CN106745782A - 一种人工湿地出水调节渠 - Google Patents
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Abstract
一种人工湿地出水调节渠，包括进水区、消能平台、拦截栅条和布水堰，所述消能平台设置在所述进水区的外沿，所述进水区的上方与所述布水堰顶端的下方区间设置有纵横交错布置的多条所述拦截栅条，所述布水堰设置在所述消能平台的周围，所述布水堰的高度大于所述消能平台的高度。本发明结构设计简单高效，能够有效对出水水量、流速进行调节，达到量化调控的目的；拦截栅条形式设计简单，安装方便，成本价格低，起到人员安全防护作用；布水堰的设计可实现均匀补水，稳定流态；本发明均采用钢混结构，亦可采用砖混结构，成本低，施工简单方便，无需人工管理。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于人工湿地出水装置，具体说是一种人工湿地出水调节装置。
背景技术
近年来随着社会、经济的发展，人们的环境意识不断增强，对环境保护提出了更高的要求，同时对污水处理工作也做了更高的要求。国务院颁布实施的《水污染防治行动计划》(“水十条”)明确，到2020年，全国水环境质量得到阶段性改善。到2030年，力争全国水环境质量总体改善，水生态系统功能初步恢复。到本世纪中叶，生态环境质量全面改善，生态系统实现良性循环。同时要求重点推广饮用水净化、节水、水污染治理及循环利用、城市雨水收集利用、再生水安全回用、水生态修复、畜禽养殖污染防治等适用技术，推进先进适用的节水、治污、修复技术和装备产业化发展。
目前应用于污水处理的方法主要包括生物处理方法、物理处理方法和化学处理方法。生物处理技术能够有效地去除水中的有机物，但一般对氮的去除率不高；化学方法可以有效去除污水中的氮，但成本较高，且容易产生二次污染。而人工湿地作为一种低投资、低能耗和具有氮磷去除功能的废水生态处理技术已逐渐被世界各国所接受。
人工湿地是由基质、植物和微生物组成的复合系统，该系统依靠物理、化学和生物的三重协同作用，通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对污染物的高效净化，在促进绿色植物生长并使其增产的同时，实现废水的资源化和无害化。
人工湿地是一种很有发展前景的污水处理系统，但是，人工湿地建成后，如何高效的运转，其设计、建造、运行、维护等各个环节都至关重要。在工程应用中对现有的人工湿地系统进行研究以改良和优化工程设计参数，对系统的长期运行能力和管理问题进行深入研究，选择适当的操作方式，发挥其生态效益。湿地出水口的设计对均匀布水、控制水位和监控水量水质都是非常重要的。
专利200710022269.X(人工湿地出水收集器)中公开了一种用于污水处理的人工湿地的出水收集装置，该收集器包括砾石缓冲区(3-4)、集水槽(3-5)两部分，其中，砾石缓冲区的进水端为本收集器的进水端，在该端设有穿孔布水花墙(3-1)，穿孔布水花墙随湿地宽度而设置，自上而下均匀打孔，对湿地出水进行控制，保证来流均匀分布；在砾石缓冲区的出水侧设置笛形收集管(3-2)，用于收集砾石缓冲区出水，笛形收集管由若干根笛形管(3-2-2)组成，在每根笛形管上设有可控阀门(3-2-1)，可控阀门的出水口位于集水槽中，集水槽的出水端设有集中出水收集装置(3-3)。通过该装置的分布式来流系统，使出水在湿地全幅宽、全深度方向上均匀汇水，确保污水在湿地中的拟平行流流态。以上研究，结构复杂，应用投入成本较高，推广难度大。
针对人工湿地出水情况，为降低投资、如何通过合理的出水调节设计措施，对出水水量、流速进行调节，达到量化调控的目的。实际应用中需解决的问题如下：
(1)出水调节渠设计繁琐、不易维护、施工不方便。
(2)出水调节渠结构的结构形式设计不合理，无法达到流态均匀汇水。
(3)出水调节渠内，无法拦截杂质，使后续出水管道设施产生大量杂质沉积，造成堵塞，影响水利条件。
(4)出水调节渠内，流量、流速无法量化调控。
通过检索国内外有关人工湿地出水调节的措施及方法文献专利，表明在本发明之前，与本发明相同的用于人工湿地出水调节措施及方法还没有报道。
发明内容
本发明的目的在于设计一种人工湿地出水调节渠，解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种人工湿地出水调节渠，包括进水区、消能平台、拦截栅条和布水堰，所述消能平台设置在所述进水区的外沿，所述进水区的上方与所述布水堰顶端之间设置有纵横交错布置的多条所述拦截栅条，所述布水堰设置在所述消能平台的周围，所述布水堰的高度大于所述消能平台的高度。
进一步的，所述布水堰水平设置，所述布水堰上均匀设置多个堰齿，所述堰齿的截面为梯形，所述堰齿的上部宽度小于下部宽度。
进一步的，所述布水堰为钢筋混凝土结构，整体布置为正方形。
进一步的，所述进水区、所述消能平台和所述布水堰的截面形状相同。
进一步的，所述消能平台采用钢筋混凝土结构，所述消能平台为正方形。
进一步的，在所述消能平台的上方架设有所述拦截栅条，所述布水堰的内侧面埋设多个焊接件，所述拦截栅条之间搭焊连接，所述拦截栅条通过所述焊接件与所述布水堰固定。
进一步的，所述进水区与出水口连通。
进一步的，所述进水区为正方形，所述进水区为钢筋混凝土结构。
人工湿地出水由四周汇入布水堰，通过布水堰实现均匀布水及流速控制，通过拦截栅条的设置，截留较大的悬浮物及杂质，同时保证后续处理单元的稳定运行，拦截栅条采用简单的设计形式，方便安装。消能平台对流入垂直水流进行减缓消能后进入进水区，进水区通过出水管管径的合理设计计算控制整体出水流量。出水直接进入下一处理单元。
本发明作为人工湿地出水的一种调节措施，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调节渠各结构单元的合理设计，改善水力条件，使人工湿地出水的流量、流速处于可控状态。
人工湿地出水调节渠整体构筑物均为钢混结构，施工难度小，建筑材料成本低，施工机械简易，成本价格低。人工湿地出水调节渠，可根据当地实际情况，采用砖砌等结构，占地省，工程造价较低。
本发明根据相关水力计算，合理设计出水流速及流量，保证人工湿地的正常运转，达到水利条件量化调控的目的。
本发明的有益效果可以总结如下：
(1)本发明结构设计简单高效，能够有效对出水水量、流速进行调节，达到量化调控的目的。
(2)拦截栅条形式设计简单，安装方便，成本价格低，起到人员安全防护作用。
(3)布水堰的设计可实现均匀补水，稳定流态。
(4)本发明均采用钢混结构，亦可采用砖混结构，成本低，施工简单方便，无需人工管理。
(5)应用广泛，可适用于任何形式的人工湿地出水渠，同时可适用于其他污水处理的出水方式。
附图说明
图1人工湿地出水调节渠的结构示意图；
图2人工湿地出水调节渠的俯视图；
图3布水堰的结构示意图。
标号说明：
1、进水区；2、消能平台；3、拦截栅条；4、布水堰；5、堰齿；6、出水管。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-2所示的一种人工湿地出水调节渠，包括进水区1、消能平台2、拦截栅条3和布水堰4，在本发明的进水端四周设置布水堰4，布水堰4顶端保持水平布置，并设置有若干齿形堰齿5。布水堰4为钢筋混凝土结构，整体布置为正方形，外边长为2.0m，内边长为1.6m，宽200mm。如图3所示，布水堰4每个边设有8个堰齿5，整体共计32个堰齿5。堰齿5的高h为10cm，上顶宽d为10cm，下底宽D为20cm，堰齿5波谷与波谷之间距离为20cm。为了均匀布水，每个堰齿5均为相同尺寸，且位于同一水平面布置。布水堰4波谷比人工湿地设计出水水位低10cm，通过这10cm高差的合理设计，可以改善出水流态，将出水流速控制在规定范围内。
在出水调节渠开口处设置拦截栅条3，拦截栅条3采用不锈钢304材质，由14根长度不尽相同但直径均为10mm的圆钢搭焊连接而成，焊缝清理后均需作防腐处理。拦截栅条3的搭接图案包括正方形及三角形小方格。拦截栅条3长度分别为：2根2263mm，4根1697mm，4根1131mm，4根566mm。拦截栅条3与调节渠墙体通过预留预埋件焊接固定。
在布水堰4内侧设置消能平台2，用来减缓四周流入的垂直水流对出水调节渠的冲刷，消能平台2采用钢筋混凝土结构，平台为正方形，外边结构尺寸为1.6m，内边结构尺寸为1.0m，宽300mm，平台距离布水堰4底边300mm。
进水区1为人工湿地出水调节渠出水的主出水口，为正方形井，钢筋混凝土结构，四边尺寸均为1.0m。进水渠渠深m根据人工湿地整体高程确定。在进水区1侧壁开孔预埋出水管6，将人工湿地出水引入下一单元，出水管6管径根据人工湿地处理水量及出水流速确定，通过出水管6管径的合理设计，将人工湿地出水的总体流量控制在规定的范围内。管材可选取PE管、玻璃钢夹砂管等耐腐蚀、抗压能力强的管道。
本发明的实施方法如下：
1、本发明的选址可取靠近下一处理单元处，作地基处理，在100mm砂垫层下素土夯实即可，在地基上修建长2米宽2米高m米的钢混构筑物，m根据人工湿地整体高程确定，预留预埋件，依次做好堰齿5修筑、拦截栅条3安装、出水管6安装。
2、布水堰4的修筑可按图3进行，在同一水平面上修筑堰齿5，布水堰4为钢筋混凝土结构，整体布置为正方形，外边长为2.0m，内边长为1.6m，宽200mm，所述正方形布水堰4每个边长有8个堰齿5，整体共计32个堰齿5。堰齿5的堰体高10cm，上顶宽10cm，下底宽20cm，堰齿5波谷与波谷之间距离为20cm。为了均匀布水，每个堰齿5均为相同尺寸，且位于同一水平面布置。布水堰4波谷比人工湿地设计出水水面低10cm。
拦截栅条3的加工可按图2进行，拦截栅条3采用不锈钢304材质，由14根直径为10mm的圆钢搭焊连接而成，焊缝清理后均需作防腐处理。所述拦截栅条3由正方形及三角形小方格组成。每个正方形的边长均为283mm，三角形两斜边为283mm。栅条长度分别为，2根2263mm，4根1697mm，4根1131mm，4根566mm。栅条与调节渠墙体通过预留预埋件焊接固定。
3、消能平台2采用钢筋混凝土结构，平台为正方形，外边结构尺寸为1.6m，内边结构尺寸为1.0m，宽300mm，平台距离布水堰4底边300mm。
4、进水区1为正方形，钢混结构，四边尺寸均为1.0m，进水区1井壁上的出水管6可事先预留相应管径的套管。
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，亦可并连设计多个人工湿地出水调节渠或调整各处理单元尺寸，用于其他污水处理方法的出水渠设计。
以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种人工湿地出水调节渠，其特征在于：包括进水区、消能平台、拦截栅条和布水堰，所述消能平台设置在所述进水区的外沿，所述进水区的上方与所述布水堰顶端之间设置有纵横交错布置的多条所述拦截栅条，所述布水堰设置在所述消能平台的周围，所述布水堰的高度大于所述消能平台的高度。
2.根据权利要求1所述的人工湿地出水调节渠，其特征在于：所述布水堰水平设置，所述布水堰上均匀设置多个堰齿，所述堰齿的截面为梯形，所述堰齿的上部宽度小于下部宽度。
3.根据权利要求2所述的人工湿地出水调节渠，其特征在于：所述布水堰为钢筋混凝土结构，整体布置为正方形。
4.根据权利要求1所述的人工湿地出水调节渠，其特征在于：所述进水区、所述消能平台和所述布水堰的截面形状相同。
5.根据权利要求4所述的人工湿地出水调节渠，其特征在于：所述消能平台采用钢筋混凝土结构，所述消能平台为正方形。
6.根据权利要求1所述的人工湿地出水调节渠，其特征在于：在所述消能平台的上方架设有所述拦截栅条，所述布水堰的内侧面埋设多个焊接件，所述拦截栅条之间搭焊连接，所述拦截栅条通过所述焊接件与所述布水堰固定。
7.根据权利要求1所述的人工湿地出水调节渠，其特征在于：所述进水区与出水口连通。
8.根据权利要求1所述的人工湿地出水调节渠，其特征在于：所述进水区为正方形，所述进水区为钢筋混凝土结构。
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