CN108689496A - 浮桥式复合人工湿地系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种浮桥式复合人工湿地系统，包括污水收集池以及在污水收集池出水口处依次连接的一号处理池、二号处理池和三号处理池，上述二号处理池内设置浮桥隔板，上述浮桥隔板将二号处理池分隔为浮游植物区和沉水植物区；上述污水收集池与路面边缘连接用于收集路面径流污水；上述一号处理池和三号处理池的内部均设置砾石作为填料，并种植挺水植物，上述二号处理池的浮游植物区内种植浮游植物，沉水植物区内种植沉水植物。本发明的浮桥式复合人工湿地系统能有效地去除多种废水中的有机污染物及氮、磷等营养物质，具有出水水质好、对负荷变化适应能力强、运行管理方便等优点。

Description

浮桥式复合人工湿地系统
技术领域
本发明涉及路面径流污水处理领域，具体涉及一种浮桥式复合人工湿地系统。
背景技术
降雨导致高速公路路面积水，不仅形成公路路面径流水污染，影响行车安全，且会对沥青路面造成损害。路面径流中，含有公路运营期货物运输过程中在路面上的抛洒物、降落于路面的汽车尾气微粒、滴漏在路面的燃油以及轮胎与地面的磨损物等。路面径流含有相当数量的悬浮颗粒、有机物、营养盐和重金属等污染物，且可生化性较差、水量较大。由于高速公路一般远离市区，范围较广，路面雨水径流往往不经处理直接排入公路周边江河湖泊水体或农田，易引起水质恶化和水生生态系统的破坏并危害人类健康。
在高速公路建设和管养方面，绿化养护用水问题始终困扰着各建设单位，水源难找、运输远、水车效率低是突出矛盾，所以将高速公路路面径流进行污水处理，再次利用，不仅解决了高速公路建设养护时缺水问题，而且减少路面径流污染，实现水资源的再利用。
现有的路面径流污水处理系统中不能大量运用浮游植物和沉水植物处理污水，容易导致很多污染物的处理效果不佳，依然对生态环境有一定的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种浮桥式复合人工湿地系统，解决解决现有的路面径流污水处理系统中不能大量运用浮游植物和沉水植物处理污水的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种浮桥式复合人工湿地系统，包括污水收集池以及在污水收集池出水口处依次连接的一号处理池、二号处理池和三号处理池，上述二号处理池内设置浮桥隔板，上述浮桥隔板将二号处理池分隔为浮游植物区和沉水植物区；
上述污水收集池与路面边缘连接用于收集路面径流污水；
上述一号处理池和三号处理池的内部均设置砾石作为填料，并种植挺水植物，上述二号处理池的浮游植物区内种植浮游植物，沉水植物区内种植沉水植物。
作为优选，上述砾石的粒径为10～25mm，填充高度为300mm。
作为优选，上述二号处理池的进水口位于浮游植物区，上述二号处理池的出水口位于沉水植物区，并且设置在二号处理池侧壁的下部，上述沉水植物区内靠近其出水口的位置处设置有出水挡板。
作为优选，上述出水挡板为伸缩挡板，上述二号处理池3的侧壁上设置有固定滑槽，上述出水挡板的非伸缩端安装在固定滑槽内。
作为优选，上述污水收集池内设置有格栅板，上述格栅板由两个以上的分格栅板构成，并且两个以上的分格栅板的侧边依次铰接形成锯齿状结构，锯齿状结构的格栅板的两端分别连接在污水收集池相对的侧壁上。
作为优选，上述格栅板有两个以上，两个以上的格栅板中的栅格缝隙依次减小并且靠近路面一端的格栅板的栅格缝隙最大。
作为优选，上述路面的边缘处设置有路沿石，上述路沿石上间隔设置有流水孔，上述流水孔穿透路沿石并与污水收集池相连通。
作为优选，上述路沿石与路面的边缘之间设置有导流凹槽，上述导流凹槽与路沿石的连接端位于上述流水孔的下方。
作为优选，上述路沿石靠近导流凹槽的一侧上覆盖有过滤网，上述过滤网的孔径尺寸大于靠近路面一端的格栅板的栅格缝隙尺寸。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的浮桥式复合人工湿地系统能有效地去除多种废水中的有机污染物及氮、磷等营养物质，具有出水水质好、对负荷变化适应能力强、运行管理方便等优点；能够针对路面径流的再生利用，不仅可以减少污染物排放，而且节约了有限的水资源；同时路面径流回收再利用在替代清洁水源的同时减少了污染，降低了城市排污负荷，具有水量稳定、输水距离短、制水成本低等特点，可以提供安全可靠的替代水源，同时解决了高速公路沿线绿化、养护过程中寻找水源困难、水源较远造成水车运输费用增加等问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的二号处理池的结构示意图。
图3为本发明的二号处理池中出水挡板的安装结构示意图。
图4为本发明的浮桥挡块的安装结构示意图。
图5为本发明污水收集池与路面连接的结构示意图。
图6为本发明格栅板的结构示意图。
图7为本发明污水收集池的俯视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1、2，针对本发明的另一个实施例，一种浮桥式复合人工湿地系统，包括污水收集池1以及在污水收集池1出水口处依次连接的一号处理池2、二号处理池3和三号处理池4，上述二号处理池3内设置浮桥隔挡31，上述浮桥隔挡31将二号处理池3分隔为浮游植物区 32和沉水植物区33；上述污水收集池1与路面5边缘连接用于收集路面径流污水；上述一号处理池2和三号处理池4的内部均设置砾石作为填料，并用于种植挺水植物，上述二号处理池3的浮游植物区32用于种植浮游植物，沉水植物区33用于种植沉水植物。
由于高速公路路面径流时空范围更广，不确定性更大，成分及变化过程也更复杂，主要特征有：1污染物种类多：高速公路路面雨水径流中污染物种类繁多、成分复杂，主要为悬浮固体SS、化学需氧量COD、五日生化需氧量BOD5、氨氮NH3-N等。
本实施例中的浮桥式复合人工湿地系统中的污水收集池通过边沟等方式将污水引入到污水收集池中进行收集，静置沉淀；经过污水收集池沉淀处理后的污水进入一号处理池中进行处理，一号处理池用砾石作为填料并种植挺水植物，以便去除污水中的COD和BOD5。
经过一号处理池处理后的污水流入二号处理池中，二号处理池中不用基质填充，中间用泡沫制成的浮桥隔挡模拟浮桥进行分隔，分为两个区域，分别为用于种植浮游植物的浮游植物区和用于种植沉水植物的沉水植物区，通过不同的区域种植不同类型的植物，用于去除污水中的NH3-N。由于浮桥的引入，人为将二号处理池分为两个区，保证了二号处理池中两种植物生长所需的充足的阳光和空气，提高了二号处理池的处理效率，也保证了污水处理的效果。
经过二号处理池处理后的污水流入三号处理池，三号处理池与一号处理池一样均采用砾石作为填料，并种植挺水植物，进一步去除COD和BOD5。
进一步地，针对本发明的另一个实施例，为了使挺水植物能够正常生长，发挥最大的功效，因此上述砾石的粒径为10～25mm，填充高度为300mm。同时在一号处理池和三号处理池的进水口高度均高于出水口高度，具体为进水口高度为350mm，出水口高度为50mm，这样做更加有利于挺水植物对于COD和BOD5的去除，由于挺水植物需要砾石作为基质，因此生长在砾石之上，污水经过挺水植物根部的吸收之后，逐渐流向相应处理池的出水口，为了使污水中的COD和BOD5等污染物质能够充分被去除，因此污水需充分经过挺水植物的根系并且充分接触，从而进水口高度需要设置得比出水口的高度高很多。
进一步地，针对本发明的另一个实施例，并且能够充分利用浮游植物和沉水植物对污水中的氨氮物质进行去除，因此上述二号处理池3的进水口位于浮游植物区32，浮游植物生长于水面，进水口设置高度较高，进入二号处理池中的污水能够充分经过浮游植物的生长区域进行有害物质的吸收净化；经过浮游植物区的污水经过处理后再进入沉水植物区，沉水植物区的沉水植物生长在沉水植物区的底部，为了使污水能够充分与沉水植物进行接触并净化吸收污染物质，因此从沉水植物区出来的污水应该从上方排出，但为了使经过处理的污水出水顺利，上述二号处理池3的出水口位于沉水植物区33，并且设置在二号处理池3侧壁的下部，上述沉水植物区33内靠近其出水口的位置处设置有出水挡板34，从而是沉水植物区的污水能够充分与沉水植物接触，污水从出水挡板的上方排出后再从二号处理池的出水口排出。
进一步地，针对本发明的另一个实施例，参见图3，为了使出水挡板的出水水位能够调节，因此将上述出水挡板34设置为伸缩挡板，上述二号处理池3的侧壁上设置有固定滑槽 35，上述出水挡板34的非伸缩端安装在固定滑槽35内。通过伸缩挡板的伸缩来调节出水水位高度，伸缩挡板可以是市面上购买的具有伸缩功能的挡板，也可以是自制的相互套接能够伸缩的挡板；出水挡板的高度根据系统的运行情况在(300±25)mm范围内进行调节。
另外，为了便于浮桥的安装，参见图4，上述二号处理池3的侧壁上设置有挂环36，挂环36可通过任何方式固定在二号处理池3的侧壁上，上述浮桥隔挡31的两端部固定有挂钩 37，上述挂钩37与上述挂环36相适配，安装时挂钩挂在挂环上，将浮桥进行固定。通过挂钩和挂环的方式固定浮桥，能够在浮桥损坏时方便更换浮桥并固定。
为了能够调节浮桥隔挡的安装位置，上述二号处理池3每一侧壁的挂环36均设置有两个以上，并且沿上述二号处理池3的侧壁横向间隔设置。将挂环设置两个以上，可随意调节浮桥隔挡的安装位置，从而根据实际需要调节前半区和后半区的大小，更有利于提高污水处理的效果。
进一步地，针对本发明的另一个实施例，上述挂钩37通过弹性绳38与上述浮桥隔挡31的端部相连接。挂钩通过弹性绳与浮桥的端部连接，在二号处理池3的水位升高时，也能够通过弹性绳调节浮桥距离水面的高度，避免影响浮游植物的生长。弹性绳可通过绑扎的方式连接的浮桥的端部。
进一步地，针对本发明的另一个实施例，参见图5、6，上述污水收集池1内设置有格栅板11，上述格栅板11由两个以上的分格栅板12构成，并且两个以上的分格栅板12的侧边依次铰接形成锯齿状结构，锯齿状结构的格栅板11的两端分别连接在污水收集池1相对的侧壁上；同时锯齿状的格栅板底端固定在污水收集池的底部，因此为了固定时更加稳固，污水收集池的底部设置有与格栅板底部的锯齿状相适配的凹槽；锯齿状结构的格栅板呈连续折叠结构，连续折叠结构拉伸之后的表面面积更大，能够增大污水的过滤面积，提高污水的过滤速度，并且格栅板呈折叠结构能够承受更大的冲击力度，减少格栅板被水流冲击移动的风险。本实施例中，通过污水收集池将路面径流的污水进行收集，避免路面径流污水直接排放流入农田和江河湖泊，从而对人居环境和生态环境造成污染，同时污水收集池中的污水通过栅格板过滤掉大型杂质后，还可以通过污水处理净化设备进一步净化处理，经过净化处理后的污水可用于绿化养护用水，能够实现水资源的重复利用。
进一步地，针对本发明的另一个实施例，参见图7，上述格栅板11有两个以上，设置两个以上的格栅板能够提高污水中杂质的过滤率，大幅度降低污水中的杂质，为进一步对污水进行净化处理做好准备，两个以上的格栅板11中的栅格缝隙依次减小并且靠近路面5一端的格栅板11的栅格缝隙最大；栅格缝隙依次减小，能够将杂质从大到小依次过滤，提高过滤效果。
进一步地，针对本发明的另一个实施例，为了使路面上的径流污水能够顺利流入污水收集池中进行收集，上述路面5的边缘处设置有路沿石6，上述路沿石6上间隔设置有流水孔 61，上述流水孔61穿透路沿石6并与污水收集池1相连通，路面径流污水能够顺利从流水孔中流入到污水收集池中进行收集。
进一步地，针对本发明的另一个实施例，上述路沿石6与路面5的边缘之间设置有导流凹槽7，设置导流凹槽可以将路面的污水引入导流凹槽中进行暂存，并不断地从流水孔排出，同时也能够为污水的流向提供引导作用；为了使污水顺利从流水孔中排出，上述导流凹槽7 与路沿石6的连接端位于上述流水孔61的下方。
进一步地，针对本发明的另一个实施例，为了避免污水中的大型杂质堵塞流水孔，因此上述路沿石6靠近导流凹槽7的一侧上覆盖有过滤网，上述过滤网的孔径尺寸大于靠近路面一端的格栅板11的栅格缝隙尺寸。
为了使从路沿石中的流水孔中流出的污水能够顺利流入污水收集池中，并且能够降低流水的声音，因此在上述路沿石6远离路面的一侧连接有溢流槽8，上述溢流槽8的一侧连接在上述路沿石6最下侧的流水孔61下方，另一侧连接在上述污水收集池1的边缘处；上述溢流槽8呈弧形状，弧形状的溢流槽能够大幅度降低流水的速度，从而降低流水噪音。
本发明的浮桥式复合人工湿地系统能有效地去除多种废水中的有机污染物及氮、磷等营养物质，具有出水水质好、对负荷变化适应能力强、运行管理方便等优点。路面径流的再生利用，不仅可以减少污染物排放，而且节约了有限的水资源。路面径流回收再利用在替代清洁水源的同时减少了污染，降低了城市排污负荷，具有水量稳定、输水距离短、制水成本低等特点，可以提供安全可靠的替代水源，同时解决了高速公路沿线绿化、养护过程中寻找水源困难、水源较远造成水车运输费用增加等问题。
浮桥式复合人工湿地系统是一个综合的生态系统,具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、耗电低、运行费用低、维持技术低等特点，它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，在促进废水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。浮桥式复合人工湿地系统是一种集环境效益、经济效益及社会效益为一体的污水处理方式，比较适合于处理水量不大、管理水平不用很高的污水。表1对处理路面径流的生物氧化塘方法和浮桥式复合人工湿地系统的方法做了对比，可见无论是从技术性能、投资管理还是景观效果，人工湿地都是最适宜进行路(桥)面径流污水处理的方法。
表1浮桥式复合人工湿地系统路(桥)面径流污水处理性能评估
路面雨水径流中除含有重金属、碳氢化合物等对环境危害性大的污染物质以外，汽车排放废气中的大部分污染物最终都将在自然沉降或雨水淋洗作用下迁移至水环境中，所以研究防治路面径流具有重要的环保意义。
在进水浓度较低的条件下，一般人工湿地对BOD5的去除率可达85％～95％,CODcr的去除率可达80％以上,出水中BOD5的浓度在10mg/L左右，SS浓度小于20mg/L。湿地对N、P的去除率可分别达到60％、90％以上，而城市二级污水处理厂对N、P的去除率仅达到20％～40％。浮桥式复合人工湿地在处理路面径流方面具有低成本、高处理效率、具有一定观赏性，可以融入周围环境等优点，能够有效的处理路面径流，防治径流污染，实现污水的循环再利用，同时减少雨水与路面积水对沥青的损坏、提高了高速公路交通安全，切沿途的人工湿地污水处理设备，也可以作为高速公路绿化、养护水源，节约水车成本等。
在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、“优选实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (9)

1.一种浮桥式复合人工湿地系统，其特征在于：包括污水收集池(1)以及在污水收集池(1)出水口处依次连接的一号处理池(2)、二号处理池(3)和三号处理池(4)，所述二号处理池(3)内设置浮桥隔挡(31)，所述浮桥隔挡(31)将二号处理池(3)分隔为浮游植物区(32)和沉水植物区(33)；
所述污水收集池(1)与路面(5)边缘连接用于收集路面径流污水；
所述一号处理池(2)和三号处理池(4)的内部均设置砾石作为填料，并用于种植挺水植物，所述二号处理池(3)的浮游植物区(32)用于种植浮游植物，沉水植物区(33)用于种植沉水植物。
2.根据权利要求1所述的浮桥式复合人工湿地系统，其特征在于：所述砾石的粒径为10～25mm，填充高度为300mm。
3.根据权利要求1所述的浮桥式复合人工湿地系统，其特征在于：所述二号处理池(3)的进水口位于浮游植物区(32)，所述二号处理池(3)的出水口位于沉水植物区(33)，并且设置在二号处理池(3)侧壁的下部，所述沉水植物区(33)内靠近其出水口的位置处设置有出水挡板(34)。
4.根据权利要求3所述的浮桥式复合人工湿地系统，其特征在于：所述出水挡板(34)为伸缩挡板，所述二号处理池(3)的侧壁上设置有固定滑槽(35)，所述出水挡板(34)的非伸缩端安装在固定滑槽(35)内。
5.根据权利要求1所述的浮桥式复合人工湿地系统，其特征在于：所述污水收集池(1)内设置有格栅板(11)，所述格栅板(11)由两个以上的分格栅板(12)构成，并且两个以上的分格栅板(12)的侧边依次铰接形成锯齿状结构，锯齿状结构的格栅板(11)的两端分别连接在污水收集池(1)相对的侧壁上。
6.根据权利要求5所述的浮桥式复合人工湿地系统，其特征在于：所述格栅板(11)有两个以上，两个以上的格栅板(11)中的栅格缝隙依次减小并且靠近路面(5)一端的格栅板(11)的栅格缝隙最大。
7.根据权利要求5所述的浮桥式复合人工湿地系统，其特征在于：所述路面(5)的边缘处设置有路沿石(6)，所述路沿石(6)上间隔设置有流水孔(61)，所述流水孔(61)穿透路沿石(6)并与污水收集池(1)相连通。
8.根据权利要求7所述的浮桥式复合人工湿地系统，其特征在于：所述路沿石(6)与路面(5)的边缘之间设置有导流凹槽(7)，所述导流凹槽(7)与路沿石(6)的连接端位于所述流水孔(61)的下方。
9.根据权利要求8所述的浮桥式复合人工湿地系统，其特征在于：所述路沿石(6)靠近导流凹槽(7)的一侧上覆盖有过滤网，所述过滤网的孔径尺寸大于靠近路面一端的格栅板(11)的栅格缝隙尺寸。
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