CN108824361B - 一种用于湿地的防渗净化模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于湿地的防渗净化模块,所述防渗净化模块包括自下而上依次设置的弹性柔性材料层、防渗材料层、第一土工织物层、三维立体透水材料层、第二土工织物层、微生物载体层、第三土工织物层,所述弹性柔性材料层由闭孔泡沫板铺设而成,所述防渗材料层由土工膜铺设而成,所述三维立体透水材料层由合成树脂铺设而成,所述第一土工织物层、第二土工织物层、第三土工织物层均由土工布铺设而成。本发明是将垫层、防水材料及微生物载体层三种功能汇聚在一种复合型材料上,在室内进行加工,减少施工现场施工工序,提高了工作效率,保证了工程质量。

Description

一种用于湿地的防渗净化模块
技术领域
本发明涉及湿地建设领域,特别是涉及一种用于湿地的防渗净化模块。
背景技术
目前,在湿地建设中的硝化池、反硝化池池底及人工湖湖底防渗及净化水质材料微生物载体层的施工,在传统的施工工艺中,基础处理完成后,铺设垫层,铺设防水材料,再进行防水材料上部的覆盖土方回填,最后进行水质净化材料微生物层的施工。
在传统施工中,每个工序不可缺少,在湿地现场施工中,垫层、防水材料铺设、微生物载体层施工,三种功能分为三道工序,逐层施工,分别完成。特别是在铺设防水材料过程中及上部土方回填过程中,稍不小心,就会将防水材料戳穿。在防水材料铺设中,发现后可以进行修补;但在土方回填过程中造成防水材料破坏的,很难发现,将无法进行修复,会严重影响防水效果,存在严重的质量隐患。土方回填完成后,再进行水质净化材料微生物载体层施工。
更为严重的是,每道工序完成,经检验验收合格后,方可进行下道工序的施工,施工工艺复杂,需要大量的机械、人力、材料,成本高,施工工期长,存在严重的质量隐患。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于湿地的防渗净化模块,在湿地建设中,将垫层、防渗材料、微生物载体层多种功能聚集在一起,形成模块化的新型产品,来替代现场施工工序复杂、工期长、成本高、质量不能保证的传统的工艺工法,减少了施工工序,缩短了施工工期,降低了施工成本,从而推动湿地防渗及水质微生物净化技术的应用和发展。
为实现上述目的,本发明提供了一种用于湿地的防渗净化模块,所述防渗净化模块包括自下而上依次设置的弹性柔性材料层、防渗材料层、第一土工织物层、三维立体透水材料层、第二土工织物层、微生物载体层、第三土工织物层,所述弹性柔性材料层由闭孔泡沫板铺设而成,所述防渗材料层由土工膜铺设而成,所述三维立体透水材料层由合成树脂铺设而成,所述第一土工织物层、第二土工织物层、第三土工织物层均由土工布铺设而成,所述弹性柔性材料层、防渗材料层、第一土工织物层之间通过挤压成整体,所述第一土工织物层、三维立体透水材料层、第二土工织物层、微生物载体层、第三土工织物层之间通过防水胶粘接成整体。
优选地,所述弹性柔性材料层、防渗材料层、第一土工织物层之间通过塑料挤出机挤压成整体。
优选地,所述防渗净化模块在安装时,相邻防渗净化模块的防渗材料层之间通过搭接热熔焊接的方式进行拼接,相邻防渗净化模块的第一土工织物层、第二土工织物层、第三土工织物层之间一一对应缝合连接。
优选地,所述弹性柔性材料层的厚度为20mm,所述防渗材料层的厚度大于或等于1mm,所述第一土工织物层的重量大于或等于300g/m2,所述三维立体透水材料层4厚度小于或等于35mm,所述第二土工织物层重量大于或等于300g/m2,所述微生物载体层的厚度小于或等于20mm。
优选地,所述微生物载体层中的载体为合成高分子或人工无机载体,所述合成高分子载体的材质为聚乙烯醇、聚乙二醇或聚氨酯,所述人工无机载体为多孔陶瓷、活性炭、微孔玻璃或泡沫金属中的一种。
基于上述技术方案,本发明的优点是:
本发明的用于湿地的防渗净化模块为了避免传统施工工艺出现的存在安全质量隐患、成本高、施工工期长等弊端,将垫层、防水材料、微生物载体层三种功能集聚在一种复合新型材料上,形成模块;根据现场水质净化需要,更换微生物载体层内的微生物,达到不同的净水目的;复合材料在车间内制作,验收合格,才允许出厂;运至现场,现场安装即可,方便、快捷,所需人员和材料较少,具有很大的经济效益和社会效益。
本发明是将垫层、防水材料及微生物载体层三种功能汇聚在一种复合型材料上,在室内进行加工,减少施工现场施工工序,提高工作效率、保证工程质量,尤其适合湿地建设的硝化池、反硝化池、人工湖防渗及水质净化等工程建设发展的需求,其具体优点如下:
(1)保证工程质量:防渗净化模块集聚了垫层、防渗、净化水质为一体,在室内生产,室内验收,经验收合格才允许出厂,避免了现场由于铺设和上部土方回填造成防水材料被戳破,造成严重的质量隐患的弊端。
(2)缩短了工期:防渗净化模块在加工厂内加工,与现场基础施工同步进行,不占用工期时间,占用工期时间的只是现场安装的时间;同时,节省了传统工艺的垫层及防水材料上部进行土方回填的工序,该工序对回填的碎石或土方、摊铺机械、压实机械有严格的要求,回填时间较长,采用该种防渗净化模块,工期可缩短至少25%。
(3)节约了成本:现场施工只有铺设及安装一个工序,减少了垫层铺设、防水材料上部土方回填及压实,减少了净化水质材料的铺设,节省了大量的人力、机械、材料的运输及施工,大大的节约了现场施工成本,可节约至少15%的现场施工成本,具有良好的经济效益。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为用于湿地的防渗净化模块结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明提供了一种用于湿地的防渗净化模块,新型防渗净化复合材料,形成模块化结构,减少施工工序,达到水质净化的目的。如图1所示,其中示出了本发明的一种优选实施方式。
具体地,所述防渗净化模块包括自下而上依次设置的弹性柔性材料层1、防渗材料层2、第一土工织物层3、三维立体透水材料层4、第二土工织物层5、微生物载体层6、第三土工织物层7,所述弹性柔性材料层1由闭孔泡沫板铺设而成,所述防渗材料层2由土工膜铺设而成,所述三维立体透水材料层4由合成树脂铺设而成,所述第一土工织物层3、第二土工织物层5、第三土工织物层7均由土工布铺设而成,所述弹性柔性材料层1、防渗材料层2、第一土工织物层3之间通过挤压成整体,所述第一土工织物层3、三维立体透水材料层4、第二土工织物层5、微生物载体层6、第三土工织物层7之间通过防水胶粘接成整体。
如图1所示,弹性柔性材料层1作为防渗材料的垫层,保护防渗材料,防止防渗材料被破坏造成漏水,同时具有隔水防渗的双重作用,弹性柔性材料层1的厚度在20mm左右。防渗材料层2隔断上面、下面水的渗透,防止上部的水穿过防渗材料下渗造成水的缺失,防渗材料层2厚度不小于1mm。第一土工织物层3位于防渗材料层2与三维立体透水材料层4之间,保护防渗材料层2,第一土工织物层3重量不小于300g/m2。三维立体透水材料层4位于微生物载体层6的下面,起透水作用,为上面的微生物提供生化反应条件,同时保护防渗材料层2,三维立体透水材料层4厚度不超过35mm。所述第二土工织物层5位于微生物载体层6及三维立体透水材料层4之间,起反滤作用,防止微生物膜中的泥土落入三维立体透水材料层4间,同时将上部的水过滤到三维立体透水材料层4内,为微生物的生化作用提供生化环境,第二土工织物层5重量不小于300g/m2,微生物载体层6厚度不大于20mm。
所述微生物载体层6是净化的核心层,其微生物载体具有很大的比表面积,根据实际需要,在微生物载体内预先培养微生物群落,形成微生物膜。利用微生物载体中的微生物与污水中的污染物质发生生物-化学反应、吸附等作用,从而去除污水中的污染物。
根据净化污水功能的不同,可在微生物载体层6上培养不同的生物群落,如:以氮的去除为主,在微生物载体层6上培养氨化菌、亚硝化菌、反硝化菌、脱氮菌等;以磷的去除为主,在微生物载体层6上培养不动杆菌、气单胞菌、假单胞菌、棒状菌群、肠杆菌科、反硝化聚磷菌等。
微生物载体层6可以是合成高分子载体(如聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氨酯等)也可以人工无机载体材料(如多孔陶瓷、活性炭、微孔玻璃、泡沫金属等)。
微生物载体层6微生物的培养采用固定化微生物培养,将选用的微生物固定在选证的载体上,使其高度密集并保持生物活性,在适宜条件下能够快速、大量增殖。这种培养方法应用于废水处理,有利于提高生物反应器内微生物(尤其是特殊功能的微生物)的浓度,有利于微生物抵抗不利环境的影响,有利于反应后的固液分离,缩短处理所需的时间。
在微生物的固定化方法中,以包埋法最为常用。它的原理是将生物体细胞截留在水不溶性的凝胶聚合物孔隙的网络中,通过聚合作用或通过离子网络形成,或通过沉淀作用,或通过改变溶剂、温度、pH值使细胞截留。凝胶聚合物的网络可以阻止细胞的泄露,同时能让基质渗入和产物扩散出来。
进一步,所述微生物载体层6具有如下功能:
BOD5的去除:污水在与微生物膜接触过程中,污水中的有机物通过微生物的吸附、生化分解、转化等作用,有的被降解,有的形成新的微生物,达到去除BOD5的目的。
氮的去除:主要脱氮微生物有氨化菌、亚硝化菌、反硝化菌、脱氮菌等,将脱氮微生物培植在微生物载体上,形成微生物膜。湿地的在硝化池、反硝化池及人工湖中,氮的存在形式为有机氮和氨氮的形式存在,有机氮经水解为氨基酸,氨基酸通过微生物分解为氨氮,氨氮在消化菌的作用下转化为亚硝酸氮和亚硝酸盐氮,亚硝酸氮和亚硝酸盐氮在脱氮菌的作用下转换为氮气排放到大气中,达到高效处氮的目的。
磷的去除:主要聚磷微生物有不动杆菌、气单胞菌、假单胞菌、棒状菌群、肠杆菌科、反硝化聚磷菌等。磷的存在形式以磷酸根存在,聚鳞生物与各种磷酸根形式存在的磷酸盐中的磷发生生化反应,形成使水体中的溶解态磷转化为不可溶解态,继而沉降去除。
重金属的去除:对重金属有吸附能力的微生物有丝状真菌(对Cd、Pb、Ni、Zn的吸附能力较强)、酵母(对Cu、Cd、Ni吸附能力较强)等。污水中重金属的以重金属盐的形式存在。微生物通过细胞壁与重金属盐进行吸附,再通过相应的生物-化学反应,形成不溶于水的金属化合物而沉淀,达到去除污水或淤泥中重金属的目的。
所述第三土工织物层7主要作用为透水过滤,保护下面的微生物载体层6。该第三土工织物层7的厚度较薄,开始工作运行时,该薄膜脱落,露出微生物载体层6。
通过使用本发明的防渗净化模块的反硝化池中,在微生物载体附上硝化菌反硝化菌等微生物,由原来的氮去除率25%增加到40%,去除率增加15%,效果显著。在人工湖中,在微生物载体附上硝化菌、反硝化菌、聚磷微生物等多种微生物,BOD5由原来的去除率30%增加到40%,增加10%;CODCr由原来的去除率35%增加到50%,增加15%;NH3-N由原来的去除率15%增加到25%,增加10%;TP由原来的去除率20%增加到30%,增加10%,效果显著。
本发明的用于湿地的防渗净化模块采用模块化设计,可在工厂直接完成生产。其中,所述第一土工织物层3、第二土工织物层5、第三土工织物层7均由土工布铺设而成,所述弹性柔性材料层1、防渗材料层2、第一土工织物层3之间通过挤压成整体。更优选地,所述弹性柔性材料层1、防渗材料层2、第一土工织物层3之间通过塑料挤出机挤压成整体。所述第一土工织物层3、三维立体透水材料层4、第二土工织物层5、微生物载体层6、第三土工织物层7之间通过防水胶粘接成整体
进一步,所述防渗净化模块在安装时,相邻防渗净化模块的防渗材料层2之间通过搭接热熔焊接的方式进行拼接,搭接宽度微10~15cm。相邻防渗净化模块的第一土工织物层3、第二土工织物层5、第三土工织物层7之间一一对应缝合连接,其搭接宽度10~15cm,采用专用的缝纫机以及与土工布相同材质的缝合线进行缝合。
本发明的用于湿地的防渗净化模块为了避免传统施工工艺出现的存在安全质量隐患、成本高、施工工期长等弊端,将垫层、防水材料、微生物载体层三种功能集聚在一种复合新型材料上,形成模块;根据现场水质净化需要,更换微生物载体层内的微生物,达到不同的净水目的;复合材料在车间内制作,验收合格,才允许出场;运至现场,现场安装即可,方便、快捷,所需人员和材料较少,具有很大的经济效益和社会效益。
本发明是将垫层、防水材料及微生物载体层三种功能汇聚在一种复合型材料上,在室内进行加工,减少施工现场施工工序,提高工作效率、保证工程质量,尤其适合湿地建设的硝化池、反硝化池、人工湖防渗及水质净化等工程建设发展的需求,其具体优点如下:
(1)保证工程质量:防渗净化模块集聚了垫层、防渗、净化水质为一体,在室内生产,室内验收,经验收合格才允许出厂,避免了现场由于铺设和上部土方回填造成防水材料被戳破,造成严重的质量隐患的弊端。
(2)缩短了工期:防渗净化模块在加工厂内加工,与现场基础施工同步进行,不占用工期时间,占用工期时间的只是现场安装的时间;同时,节省了传统工艺的垫层及防水材料上部进行土方回填的工序,该工序对回填的碎石或土方、摊铺机械、压实机械有严格的要求,回填时间较长,采用该种防渗净化模块,工期可缩短至少25%。
(3)节约了成本:现场施工只有铺设及安装一个工序,减少了垫层铺设、防水材料上部土方回填及压实,减少了净化水质材料的铺设,节省了大量的人力、机械、材料的运输及施工,大大的节约了现场施工成本,可节约至少15%的现场施工成本,具有良好的经济效益。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本发明技术方案的精神,其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (5)

1.一种用于湿地的防渗净化模块,其特征在于:所述防渗净化模块包括自下而上依次设置的弹性柔性材料层(1)、防渗材料层(2)、第一土工织物层(3)、三维立体透水材料层(4)、第二土工织物层(5)、微生物载体层(6)、第三土工织物层(7),所述弹性柔性材料层(1)由闭孔泡沫板铺设而成,所述防渗材料层(2)由土工膜铺设而成,所述三维立体透水材料层(4)由合成树脂铺设而成,所述第一土工织物层(3)、第二土工织物层(5)、第三土工织物层(7)均由土工布铺设而成,所述弹性柔性材料层(1)、防渗材料层(2)、第一土工织物层(3)之间通过挤压成整体,所述第一土工织物层(3)、三维立体透水材料层(4)、第二土工织物层(5)、微生物载体层(6)、第三土工织物层(7)之间通过防水胶粘接成整体。
2.根据权利要求1所述的防渗净化模块,其特征在于:所述弹性柔性材料层(1)、防渗材料层(2)、第一土工织物层(3)之间通过塑料挤出机挤压成整体。
3.根据权利要求1所述的防渗净化模块,其特征在于:所述防渗净化模块在安装时,相邻防渗净化模块的防渗材料层(2)之间通过搭接热熔焊接的方式进行拼接,相邻防渗净化模块的第一土工织物层(3)、第二土工织物层(5)、第三土工织物层(7)之间一一对应缝合连接。
4.根据权利要求1所述的防渗净化模块,其特征在于:所述弹性柔性材料层(1)的厚度为20mm,所述防渗材料层(2)的厚度大于或等于1mm,所述第一土工织物层(3)的重量大于或等于300g/m2,所述三维立体透水材料层(4)厚度小于或等于35mm,所述第二土工织物层(5)重量大于或等于300g/m2,所述微生物载体层(6)的厚度小于或等于20mm。
5.根据权利要求1所述的防渗净化模块,其特征在于:所述微生物载体层(6)中的载体为合成高分子或人工无机载体,所述合成高分子载体的材质为聚乙烯醇、聚乙二醇或聚氨酯,所述人工无机载体为多孔陶瓷、活性炭、微孔玻璃或泡沫金属中的一种。
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