CN107698034A - 一种生物模块及其组合潜流湿地系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及人工湿地技术领域，特别涉及一种生物模块及其组合潜流湿地系统。生物模块的组合潜流湿地系统，包括生物模块组、进水布水系统和出水系统。本发明可彻底改变传统湿地结构形式，有效提高湿地污水净化效率，减少湿地构建、运行、维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及人工湿地技术领域，特别涉及一种生物模块及其组合潜流湿地系统。
背景技术
人工湿地是由填料(基质)、植物和微生物等组成的复合系统，污水、污泥有控制的投配到该系统中，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，主要利用土壤、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，同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环，促进绿色植物生长并使其增产，实现废水的资源化和无害化。其作用机理主要包括吸附、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等。人工湿地按流水方向，可分为表面流湿地、水平流潜流湿地和垂直流潜流湿地三类，目前主要采取铺设不同粒径的卵石、砾石、煤渣等滤料构成，并在湿地上种植芦苇、菖蒲、美人蕉等水生植物，污水由进水口一端沿水平方向流动的过程中依次通过砂石、介质、植物根系，流向出水口一端，以达到净化目的。虽然潜流湿地有很高的净化效果，但也存在着以下缺陷：(1)潜流湿地的滤料采取不同粒径的石、砾石等构成，在运行过程中常常存在上层小粒径的滤料下行到中下层，造成湿地孔隙率发生改变，致使湿地淤积堵塞，降低湿地寿命和净化效率；(2)在建设湿地时需要对滤料进行分级筛分，布设构建要求高，稍有处理不严格就会造成滤料配级改变，降低湿地净化效果。(3)湿地建设需要较多的人力物力，建设要求较大，管理维护成本较大。(4)净化效率偏低，对不同污染水体净化效果不同。为此，本发明针对以上不足，发明了种组合生物模块及其潜流湿地系统，组合式生物模块由特定结构、体积、比重、结构孔、空隙率、栽培孔构成，应用本生物模块构建潜流湿地时，可根据潜流湿地要求配置组合生物模块，在生物模块上种植水生植物，在进水端配置进水管和布水区，在出水端布置出水渗管和溢水管。该模块可根据水处理对潜流湿地要求随意组合安装，根据需要种植不同植物，运行使用中维持结构功能特性，可彻底改变传统湿地结构形式，有效提高湿地污水净化效率，减少湿地构建、运行、维护成本。
发明内容
本发明提供一种生物模块及其组合潜流湿地系统，一种生物模块及其组合潜流湿地系统可彻底改变传统湿地结构形式，有效提高湿地污水净化效率，减少湿地构建、运行、维护成本。
为解决上述技术问题，本发明通过如下技术方案实现：
一种生物模块(1)，所述生物模块(1)为长方体形状，生物模块(1)的四个侧面中部设置有凸体(1-1)或凹体(1-2)，生物模块(1)间通过凹体和凸体卡扣连接；
所述生物模块(1)顶部面贯穿有栽培孔(1-3)，所述栽培孔(1-3)包括位于生物模块(1)中间的大栽培孔(1-3-1)与若干个呈矩阵排列的小栽培孔(1-3-2)，所述栽培孔(1-3)中部横向垂直均匀贯穿有三个横向传流孔(1-4)，所述栽培孔(1-3)中部垂直均匀贯穿有三个纵向传流孔(1-5)。
进一步的，所述的凸体(1-1)为梯形结构，所述的凹体(1-2)与凸体(1-1)形状相适应。凸体与凹体的梯形结构更能承受水流的冲击，也更适用于有坡度的地区。
进一步的，所述的生物模块(1)长宽高的比例为1:1:0.3-0.5。
进一步的，所述横向传流孔(1-4)与纵向传流孔(1-5)的孔径为2-4cm。
进一步的，所述大栽培孔(1-3-1)的孔径为10-12cm，所述小栽培孔(1-3-2)的孔径为4-6cm。
进一步的，所述生物模块(1)的空隙率为35-40％。
生物模块的组合潜流湿地系统，包括生物模块组(2)、进水布水系统(3)和出水系统(4)；
所述生物模块组包括若干个生物模块(1)，生物模块(1)间通过凹体(1-2)和凸体(1-1)拼接并上下布置2-3层；
所述生物模块组的一端连接有进水布水系统(3)，所述进水布水系统((3)包括布水区(3-1)和进水管(3-2)，布水区(3-1)与生物模块组的一端直接连接，布水区(3-1)的另一端设置有进水管(3-2)，进水管(3-2)对应布水区面均匀钻设有若干个进水孔(3-3)；布水区使进入生物模块组水流趋于稳定。
所述生物模块组的另一端连接有出水系统(4)，出水系统(4)包括溢水管(4-1)和渗管(3-2)，所述溢水管(4-1)侧面连接有若干个渗管(4-2)，渗管(4-2)与溢水管(4-1)相连通，渗管(4-2)底部均匀垂直钻设有若干个渗孔。
进一步的，所述的进水管(3-2)和溢水管(4-1)的内径为20-25cm。
进一步的，所述进水孔(3-3)累计面积为进水管(3-2)横截面的1.2-1.8倍，所述渗孔累计面积为渗管(4-2)的2-3倍。
所述的布水区(3-1)宽1.5-2m，所述布水区(3-1)由直径4-6cm卵石或孔隙率50-55％的多空砌块铺设。
本发明的有益效果在于：
1)可彻底改变传统湿地结构形式
2)有效提高湿地污水净化效率，
3)减少湿地构建、运行、维护成本
4)整体装置结构简单，便于实施操作。
5)管控方便，安全可靠。
附图说明
图1：是生物模块的组合潜流湿地系统俯视图。
图2：是生物模块结构图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步说明：
一种生物模块1，所述生物模块1为长方体形状，生物模块1的四个侧面中部设置有凸体1-1或凹体1-2，生物模块1间通过凹体和凸体卡扣连接；
所述生物模块1顶部面贯穿有栽培孔1-3，所述栽培孔1-3包括位于生物模块1中间的大栽培孔1-3-1与若干个呈矩阵排列的小栽培孔1-3-2，所述栽培孔1-3中部横向垂直均匀贯穿有三个横向传流孔1-4，所述栽培孔1-3中部垂直均匀贯穿有三个纵向传流孔1-5。
所述的凸体1-1为梯形结构，高5cm，下底长25cm，上顶长20cm，上下底角度为120度，所述的凹体1-2与凸体1-1形状相适应。
所述的生物模块1长宽均为50cm，高为35cm。
所述横向传流孔1-4与纵向传流孔1-5的孔径为2cm。
所述大栽培孔1-3-1的孔径为10-12cm，所述小栽培孔1-3-2的孔径为4cm。
所述生物模块1的空隙率为35％。
生物模块的组合潜流湿地系统，包括生物模块组2、进水布水系统3和出水系统4；
所述生物模块组包括若干个生物模块1，生物模块1间通过凹体1-2和凸体1-1拼接并上下布置2层；
所述生物模块组的一端连接有进水布水系统3，所述进水布水系统3包括布水区3-1和进水管3-2，布水区3-1与生物模块组的一端直接连接，布水区3-1的另一端设置有进水管3-2，进水管3-2对应布水区面均匀钻设有若干个进水孔3-3；
所述生物模块组的另一端连接有出水系统4，出水系统4包括溢水管4-1和渗管3-2，所述溢水管4-1侧面连接有若干个渗管4-2，渗管4-2与溢水管4-1相连通，渗管4-2底部均匀垂直钻设有若干个渗孔。
所述的进水管3-2和溢水管4-1的内径为20cm。
所述进水孔3-3累计面积为进水管3-2横截面的1.4倍，所述渗孔累计面积为渗管4-2的2倍。
所述的布水区3-1宽1.5m，所述布水区3-1由直径4cm卵石铺设。
本发明的原理如下：生物模块组成生物模块组，内部横向传流孔与纵向传流孔分别与栽培孔相连通形成了生物模块组内部流道，当水进入进水管后，通过进水孔流向布水区，经过布水区使水能够均匀得流进生物模块组的内流道中，通过生物模块组经过生物模块的处理并提供给种植在栽培孔中的水生植物生长，最后从另一侧排出，排出口设置的出水系统，出水系统设置有渗孔有助于减少水压。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种生物模块(1)，其特征在于：所述生物模块(1)为长方体形状，生物模块(1)的四个侧面中部设置有凸体(1-1)或凹体(1-2)，生物模块(1)间通过凹体和凸体卡扣连接；
所述生物模块(1)顶部面贯穿有栽培孔(1-3)，所述栽培孔(1-3)包括位于生物模块(1)中间的大栽培孔(1-3-1)与若干个呈矩阵排列的小栽培孔(1-3-2)，所述栽培孔(1-3)中部横向垂直均匀贯穿有三个横向传流孔(1-4)，所述栽培孔(1-3)中部垂直均匀贯穿有三个纵向传流孔(1-5)。
2.根据权利要求1所述的生物模块，其特征在于：所述的凸体(1-1)为梯形结构，所述的凹体(1-2)与凸体(1-1)形状相适应。
3.根据权利要求1所述的生物模块，其特征在于：所述的生物模块(1)长宽高的比例为1:1:0.3-0.5。
4.根据权利要求1所述的生物模块，其特征在于：所述横向传流孔(1-4)与纵向传流孔(1-5)的孔径为2-4cm。
5.根据权利要求1所述的生物模块，其特征在于：所述大栽培孔(1-3-1)的孔径为10-12cm，所述小栽培孔(1-3-2)的孔径为4-6cm。
6.根据权利要求1所述的生物模块，其特征在于：所述生物模块(1)的空隙率为35-40％。
7.一种权利要求1所述的生物模块的组合潜流湿地系统，其特征在于，包括生物模块组(2)、进水布水系统(3)和出水系统(4)；
所述生物模块组包括若干个生物模块(1)，生物模块(1)间通过凹体(1-2)和凸体(1-1)拼接并上下布置2-3层；
所述生物模块组的一端连接有进水布水系统(3)，所述进水布水系统((3)包括布水区(3-1)和进水管(3-2)，布水区(3-1)与生物模块组的一端直接连接，布水区(3-1)的另一端设置有进水管(3-2)，进水管(3-2)对应布水区面均匀钻设有若干个进水孔(3-3)；
所述生物模块组的另一端连接有出水系统(4)，出水系统(4)包括溢水管(4-1)和渗管(3-2)，所述溢水管(4-1)侧面连接有若干个渗管(4-2)，渗管(4-2)与溢水管(4-1)相连通，渗管(4-2)底部均匀垂直钻设有若干个渗孔。
8.根据权利要求7所述的生物模块的组合潜流湿地系统，其特征在于：所述的进水管(3-2)和溢水管(4-1)的内径为20-25cm。
9.根据权利要求7所述的生物模块的组合潜流湿地系统，其特征在于：所述进水孔(3-3)累计面积为进水管(3-2)横截面的1.2-1.8倍，所述渗孔累计面积为渗管(4-2)的2-3倍。
10.根据权利要求7所述的生物模块的组合潜流湿地系统，其特征在于：所述的布水区(3-1)宽1.5-2m，所述布水区(3-1)由直径4-6cm卵石或孔隙率50-55％的多空砌块铺设。
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