CN108483671A - 一种人工湿地处理雨水的模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人工湿地处理雨水的模拟装置。该装置包括雨水桶和人工湿地装置。雨水桶通过屋面雨水管引入储存屋面雨水，材质为普通塑料桶。人工湿地装置材质为有机玻璃，装有三层填料，底层为砾石层，起承托作用，中间层为粉煤灰陶粒，起到雨水净化和储存作用，上层为黏土，种植水生植物。植物上面布置有圆形旋转布水管，雨水通过提升泵从雨水桶吸水，通过管道上升到圆形旋转布水管布水，出水通过埋在砾石层的有孔管道排出。该装置具有结构简单，经济实用，出水能达到《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》(GB/T 18920‑2002)，同时为粉煤灰陶粒的应用提供新的途径，符合国家对固体废弃物的“资源化、无害化、减量化”等政策，具有一定的经济效益、社会效益和生态效益。
Description
技术领域
本发明属于雨水处理研究领域，特别涉及到一种人工湿地处理雨水的模拟装置。
背景技术
人工湿地是海绵城市建设中所采用的生态措施之一，但目前人工湿地的填料层普遍采用的是黏土、碎石等材料，这些材料对雨水的存蓄性和水质净化效果不是很好，而采用陶粒能很好的解决此问题，陶粒具有较大的比表面积和丰富的孔隙，能够吸附一部分水份和净化水质。制作陶粒的原料以前大部分是黏土和页岩等自然资源材料，这些材料具有不可再生性，已逐渐不再使用，而采用废弃的固体物质如粉煤灰作为陶粒的原料已广泛使用开来，这既解决了粉煤灰对环境的污染问题也为人工湿地填料的选择提供了新的途径。
城市的发展趋势是形成人们生态宜居的居住地，海绵城市是创造生态城市最有效的方式之一，而人工湿地利用了天然自然环境达到了自然蓄水和自然净化良好的结合，是未来优先发展的雨水净化措施之一。粉煤灰作为固体废弃物对环境的污染日益严重，如何将粉煤灰资源化利用也是目前研究人员关注的重点之一。本发明是一种利用砾石、粉煤灰陶粒和黏土为填料的人工湿地处理雨水模拟装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种人工湿地处理雨水的模拟装置。
本发明的内容是：一种人工湿地处理雨水的模拟装置，该装置包括雨水桶和人工湿地装置；屋面雨水管收集雨水至雨水桶，雨水管通过连接管和进水阀接至提升泵，提升泵后接出水阀和连接管至圆形旋转布水装置进行均匀布水；人工湿地装置采用定制的有机玻璃圆形柱，内部装有三层填料，底层为砾石，中间层为粉煤灰陶粒，上层为黏土，黏土里面种植水生植物，人工湿地装置出水管埋在底层的砾石层中，装置内的出水管上面开有许多均匀小孔以便于收集处理后的雨水，小孔外面绑扎有滤网，以防出水管小孔堵塞。
所述屋面雨水管、中间连接管和出水管材质均采用UPVC管，直径为50-100mm，连接方式为胶水粘接，出水管上面均匀小孔采用专用机械钻孔。
所述雨水桶为塑料桶，圆形，直径为800mm，高为1000mm。
所述提升泵前后进水阀和出水阀采用球阀，材质和直径与管道一致，提升泵采用离心泵，进出水口直径与连接管道一致，扬程为10-15m。
所述圆形旋转布水装置采用直径为40mm的UPVC管，弯制成直径为800mm的圆环，圆环中心分别有三根直径为40mm的UPVC管与圆环连接，相邻两管呈120°角度布置，三根管分别在管道的两侧开有一排10mm小孔进行均匀布水。
所述人工湿地装置材质采用有机玻璃，圆形，直径为1200mm，总高为1400mm。
所述人工湿地装置底层砾石厚度为300mm，颗粒直径为15-20mm。
所述人工湿地装置中间层粉煤灰陶粒厚度为800mm，颗粒直径为6-8mm，比表面积为10m2/g左右，筒压强度为6-8MPa。
所述人工湿地装置上层黏土种植的水生植物高度为1.0-1.5m，数量为6-8株。
本发明装置结构简单，经济实用，处理出水达到《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》(GB/T 18920-2002)要求，同时为粉煤灰陶粒的应用提供新的途径，符合国家对固体废弃物的“资源化、无害化、减量化”等政策，具有一定的经济效益、社会效益和生态效益。
附图说明
图1是一种人工湿地处理雨水的模拟装置示意图。
图2是一种人工湿地处理雨水的模拟装置工艺流程图。
图3是本发明实施实例中一种人工湿地处理雨水的模拟装置处理效果图。
图中符号说明：1-屋面雨水管；2-雨水桶；3-提升泵；4-提升泵进水阀；5-提升泵出水阀；6-连接管；7-圆形旋转布水装置；8-水生植物；9-黏土；10-粉煤灰陶粒；11-砾石；12-出水管阀；13-出水管；
14-屋面雨水管进水阀。
具体实施方式
实施实例：
如图1和图2，一种人工湿地处理雨水的模拟装置，该装置包括雨水桶和人工湿地装置；屋面雨水管收集雨水至雨水桶，雨水管通过连接管和进水阀接至提升泵，提升泵后接出水阀和连接管至圆形旋转布水装置进行均匀布水；人工湿地装置采用定制的有机玻璃圆形柱，内部装有三层填料，底层为砾石，中间层为粉煤灰陶粒，上层为黏土，黏土里面种植水生植物，人工湿地装置出水管埋在底层的砾石层中，装置内的出水管上面开有许多均匀小孔以便于收集处理后的雨水，小孔外面绑扎有滤网，以防出水管小孔堵塞。
所述屋面雨水管、中间连接管和出水管材质均采用UPVC管，直径为50-100mm，连接方式为胶水粘接，出水管上面均匀小孔采用专用机械钻孔。
所述雨水桶为塑料桶，圆形，直径为800mm，高为1000mm。
所述提升泵前后进水阀和出水阀采用球阀，材质和直径与管道一致，提升泵采用离心泵，进出水口直径与连接管道一致，扬程为10-15m。
所述圆形旋转布水装置采用直径为40mm的UPVC管，弯制成直径为800mm的圆环，圆环中心分别有三根直径为40mm的UPVC管与圆环连接，相邻两管呈120°角度布置，三根管分别在管道的两侧开有一排10mm小孔进行均匀布水。
所述人工湿地装置材质采用有机玻璃，圆形，直径为1200mm，总高为1400mm。
所述人工湿地装置底层砾石厚度为300mm，颗粒直径为15-20mm。
所述人工湿地装置中间层粉煤灰陶粒厚度为800mm，颗粒直径为6-8mm，比表面积为10m2/g左右，筒压强度为6-8MPa。
所述人工湿地装置上层黏土种植的水生植物高度为1.0-1.5m，数量为6-8株。
本实施实例中雨水来自屋面初期雨水，初期雨水中含有一定量的有机物、氮和磷等有害物质，但这些物质能为人工湿地装置中的水生植物提供营养成分，所以雨水经过水生植物后，有害物质得到去除的同时其也得到生长，然后雨水流经粉煤灰陶粒填料层，粉煤灰陶粒再次对雨水中的污染物质进行吸附和生物处理，使雨水中的污染物质浓度进一步降低，同时陶粒利用其丰富的孔隙能对雨水进行蓄水作用，可以在不降雨时为水生植物提供所需水分，多余雨水经过粉煤灰陶粒填料层后流经砾石层中的收集穿孔管排出装置外。
利用本实施实例中人工湿地处理雨水的模拟装置处理雨水，污染物质考察有机污染物质COD一种指标，浓度为100mg/L，考察六种水力负荷20、40、60、80、100和120L/h下吸附时间分别为2d、4d和6d时人工湿地装置处理雨水去除效果，在埋藏砾石中的出水管处取样，采用重铬酸钾法测定COD浓度，具体结果如图3所示，由图3可知，当试验运行到第2天时，随着流量的增大，该人工湿地处理雨水模拟装置对COD处理效果逐渐变差，但最大流量时仍达到近70％的去除率，当试验运行到第6天时，随着流量的增大，装置对COD效果也是逐渐变差，最大流量时达到50％的去除率，当试验运行从第2天到第6天时，该装置在各流量时的去除率均逐渐变小。原因可能是粉煤灰陶粒对COD污染物质有一个逐渐吸附饱和的过程，在第6天时粉煤灰陶粒填料层中微生物分解有机物的作用还没有显现出来，故此时的COD去除效果并没有呈现上升趋势。
以上所述，仅为本发明的较佳实例，并不用之限制本发明，凡在本发明的精神和原则内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种人工湿地处理雨水的模拟装置，其特征在于该人工湿地处理雨水模拟装置包括雨水桶和人工湿地装置；屋面雨水管收集雨水至雨水桶，雨水管通过连接管和进水阀接至提升泵，提升泵后接出水阀和连接管至圆形旋转布水装置进行均匀布水；人工湿地装置采用定制的有机玻璃圆形柱，内部装有三层填料，底层为砾石，中间层为粉煤灰陶粒，上层为黏土，黏土里面种植水生植物，人工湿地装置出水管埋在底层的砾石层中，装置内的出水管上面开有许多均匀小孔以便于收集处理后的雨水，小孔外面绑扎有滤网，以防出水管小孔堵塞。
2.如权利要求1所述的一种人工湿地处理雨水的模拟装置，其特征在于：屋面雨水管、中间连接管和出水管材质均采用UPVC管，直径为50-100mm，连接方式为胶水粘接，出水管上面均匀小孔采用专用机械钻孔。
3.如权利要求1所述的一种人工湿地处理雨水的模拟装置，其特征在于：雨水桶为塑料桶，圆形，直径为800mm，高为1000mm。
4.如权利要求1所述的一种人工湿地处理雨水的模拟装置，其特征在于：提升泵前后进水阀和出水阀采用球阀，材质和直径与管道一致，提升泵采用离心泵，进出水口直径与连接管道一致，扬程为10-15m。
5.如权利要求1所述的一种人工湿地处理雨水的模拟装置，其特征在于：圆形旋转布水装置采用直径为40mm的UPVC管，弯制成直径为800mm的圆环，圆环中心分别有三根直径为40mm的UPVC管与圆环连接，相邻两管呈120°角度布置，三根管分别在管道的两侧开有一排10mm小孔进行均匀布水。
6.如权利要求1所述的一种人工湿地处理雨水的模拟装置，其特征在于：人工湿地装置材质采用有机玻璃，圆形，直径为1200mm，总高为1400mm。
7.如权利要求1所述的一种人工湿地处理雨水的模拟装置，其特征在于：人工湿地装置底层砾石厚度为300mm，颗粒直径为15-20mm。
8.如权利要求1所述的一种人工湿地处理雨水的模拟装置，其特征在于：人工湿地装置中间层粉煤灰陶粒厚度为800mm，颗粒直径为6-8mm，比表面积为10m2/g左右，筒压强度为6-8MPa。
9.如权利要求1所述的一种人工湿地处理雨水的模拟装置，其特征在于：人工湿地装置上层黏土种植的水生植物高度为1.0-1.5m，数量为6-8株。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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