CN108558018A - 小型可监测堵塞的人工湿地 - Google Patents

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丁彦礼
李为
李为一
李文龙
郭胜有
任望
白少元
游少鸿
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/32—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the animals or plants used, e.g. algae
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Abstract

本发明公开了一种小型可监测堵塞的人工湿地。包括有布水区、主体填料区、水生植物、堵塞监测杆、导线、环状铜电极和集水区。主体填料区的两侧分别为布水区和集水区，整个小型可监测堵塞的人工湿地的表面积小于5m2，主体填料区中心位置固定安装1根堵塞监测杆，堵塞监测杆长度高于主体填料区表面10cm，堵塞监测杆上安装环状铜电极，环状铜电极间距为5‑10cm，并分别用导线连接，主体填料区上部堵塞监测杆周围种植有水生植物，水生植物为美人蕉、芦苇、梭鱼草和菖蒲中的一种。本发明能填补小型人工湿地堵塞精确监测的空白，该湿地通过推广将为农村分散式生活污水的处理、运行维护以及人工湿地的持续、高效运行提供技术保障。

Description

小型可监测堵塞的人工湿地
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种小型可监测堵塞的人工湿地。
背景技术
人工湿地污水处理技术是20世纪70年代兴起的一种污水处理生态工程新技术，由于具有灵活性好、投资少、能耗低、去污能力较强、管理方便、无二次污染等优点，应用日益普遍。然而近年来，人工湿地在运行过程中频繁出现堵塞等问题，净化性能下降，使用年限缩短。如美国及英国的355个潜流人工湿地中，近一半在使用五年内发生堵塞，填料水力传导率大幅下降，80%的水流直接由床体表面越流排出系统，出水水质恶化，服务年限由设计时的50-100年降低为10年、5年甚至更短；国内的白泥坑、雁田、沙田等人工湿地也出现了不同程度的堵塞现象。可见，人工湿地系统内部的堵塞问题已严重影响到人工湿地的持久、高效运行。
目前，对人工湿地发生堵塞判断的研究方法比较单一，都是基于示踪实验的表观水力停留时间（HRT）和停留时间分布（RDT）来研究人工湿地水力性能特征，并通过人工湿地水力性能来确定人工湿地是否发生堵塞。然而这种确定堵塞的方法都是针对人工湿地整体进行评价的，无法对堵塞区域进行精确的预报和定位，致使在治理堵塞的时候只能针对于人工湿地整体进行更换填料或疏通，时间成本高、经济效益差。因此，针对人工湿地堵塞区域的精确监测是亟待解决的问题。
所以，针对这一问题，本发明设计了一种小型可监测堵塞的人工湿地，通过在人工湿地中设计一根堵塞监测杆，可对小型人工湿地实现堵塞的精确监测。该方法是以堵塞填料区域及未堵塞填料区域的电阻率差异为前提，通过堵塞监测杆上的电极测量周围电阻率的变化，实现堵塞情况的精确预报。该方法具有设计简单、经济、运行管理方便，特别适用于农村分散式生活污水的处理和运行维护，为人工湿地的持续、高效运行提供技术保障。
发明内容
本发明的目的是针对现有的小型人工湿地无法精确监测堵塞区域，致使堵塞治理维护没有有效的技术依据的问题，提供一种建造容易、堵塞监测准确的人工湿地，实现人工湿地堵塞区域的精确监测，为人工湿地的持续、高效运行提供技术保障。
该人工湿地将应用地球物理中的电法勘探与传统人工湿地紧密的结合在一起，充分发挥了二者在各自领域中的优势，将高效的电阻率探测方法集成在传统的人工湿地中。
本发明是这样实现的：
一种小型可监测堵塞的人工湿地，包括有布水区、主体填料区、水生植物、堵塞监测杆、导线、环状铜电极和集水区。主体填料区的两侧分别为布水区和集水区，整个小型可监测堵塞的人工湿地的表面积小于5m2，主体填料区中心位置固定安装1根堵塞监测杆，堵塞监测杆长度高于主体填料区表面10cm，堵塞监测杆上安装环状铜电极，环状铜电极间距为5-10cm，并分别用导线连接，主体填料区上部堵塞监测杆周围种植有水生植物，水生植物为美人蕉、芦苇、梭鱼草和菖蒲中的一种。
污水进入人工湿地后，如果没有发生堵塞，各部分电阻率特征相似，电阻率值差别不大，则认为是均匀电阻率；如果人工湿地出现堵塞，堵塞区域中的填料孔隙多为无机物颗粒填充，而无机物颗粒电阻率高于污水的电阻率，所以堵塞区域的电阻率会比未堵塞的区域电阻率高；当污水正常通过人工湿地时，堵塞监测杆通过上面的电极测量附近电阻率的变化，如果堵塞监测杆周围的电阻率值升高时，则判定人工湿地发生堵塞，实现堵塞监测目的。
本发明的有益效果是：本发明针对人工湿地的堵塞区域的监测，可填补小型人工湿地堵塞精确监测的空白。该湿地通过推广，将为农村分散式生活污水的处理、运行维护以及人工湿地的持续、高效运行提供技术保障。
附图说明
图1为本发明实施例小型可监测堵塞的人工湿地结构示意图。
图中标记：1-布水区；2-主体填料区；3-水生植物；4-堵塞监测杆；5-导线；6-环状铜电极；7-集水区。
具体实施方式
以下仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。
一种小型可监测堵塞的人工湿地，如图1所示，包括有布水区1、主体填料区2、水生植物3、堵塞监测杆4、导线5、环状铜电极6和集水区7。布水区1长×宽×高为1.5×0.2×1.2m；集水区7长×宽×高为1.5×0.2×1.2m；主体填料区2长×宽×高为3×1.5×1.2m；主体填料区2的两侧分别为布水区1和集水区7，主体填料区2中心位置固定安装1根堵塞监测杆4，堵塞监测杆4长度高于主体填料区2表面10cm，堵塞监测杆4上安装环状铜电极6，环状铜电极6间距为5-10cm，并分别用导线5连接，主体填料区2上部堵塞监测杆4周围种植有水生植物3，水生植物3为美人蕉。
污水通过布水区1均匀流向主体填料区2，并使主体填料区2始终保持污水饱和状态。
通过堵塞监测杆4上方的导线5连上直流电阻率仪器，电阻率仪器通过堵塞监测杆4上的环状铜电极6进行电阻率监测。
监测时间可每隔3-6个月监测一次，根据监测数据变化判断堵塞是否发生。
如果主体填料区2没有发生堵塞，各部分电阻率特征相似，电阻率值差别不大，则认为是均匀电阻率，直流电阻率仪器监测通过环状铜电极6监测到的电阻率值在垂向上比较平稳；如果主体填料区2出现堵塞，则堵塞区域中的填料孔隙多为无机物颗粒填充，而无机物颗粒电阻率高于污水的电阻率，所以堵塞区域的电阻率会比未堵塞的区域电阻率高，此时通过堵塞监测杆4上的环状铜电极6监测到的电阻率值在堵塞区域将升高，依此则定位主体填料区2发生堵塞的位置，实现堵塞监测目的。
为了更精确的监测堵塞和定位，可以把每个时间段监测到的数据画在一张图上进行对比，这样不但可以监测堵塞位置，而且还可以监测堵塞的发展情况。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明方案的保护范围。

Claims (1)

1.一种小型可监测堵塞的人工湿地，其特征在于小型可监测堵塞的人工湿地包括有布水区(1)、主体填料区(2)、水生植物(3)、堵塞监测杆(4)、导线(5)、环状铜电极(6)和集水区(7)；主体填料区(2)的两侧分别为布水区(1)和集水区(7)，整个小型可监测堵塞的人工湿地的表面积小于5m2，主体填料区(2)中心位置固定安装1根堵塞监测杆(4)，堵塞监测杆(4)长度高于主体填料区(2)表面10cm，堵塞监测杆(4)上安装环状铜电极(6)，环状铜电极(6)间距为5-10cm，并分别用导线(5)连接，主体填料区(2)上部堵塞监测杆(4)周围种植有水生植物(3)，水生植物(3)为美人蕉、芦苇、梭鱼草菖蒲中的一种。
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