CN108773905A - 可监测堵塞的生态过滤系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可监测堵塞的生态过滤系统。包括布水区、滤池、水生植物、堵塞监测杆、导线、环状铜电极和集水区，滤池的两侧分别与布水区和集水区相连，滤池的上方种有水生植物；在滤池中安装堵塞监测杆，并且堵塞监测杆离滤池边界的距离大于20cm；堵塞监测杆上安装环状铜电极，并分别用导线连接,用井间电阻率成像仪器分别连接上两个相近的堵塞监测杆；每间隔3‑6个月时间，进行电阻率监测，通过电阻率的变化来反映堵塞范围和程度。本发明设计简单，经济易行，可实现生态过滤系统的精确监测，为污水的处理和运行维护以及生态过滤系统的持续、高效运行提供技术保障。

Description

可监测堵塞的生态过滤系统

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种可监测堵塞的生态过滤系统。

背景技术

人工生态处理技术（包括人工湿地和生态过滤系统）是20世纪70年代兴起的一种污水处理工程新技术，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，人工生态处理技术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，人工生态处理设施系统内部的堵塞问题已严重影响其持久、高效运行。

目前，对人工生态处理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）来研究人工生态处理系统水力性能特征，并通过人工生态处理系统水力性能来确定是否发生堵塞。然而这种确定堵塞的方法都是针对人工生态处理系统整体进行评价的，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生态处理系统整体进行更换填料或疏通，时间成本高、经济效益差。因此，针对人工生态处理系统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，本发明设计了一种可监测堵塞的生态过滤系统，通过在生态过滤系统中设计2-4根堵塞监测杆，可对中小型生态过滤系统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，通过两根堵塞监测杆上的电极测量断面电阻率的变化，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，为人工生态过滤系统的持续、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中小型生态过滤系统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、堵塞监测准确的新型生态过滤系统，可实现生态过滤系统堵塞区域的精确监测，为生态过滤系统的持续、高效运行提供技术保障。

该生态过滤系统将应用地球物理中的电法勘探与传统生态过滤系统紧密的结合在一起，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生态过滤系统中。

本发明是这样实现的：一种可监测堵塞的生态过滤系统，包括有布水区、滤池、水生植物、堵塞监测杆和集水区。滤池的两侧分别与布水区和集水区相连，滤池的上方种有水生植物；在表面积为10m²-50m²的滤池中固定安装堵塞监测杆，并且堵塞监测杆离滤池边界的距离大于20cm；如果滤池是长方形，则沿长边方向安装2-4根堵塞监测杆，如果滤池是正方形，则各边分别安装2根堵塞监测杆；堵塞监测杆上安装环状铜电极，环状铜电极间距5-10cm，并分别用导线连接，用井间电阻率成像仪器分别连接上两个相近的堵塞监测杆，井间电阻率成像仪器通过堵塞监测杆上的环状铜电极进行电阻率监测，监测方式采用应用地球物理中的井间成像的方式进行。

如果滤池没有发生堵塞，各部分电阻率特征相似，电阻率值差别不大，可认为是均匀电阻率，两根堵塞监测杆之间的电阻率值分布比较平稳；如果滤池出现堵塞，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，此时两根堵塞监测杆之间的电阻率分布在堵塞区域部分将升高，依此可定位两根堵塞监测杆之中发生堵塞的位置。

然后，再连接另外相近的两个堵塞监测杆，按照上面相同的方式实现两根堵塞监测杆之间的堵塞监测，最终实现整个滤池的监测目的。

所述水生植物为美人蕉、芦苇、梭鱼草和菖蒲中的一种。

本发明的有益效果是：本发明针对生态滤池系统的堵塞区域的监测，可填补中小型生态过滤系统堵塞精确监测的空白。该生态过滤系统通过推广，将为农村分散式生活污水的处理、运行维护以及生态过滤系统的持续、高效运行提供技术保障。

附图说明

图1 为本发明实施例可监测堵塞的生态过滤系统结构示意图。

图中标记：1-布水区；2-滤池；3-水生植物；4-第一堵塞监测杆；5-第二堵塞监测杆；6-第三堵塞监测杆；7-第四堵塞监测杆；8-导线；9-环状铜电极；10-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。

实施例：

一种滤池2为正方形的可监测堵塞的生态过滤系统，如图1所示，滤池2表面积为16m²；设有布水区1、滤池2、水生植物3、第一堵塞监测杆4、第二堵塞监测杆5、第三堵塞监测杆6、第四堵塞监测杆7、导线8、环状铜电极9和集水区10 ；布水区1长×宽×高为4×0.2×1.2m，集水区10长×宽×高为4×0.2×1.2m，滤池2长×宽×高为4×4×1.2m；布水区1和集水区10分别位于滤池2的两侧，滤池2中安装有第一堵塞监测杆4、第二堵塞监测杆5、第三堵塞监测杆6和第四堵塞监测杆7，四个堵塞监测杆离滤池2边界为25cm；四个堵塞监测杆环绕有环状铜电极9，环状铜电极9间距为10cm，并分别用导线8连接；滤池2上部种有水生植物3，水生植物3为美人蕉。

污水通过布水区1进入生态过滤系统后，均匀流向滤池2，并使滤池2始终保持污水饱和状态。

首先把第一堵塞监测杆4和第二堵塞监测杆5组成一对，把两根堵塞监测杆上方的连接导线8连上井间电阻率成像仪器，井间电阻率成像仪器通过第一堵塞监测杆4和第二堵塞监测杆5上的环状铜电极9进行电阻率监测，监测方式采用应用地球物理中的井间成像的方式进行。如果滤池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，可认为是均匀电阻率，第一堵塞监测杆4和第二堵塞监测杆5之间的电阻率值分布比较平稳；如果滤池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，此时第一堵塞监测杆4和第二堵塞监测杆5之间的电阻率分布在堵塞区域部分将升高，依此可定位第一堵塞监测杆4和第二堵塞监测杆5之中发生堵塞的位置。

然后依次把第一堵塞监测杆4和第三堵塞监测杆6、第一堵塞监测杆4和第四堵塞监测杆7、第二堵塞监测杆5和第三堵塞监测杆6、第二堵塞监测杆5和第四堵塞监测杆7、第三堵塞监测杆6和第四堵塞监测杆7分别成对组合，分别把成对组合的堵塞监测杆上方的连接导线8连上井间电阻率成像仪器进行电阻率监测，最终实现整个生态过滤系统堵塞监测的目的。

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。

为了更精确的对滤池2进行堵塞监测和定位，可以把每个时间段监测到的数据进行对比，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)

1.一种可监测堵塞的生态过滤系统，其特征在于包括布水区(1)、滤池(2)、水生植物(3)、堵塞监测杆、导线(8)、环状铜电极(9)和集水区（10）；滤池(2)的两侧分别与布水区(1)和集水区（10）相连，滤池(2)的上方种有水生植物(3)；在表面积为10m²-50m²的滤池(2)中固定安装堵塞监测杆，并且堵塞监测杆离滤池(2)边界的距离大于20cm；如果滤池(2)是长方形，则沿长边方向安装2-4根堵塞监测杆，如果滤池(2)是正方形，则各边分别安装2根堵塞监测杆；堵塞监测杆上安装环状铜电极(9)，环状铜电极(9)间距5-10cm，并分别用导线(8)连接，监测时，用井间电阻率成像仪器分别连接上两个相近的堵塞监测杆进行监测；

所述水生植物（3）为美人蕉、芦苇、梭鱼草和菖蒲中的一种。