CN108640430A - 一种海绵城市人工湿地系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海绵城市人工湿地系统，其包括蓄水池、快滤池、表流湿地、MBR膜处理池和下行潜流湿地，蓄水池里的水通过管道流向快滤池，正常运行时，快滤池里的水通过管道流向表流湿地，表流湿地里的水通过管道流向下行潜流湿地，下行潜流湿地里的水通过排水管道流到海绵体水系统中，非正常运行或者需要维修时，快滤池里的水通过管道流向MBR膜处理池，MBR膜处理池里的水通过排水管道流到海绵体水系统中。本发明的优点：处理效果好，生长的植物不易死亡，且易维护；设有MBR膜处理池，在非正常运行或者需要维修时，可以通过MBR膜处理池净化，不会出现水系统停止运行的情况，或者将未处理的污水排出的情况。

Description

一种海绵城市人工湿地系统

技术领域

本发明涉及一种海绵城市人工湿地系统，属于市政工程技术领域。

背景技术

海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。建海绵城市就要有“海绵体”。城市“海绵体”既包括河、湖、池塘等水系，也包括绿地、花园、可渗透路面这样的城市配套设施。雨水通过这些“海绵体”下渗、滞蓄、净化、回用，最后剩余部分径流通过管网、泵站外排，从而可有效提高城市排水系统的标准，缓减城市内涝的压力。其中湿地就是一个很重要的净化系统，它能够净化冲刷的雨水及污水，通过合理的设计，还能形成景观。但目前的湿地系统存在着处理效果差，生长的植物易死亡，维护困难等不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种处理效果好、生长植物不易死亡，维护简单的海绵城市人工湿地系统。

本发明通过下述方案实现：一种海绵城市人工湿地系统，其包括蓄水池、快滤池、表流湿地、MBR膜处理池和下行潜流湿地，所述蓄水池里的水通过管道流向所述快滤池，正常运行时，所述快滤池里的水通过管道流向所述表流湿地，所述表流湿地里的水通过管道流向所述下行潜流湿地，所述下行潜流湿地里的水通过排水管道流到海绵体水系统中，非正常运行或者需要维修时，所述快滤池里的水通过管道流向所述MBR膜处理池，所述MBR膜处理池里的水通过排水管道流到海绵体水系统中。

所述快滤池内装有粒径为20-30mm的大理石砂，所述大理石砂的底部设有一根穿孔出水管，所述穿孔出水管的一端设置在所述快滤池的内部，另一端穿过所述快滤池的侧壁，并通过外部的管道与所述表流湿地以及所述MBR膜处理池连通，所述穿孔出水管的上端开有多个过水孔。

所述表流湿地池体的左侧壁上连接表流湿地进水管，所述表流湿地池体的左侧壁内侧设有一层麦饭石层，所述表流湿地池体内部装有基质层，所述基质层上种有水生植物，所述基质层的上方设有双向穿孔曝气管，所述双向穿孔曝气管通过曝气支架固定在所述表流湿地池体的底壁，所述曝气支架穿过所述基质层，所述表流湿地池体的右侧壁上连接表流湿地出水管。

所述基质层由土壤、矿渣和粉煤灰组成，其中土壤沾50%，矿渣和粉煤灰共沾50%，所述矿渣和粉煤灰的粒径为60-100mm。

所述双向穿孔曝气管前后两侧的中间位置均开有多个出气微孔，所述双向穿孔曝气管的上端通过连接杆连接保护盖板。

所述保护盖板分为上部分和下部分，上部分为半圆管形结构，其与所述双向穿孔曝气管同轴，下部分为朝外延伸的斜面结构，上部分与下部分的连接处与所述出气微孔在同一水平面上。

所述保护盖板的下部分与所述双向穿孔曝气管之间的间距从上到下逐渐增大。

所述下行潜流湿地池体的右侧壁上连接下行潜流湿地出水管，池体的右侧壁内侧设有一层砾石层A，池体的底壁上设有一层碎石层，所述碎石层的上端设有一层砾石层B，所述砾石层B上设有一层土壤层，所述土壤层上种植水生植物。

所述砾石层A的砾石粒径为5-10mm，所述碎石层的碎石粒径为30-50mm，所述砾石层B的砾石粒径为60-100mm，所述土壤层由土壤和粉煤灰渣基质组成，其中土壤沾60%，粉煤灰渣基质40%，所述粉煤灰渣基质的粒径为60-100mm。

所述双向穿孔曝气管通过曝气主管连接到外部的曝气发生装置。

本发明的有益效果为：

1、本发明一种海绵城市人工湿地系统处理效果好，生长的植物不易死亡，且易维护；

2、本发明一种海绵城市人工湿地系统的蓄水池的水依次经过快滤池、表流湿地、MBR膜处理池、下行潜流湿地层层净化后通过排水管道排到海绵体水系统中；

3、本发明一种海绵城市人工湿地系统设有MBR膜处理池，在非正常运行或者需要维修时，可以通过MBR膜处理池净化，不会出现水系统停止运行的情况，或者将未处理的污水排出的情况；

4、本发明一种海绵城市人工湿地系统在表流湿地内进行曝气，并且曝气管为双向穿孔曝气管，可以进行双向曝气，对表流湿地内提供氧气，出气微孔朝向前后两侧，不仅曝气面积大，还可以解决一般曝气管的出气微孔朝下会破坏土壤层的问题，既能曝气又不会对土壤层造成破坏，具有显著性意义；

5、本发明一种海绵城市人工湿地系统在双向穿孔曝气管的上端连接保护盖板，避免表流湿地在装入基质层时基质堵塞出气微孔（因为安装时是先装好双向穿孔曝气管，再转入基质层），保护盖板下端的斜面，也为出气微孔出来的气体起到缓冲作用，不会将基质层吹散；

6、本发明一种海绵城市人工湿地系统设有快滤池，快滤池内设有大理石砂，可以进行初始过滤；

7、本发明一种海绵城市人工湿地系统设有表流湿地，快滤池过来的水通过麦饭石层先过滤，然后通过基质层净化；

8、本发明一种海绵城市人工湿地系统设有下行潜流湿地，从表流湿地过来的水经土壤层、砾石层B和碎石层净化，并在排出前经砾石层A净化。

附图说明

图1为本发明一种海绵城市人工湿地系统的结构示意图。

图2为本发明一种海绵城市人工湿地系统的快滤池的正视剖面结构示意图。

图3为本发明一种海绵城市人工湿地系统的表流湿地的正视剖面结构示意图。

图4为本发明一种海绵城市人工湿地系统的下行潜流湿地的正视剖面结构示意图。

图5为本发明一种海绵城市人工湿地系统的双向穿孔曝气管的侧视剖面结构示意图。

图中：1为蓄水池，2为快滤池，3为表流湿地，4为MBR膜处理池，5为下行潜流湿地，6为排水管道，7为大理石砂，8为穿孔出水管，9为表流湿地进水管，10为麦饭石层，11为基质层，12为双向穿孔曝气管，13为曝气支架，14为表流湿地出水管，15为出气微孔，16为连接杆，17为保护盖板，18为下行潜流湿地出水管，19为砾石层A，20为碎石层，21为砾石层B，22为土壤层，23为水生植物B，24为曝气主管。

具体实施方式

下面结合图1-5对本发明进一步说明，但本发明保护范围不局限所述内容。

其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向，且附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征，在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱，应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例，另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

实施例1：一种海绵城市人工湿地系统，其包括蓄水池1、快滤池2、表流湿地3、MBR膜处理池4和下行潜流湿地5，蓄水池1里的水通过管道流向快滤池2，正常运行时，快滤池2里的水通过管道流向表流湿地3，表流湿地3里的水通过管道流向下行潜流湿地5，下行潜流湿地5里的水通过排水管道6流到海绵体水系统中，非正常运行或者需要维修时，快滤池2里的水通过管道流向MBR膜处理池4，MBR膜处理池4里的水通过排水管道6流到海绵体水系统中。

快滤池2内装有粒径为20mm的大理石砂7，大理石砂7的底部设有一根穿孔出水管8，穿孔出水管8的一端设置在快滤池2的内部，另一端穿过快滤池2的侧壁，并通过外部的管道与表流湿地3以及MBR膜处理池4连通，穿孔出水管8的上端开有多个过水孔。

表流湿地3池体的左侧壁上连接表流湿地进水管9，表流湿地3池体的左侧壁内侧设有一层麦饭石层10，表流湿地3池体内部装有基质层11，基质层11上种有水生植物23，基质层11的上方设有双向穿孔曝气管12，双向穿孔曝气管12通过曝气支架13固定在表流湿地3池体的底壁，曝气支架13穿过基质层11，表流湿地3池体的右侧壁上连接表流湿地出水管14。

基质层11由土壤、矿渣和粉煤灰组成，其中土壤沾50%，矿渣和粉煤灰共沾50%，矿渣和粉煤灰的粒径为60mm。

双向穿孔曝气管12前后两侧的中间位置均开有多个出气微孔15，双向穿孔曝气管12的上端通过连接杆16连接保护盖板17。

保护盖板17分为上部分和下部分，上部分为半圆管形结构，其与双向穿孔曝气管12同轴，下部分为朝外延伸的斜面结构，上部分与下部分的连接处与出气微孔15在同一水平面上。

保护盖板17的下部分与双向穿孔曝气管12之间的间距从上到下逐渐增大。

下行潜流湿地5池体的右侧壁上连接下行潜流湿地出水管18，池体的右侧壁内侧设有一层砾石层A19，池体的底壁上设有一层碎石层20，碎石层20的上端设有一层砾石层B21，砾石层B21上设有一层土壤层22，土壤层22上种植水生植物23。

砾石层A19的砾石粒径为5mm，碎石层20的碎石粒径为30-50mm，砾石层B21的砾石粒径为60mm，土壤层22由土壤和粉煤灰渣基质组成，其中土壤沾60%，粉煤灰渣基质40%，粉煤灰渣基质的粒径为60mm。

双向穿孔曝气管12通过曝气主管24连接到外部的曝气发生装置。

实施例2：一种海绵城市人工湿地系统，其包括蓄水池1、快滤池2、表流湿地3、MBR膜处理池4和下行潜流湿地5，蓄水池1里的水通过管道流向快滤池2，正常运行时，快滤池2里的水通过管道流向表流湿地3，表流湿地3里的水通过管道流向下行潜流湿地5，下行潜流湿地5里的水通过排水管道6流到海绵体水系统中，非正常运行或者需要维修时，快滤池2里的水通过管道流向MBR膜处理池4，MBR膜处理池4里的水通过排水管道6流到海绵体水系统中。

快滤池2内装有粒径为30mm的大理石砂7，大理石砂7的底部设有一根穿孔出水管8，穿孔出水管8的一端设置在快滤池2的内部，另一端穿过快滤池2的侧壁，并通过外部的管道与表流湿地3以及MBR膜处理池4连通，穿孔出水管8的上端开有多个过水孔。

表流湿地3池体的左侧壁上连接表流湿地进水管9，表流湿地3池体的左侧壁内侧设有一层麦饭石层10，表流湿地3池体内部装有基质层11，基质层11上种有水生植物23，基质层11的上方设有双向穿孔曝气管12，双向穿孔曝气管12通过曝气支架13固定在表流湿地3池体的底壁，曝气支架13穿过基质层11，表流湿地3池体的右侧壁上连接表流湿地出水管14。

基质层11由土壤、矿渣和粉煤灰组成，其中土壤沾50%，矿渣和粉煤灰共沾50%，矿渣和粉煤灰的粒径为100mm。

双向穿孔曝气管12前后两侧的中间位置均开有多个出气微孔15，双向穿孔曝气管12的上端通过连接杆16连接保护盖板17。

保护盖板17分为上部分和下部分，上部分为半圆管形结构，其与双向穿孔曝气管12同轴，下部分为朝外延伸的斜面结构，上部分与下部分的连接处与出气微孔15在同一水平面上。

保护盖板17的下部分与双向穿孔曝气管12之间的间距从上到下逐渐增大。

下行潜流湿地5池体的右侧壁上连接下行潜流湿地出水管18，池体的右侧壁内侧设有一层砾石层A19，池体的底壁上设有一层碎石层20，碎石层20的上端设有一层砾石层B21，砾石层B21上设有一层土壤层22，土壤层22上种植水生植物23。

砾石层A19的砾石粒径为10mm，碎石层20的碎石粒径为30-50mm，砾石层B21的砾石粒径为60-100mm，土壤层22由土壤和粉煤灰渣基质组成，其中土壤沾60%，粉煤灰渣基质40%，粉煤灰渣基质的粒径为100mm。

双向穿孔曝气管12通过曝气主管24连接到外部的曝气发生装置。

实施例3：一种海绵城市人工湿地系统，其包括蓄水池1、快滤池2、表流湿地3、MBR膜处理池4和下行潜流湿地5，蓄水池1里的水通过管道流向快滤池2，正常运行时，快滤池2里的水通过管道流向表流湿地3，表流湿地3里的水通过管道流向下行潜流湿地5，下行潜流湿地5里的水通过排水管道6流到海绵体水系统中，非正常运行或者需要维修时，快滤池2里的水通过管道流向MBR膜处理池4，MBR膜处理池4里的水通过排水管道6流到海绵体水系统中。

快滤池2内装有粒径为25mm的大理石砂7，大理石砂7的底部设有一根穿孔出水管8，穿孔出水管8的一端设置在快滤池2的内部，另一端穿过快滤池2的侧壁，并通过外部的管道与表流湿地3以及MBR膜处理池4连通，穿孔出水管8的上端开有多个过水孔。

表流湿地3池体的左侧壁上连接表流湿地进水管9，表流湿地3池体的左侧壁内侧设有一层麦饭石层10，表流湿地3池体内部装有基质层11，基质层11上种有水生植物23，基质层11的上方设有双向穿孔曝气管12，双向穿孔曝气管12通过曝气支架13固定在表流湿地3池体的底壁，曝气支架13穿过基质层11，表流湿地3池体的右侧壁上连接表流湿地出水管14。

基质层11由土壤、矿渣和粉煤灰组成，其中土壤沾50%，矿渣和粉煤灰共沾50%，矿渣和粉煤灰的粒径为80mm。

双向穿孔曝气管12前后两侧的中间位置均开有多个出气微孔15，双向穿孔曝气管12的上端通过连接杆16连接保护盖板17。

保护盖板17分为上部分和下部分，上部分为半圆管形结构，其与双向穿孔曝气管12同轴，下部分为朝外延伸的斜面结构，上部分与下部分的连接处与出气微孔15在同一水平面上。

保护盖板17的下部分与双向穿孔曝气管12之间的间距从上到下逐渐增大。

下行潜流湿地5池体的右侧壁上连接下行潜流湿地出水管18，池体的右侧壁内侧设有一层砾石层A19，池体的底壁上设有一层碎石层20，碎石层20的上端设有一层砾石层B21，砾石层B21上设有一层土壤层22，土壤层22上种植水生植物23。

砾石层A19的砾石粒径为8mm，碎石层20的碎石粒径为30-50mm，砾石层B21的砾石粒径为80mm，土壤层22由土壤和粉煤灰渣基质组成，其中土壤沾60%，粉煤灰渣基质40%，粉煤灰渣基质的粒径为80mm。

双向穿孔曝气管12通过曝气主管24连接到外部的曝气发生装置。

尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种海绵城市人工湿地系统，其特征在于：其包括蓄水池（1）、快滤池（2）、表流湿地（3）、MBR膜处理池（4）和下行潜流湿地（5），所述蓄水池（1）里的水通过管道流向所述快滤池（2），正常运行时，所述快滤池（2）里的水通过管道流向所述表流湿地（3），所述表流湿地（3）里的水通过管道流向所述下行潜流湿地（5），所述下行潜流湿地（5）里的水通过排水管道（6）流到海绵体水系统中，非正常运行或者需要维修时，所述快滤池（2）里的水通过管道流向所述MBR膜处理池（4），所述MBR膜处理池（4）里的水通过排水管道（6）流到海绵体水系统中。

2.根据权利要求1所述的一种海绵城市人工湿地系统，其特征在于：所述快滤池（2）内装有粒径为20-30mm的大理石砂（7），所述大理石砂（7）的底部设有一根穿孔出水管（8），所述穿孔出水管（8）的一端设置在所述快滤池（2）的内部，另一端穿过所述快滤池（2）的侧壁，并通过外部的管道与所述表流湿地（3）以及所述MBR膜处理池（4）连通，所述穿孔出水管（8）的上端开有多个过水孔。

3.根据权利要求1所述的一种海绵城市人工湿地系统，其特征在于：所述表流湿地（3）池体的左侧壁上连接表流湿地进水管（9），所述表流湿地（3）池体的左侧壁内侧设有一层麦饭石层（10），所述表流湿地（3）池体内部装有基质层（11），所述基质层（11）上种有水生植物（23），所述基质层（11）的上方设有双向穿孔曝气管（12），所述双向穿孔曝气管（12）通过曝气支架（13）固定在所述表流湿地（3）池体的底壁，所述曝气支架（13）穿过所述基质层（11），所述表流湿地（3）池体的右侧壁上连接表流湿地出水管（14）。

4.根据权利要求3所述的一种海绵城市人工湿地系统，其特征在于：所述基质层（11）由土壤、矿渣和粉煤灰组成，其中土壤沾50%，矿渣和粉煤灰共沾50%，所述矿渣和粉煤灰的粒径为60-100mm。

5.根据权利要求3所述的一种海绵城市人工湿地系统，其特征在于：所述双向穿孔曝气管（12）的前后两侧均开有多个出气微孔（15），所述双向穿孔曝气管（12）的上端通过连接杆（16）连接保护盖板（17）。

6.根据权利要求5所述的一种海绵城市人工湿地系统，其特征在于：所述保护盖板（17）分为上部分和下部分，上部分为半圆管形结构，其与所述双向穿孔曝气管（12）同轴，下部分为朝外延伸的斜面结构，上部分与下部分的连接处与所述出气微孔（15）在同一水平面上。

7.根据权利要求6所述的一种海绵城市人工湿地系统，其特征在于：所述保护盖板（17）的下部分与所述双向穿孔曝气管（12）之间的间距从上到下逐渐增大。

8.根据权利要求1所述的一种海绵城市人工湿地系统，其特征在于：所述下行潜流湿地（5）池体的右侧壁上连接下行潜流湿地出水管（18），池体的右侧壁内侧设有一层砾石层A（19），池体的底壁上设有一层碎石层（20），所述碎石层（20）的上端设有一层砾石层B（21），所述砾石层B（21）上设有一层土壤层（22），所述土壤层（22）上种植水生植物（23）。

9.根据权利要求8所述的一种海绵城市人工湿地系统，其特征在于：所述砾石层A（19）的砾石粒径为5-10mm，所述碎石层（20）的碎石粒径为30-50mm，所述砾石层B（21）的砾石粒径为60-100mm，所述土壤层（22）由土壤和粉煤灰渣基质组成，其中土壤沾60%，粉煤灰渣基质40%，所述粉煤灰渣基质的粒径为60-100mm。

10.根据权利要求3所述的一种海绵城市人工湿地系统，其特征在于：所述双向穿孔曝气管（12）通过曝气主管（24）连接到外部的曝气发生装置。