出，不再堵塞管孔；当填料中的杂质全部腐烂并被排出湿地后，收水管管孔堵塞现象也就不复存在了。因此双向运行首先可以彻底解决因收水管管孔堵塞造成的湿地堵塞的问题。湿地单向运行，填料中的杂质也会分解腐烂，但由于来水源源不断，所产生的微生物大多被冲走，对有机物的分解是一个相当长的过程，未待分解就已经造成堵塞了。
污水中的有机物也是靠微生物分解、消化、吸收，最后变成生物膜贴附在填料表面，日积月累，填料表面来水侧生物膜越来越厚，最终将填料空隙堵塞。湿地双向运行后，在反向水流的冲击、浸泡下，生物膜就会剥离、脱落、破碎，逐渐变成微小颗粒被水流带出湿地，由于填料空隙堵塞造成的湿地堵塞问题也就得以解决了。
从投资方面说，变湿地单向运行为双向运行，只需增加进出水闸门和部分管道，占潜流湿地总投资不大于1％。
从运行管理方面讲，双向运行潜流湿地需定期或不定期转换操作进出水闸门。如进出水闸门可以电动的话，可设定好转换周期自动运行，无需人工操作。实际上，不能待潜流湿地堵塞后才转换运行，而应定期转换，并且周期不能太长，以3～6个月为宜。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.防堵塞人工潜流湿地，其特征在于，包括安装在潜流湿地两端渠道上的进出水闸门，且在两端渠道各安装有水管，所述的水管与花管的一端相连，所述的花管的另一端延伸到潜流湿地内部。
2.如权利要求1所述的防堵塞人工潜流湿地，其特征在于，所述的两个水管对称的安装在潜流湿地两端的。
3.如权利要求1所述的防堵塞人工潜流湿地，其特征在于，所述的两个花管对称的安装在潜流湿地两端。
4.如权利要求1所述的防堵塞人工潜流湿地，其特征在于，所述的水管的高度略低于两端渠道的最高点。
5.如权利要求1所述的防堵塞人工潜流湿地，其特征在于，所述的水管既用于进水也用于出水。
6.如权利要求1所述的防堵塞人工潜流湿地，其特征在于，所述的花管既用于布水也用于收水。
7.如权利要求1所述的防堵塞人工潜流湿地，其特征在于，两端渠道既可用于布水渠也可用于集水渠。
8.如权利要求1所述的防堵塞人工潜流湿地防堵塞的方法，其特征在于，
当湿地运行一段时间发现有堵塞迹象时，通过渠道两端进出水闸门逆转水流方向，使水流方向与原方向相反；水流方向转换后，首先会将花管管孔堵塞物冲散，进而使附着在湿地填料原水流方向一侧的附着物脱落；当再次发现有堵塞迹象时，再次逆转水流方向，如此循环，直至堵塞解除。
9.如权利要求8所述的防堵塞人工潜流湿地防堵塞的方法，其特征在于，开始时，打开左边的阀门，关闭右边的阀门，使水流从左到右流动，左边的是布水渠，右边的集水渠；当湿地运行一段时间发现有堵塞迹象时，关闭左边的阀门，打开右边的阀门，使水流从右到左流动，右边的是布水渠，左边的集水渠；当湿地再次发生堵塞迹象时，再次逆转水流方向；即打开左边的阀门，关闭右边的阀门，使水流从左到右流动，如此往复循环。
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