CN109734194A - 防堵塞与通气的潜流人工湿地系统 - Google Patents

防堵塞与通气的潜流人工湿地系统 Download PDF

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孙志华
李诗尧
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Abstract

本发明提供一种防堵塞与通气的潜流人工湿地系统，通过防渗层（2）形成一池状区域，池状区域中依次设有种植土层（3）、填料层（4）、支撑栅格板（6）和布水与冲洗系统层（7），种植土层（3）与填料层（4）之间设有穿孔管（14）和竖直向上的通气管（12），布水与冲洗系统层（7）包含至少一条冲洗通道，冲洗通道上方设有网孔状的支撑栅格板（6）。与现有技术相比，本发明不仅能在处理废水方面具有显著效果，而且能定期排渣，解决了目前人工湿地长期运行造成的堵塞问题，解决了目前人工湿地处理废水时水中无足够溶解氧造成植物生长缓慢或死亡而使系统处理效率降低，从而使人工湿地能够保持最佳的处理能力。

Description

防堵塞与通气的潜流人工湿地系统
技术领域
本发明涉及潜流人工湿地废水处理领域，主要涉及的是一种防堵塞与通气的潜流人工湿地系统。
背景技术
目前，常用的潜流人工湿地是用人工筑成水池或沟槽，底面铺设防渗漏隔水层，填充一定深度的填料和土壤层，种植芦苇、香蒲等类的维管束植物或根系发达的水生植物，废水由湿地的进水口进入，以潜流方式与布满生物膜的介质和植物根区接触而获得净化的一种废水处理系统。但是，从目前已有的实践工程来看，人工湿地的长期运行尚缺少安全保障，长时间的运行容易造成人工湿地的堵塞和植物根系供氧不足等问题。究其原因，一方面因为人工湿地中的基质层对废水中的颗粒污染物的截留作用；另一方面因为基质上的生物膜由于长时间的堆积和老化致使生物膜脱落、积累，从而导致人工湿地的堵塞出水不畅和出水SS偏高；再者来的污水里溶解氧浓度低，植物的生长不利。降低了人工湿地的处理效果和使用年限等。
发明内容
本发明者的目的在于提供一种能够有效克服潜流人工湿地在实际工作中因长期运行导致系统堵塞、处理能力降低的问题及潜流人工湿地透气性差影响植物生长而降低人工湿地处理废水效率的问题，增加人工湿地防堵塞性能、排杂能力及系统通气性能。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：包括防渗层（2），该防渗层（2）包含侧边和底边并形成一个上部呈开放状的池状区域，在池状区域中从上向下呈层状依次设有种植土层（3）、填料层（4）、支撑栅格板（6）和布水与冲洗系统层（7）。
所述的种植土层（3）与填料层（4）之间设有穿孔管（14），该穿孔管（14）为设有孔洞的网孔状管，从填料层（4）的下部竖直向上设有穿过种植土层（3）的通气管（12），该通气管（12）与穿孔管（14）相连通，通气管（12）上设有阀门（13）。
所述的布水与冲洗系统层（7）包含至少一条冲洗通道，冲洗通道上方设有支撑栅格板（6），支撑栅格板（6）为网孔状板，所述布水与冲洗系统层（7）的冲洗通道设有进水口（10），末端设有冲洗排放出口（9）和阀门。
在所述的种植土层（3）中可以种植净化植物（1）形成净化植物层。
上述的填料层（4）为厌氧净化层。
进一步地，所述的种植土层（3）与填料层（4）之间最好设有集排水管（11），优选地，该集排水管（11）与穿孔管（14）相连通。厌氧净化层上部和种植土层（3）中可以种植净化植物（1）形成净化植物表层，在多维填料中布置有通气管（12）穿过种植土层（3）通向上部。
上述的通气管（12）与穿孔管（14）相连，通气管（12）上设有阀门（13），可调节通气量大小和控制潜流人工湿地内部温度。
进一步地，上述的填料层（4）与支撑栅格板（6）之间最好设有填料支撑层（5）。
该填料支撑层（5）由鹅卵石或类似的物体构成。
再进一步地，至少在所述的植土层（3）和/或填料层（4）与防渗层（2）的一个侧壁之间设有包围层（51），该包围层（51）与填料支撑层（5）或填料层（4）的填料相同或者为填料支撑层（5）和填料层（4）的地者填料的任意比例的混合体。
进一步地，上述的布水与冲洗系统层（7）最好由若干条并行的通道构成，通道之间设有通道隔壁（8）。
实际使用时，废水经进水管（10）进入垂直潜流人工湿地内部，水流方向设计为自下而上的方式，有机废水经布水与冲洗系统层（7）进行杂质的沉淀和水力的均匀分布，经厌氧生物膜法、净化植物、土壤和植物根系的共同作作下净化废水中的有机物和氮、磷等营养物质及重金属物质，经集排水管（11）收集后排出；填料中脱落的厌氧生物膜经支撑栅格板（6）回流到布水与冲洗系统层（7）内，进水沉淀的杂质和脱落的生物膜等经冲洗排放管道出口（9）和阀门定期排出人工湿地系统，可以达到净化和防堵塞的目的；同时外界的空气通过通气管（12）和集排水管（11）进入到人工湿地的厌氧净化层顶部或种植土层（3），为植物根系提供气体，通气管（12）上的阀门（13）可调节通气量大小，并能控制潜流人工湿地内部温度。
实际使用时，废水经进水管（10）进入水平潜流人工湿地内部，水流方向设计为水平的方式，有机废水经布水侧进行水力的均匀分布，经厌氧生物膜法、净化植物、土壤和植物根系的共同作作下净化废水中的有机物和氮、磷等营养物质及重金属物质，经集水侧收集后排出；填料中脱落的厌氧生物膜经支撑栅格板（6）回流到布水与冲洗系统层（7）内，进水沉淀的杂质和脱落的生物膜等经冲洗排放管道出口（9）和阀门定期排出人工湿地系统，可以达到净化和防堵塞的目的；同时外界的空气通过通气管（12）和穿孔管（14）进入到人工湿地的厌氧净化层顶部或种植土层（3），为植物根系提供气体，通气管（12）上的阀门（13）可调节通气量大小，并能控制潜流人工湿地内部温度。
与现有技术相比，本发明不仅能在处理废水方面具有显著效果，而且能定期排渣，解决了目前人工湿地长期运行造成的堵塞问题，解决了目前人工湿地处理废水时水中无足够溶解氧造成植物生长缓慢或死亡而使系统处理效率降低，从而使人工湿地能够保持最佳的处理能力。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是本发明实施例1穿孔管的结构示意图。
图3是图1侧视的的结构示意图。
图4是图3仰视的的结构示意图。
图5是本发明实施例2的结构示意图。
图6是图5侧视的的结构示意图。
图中所示：1.净化植物，2.防渗层，3.营养土，4.填料，5. 填料支撑层，6. 支撑栅格板，7. 布水与冲洗系统层，8. 通道隔壁，9. 冲洗排放管道出口，10.进水管，11.集排水管，12.通气管，13.阀门，14，穿孔管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1：参照图1-4，是本发明实施例1的结构示意图。包括防渗层（2），该防渗层（2）包含侧边和底边并形成一个上部呈开放状的池状区域，在池状区域中从上向下呈层状依次设有种植土层（3）、填料层（4）、支撑栅格板（6）和布水与冲洗系统层（7）。
植土层（3）选择任何的一种适宜植物生长的基料，如壤土或类似的生长基质均可。
所述的填料层（4）为厌氧净化层。优选鹅卵石、砾石或其他无机填料，为厌氧微生物提供生长的载体。
所述的种植土层（3）与填料层（4）之间设有穿孔管（14），该穿孔管（14）为设有孔洞的网孔状管，从填料层（4）的下部竖直向上设有穿过种植土层（3）的通气管（12），该通气管（12）与穿孔管（14）相连通，通气管（12）上设有阀门（13）。
所述的布水与冲洗系统层（7）包含多条冲洗通道，冲洗通道上方设有支撑栅格板（6），支撑栅格板（6）为网孔状板，多条冲洗通道之间设置通道隔壁8，使所述布水与冲洗系统层（7）形成并列的多条渠道状冲洗通道，所述冲洗通道设有进水口（10），末端设有冲洗排放出口（9）和阀门；在所述的种植土层（3）中可以种植净化植物（1）形成净化植物层。所述的冲洗通道中还可设置支撑柱，以增加冲洗通道牢固度。
所述的种植土层（3）与填料层（4）之间设有集排水管（11），该集排水管（11）与穿孔管（14）相连通。厌氧净化层上部和种植土层（3）中可以种植净化植物（1）形成净化植物表层，在多维填料中布置有通气管（12）穿过种植土层（3）通向上部。
上述的通气管（12）与穿孔管（14）相连，通气管（12）上设有阀门（13），可调节通气量大小和控制潜流人工湿地内部温度。
所述的填料层（4）与支撑栅格板（6）之间设有填料支撑层（5）。该填料支撑层（5）由鹅卵石或类似的物体构成。优选12-15厘米的鹅卵石。
一般情况下，所述填料层（4）的鹅卵石规格小于填料支撑层（5）的鹅卵石规格。
实际使用时，废水经进水管（10）进入垂直潜流人工湿地内部，水流方向设计为自下而上的方式，有机废水经布水与冲洗系统层（7）进行杂质的沉淀和水力的均匀分布，经厌氧生物膜法、净化植物、土壤和植物根系的共同作作下净化废水中的有机物和氮、磷等营养物质及重金属物质，经集排水管（11）收集后排出；填料中脱落的厌氧生物膜经支撑栅格板（6）回流到布水与冲洗系统层（7）内，进水沉淀的杂质和脱落的生物膜等经冲洗排放管道出口（9）和阀门定期排出人工湿地系统，可以达到净化和防堵塞的目的；同时外界的空气通过通气管（12）和集排水管（11）进入到人工湿地的厌氧净化层顶部或种植土层（3），为植物根系提供气体，通气管（12）上的阀门（13）可调节通气量大小，并能控制潜流人工湿地内部温度。
实际使用时，废水经进水管（10）进入水平潜流人工湿地内部，水流方向设计为水平的方式，有机废水经布水侧进行水力的均匀分布，经厌氧生物膜法、净化植物、土壤和植物根系的共同作作下净化废水中的有机物和氮、磷等营养物质及重金属物质，经集水侧收集后排出；填料中脱落的厌氧生物膜经支撑栅格板（6）回流到布水与冲洗系统层（7）内，进水沉淀的杂质和脱落的生物膜等经冲洗排放管道出口（9）和阀门定期排出人工湿地系统，可以达到净化和防堵塞的目的；同时外界的空气通过通气管（12）和穿孔管（14）进入到人工湿地的厌氧净化层顶部或种植土层（3），为植物根系提供气体，通气管（12）上的阀门（13）可调节通气量大小，并能控制潜流人工湿地内部温度。
实施例2：参照图5和6，是本发明实施例2的结构示意图，与实施例1的不同之处在于：在所述的植土层（3）和填料层（4）与防渗层（2）的侧壁之间设有包围层（51），该包围层（51）与填料支撑层（5）或填料层（4）的填料相同或者为填料支撑层（5）和填料层（4）的地者填料的任意比例的混合体。
当然，包围层（51）也可根据需要设置，在所述的植土层（3）和/或填料层（4）与防渗层（2）的一个或几个侧壁之间设置。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变化和改进，也都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种防堵塞与通气的潜流人工湿地系统，包括防渗层（2），该防渗层（2）包含侧边和底边并形成一个上部呈开放状的池状区域，其特征在于：在池状区域中从上向下呈层状依次设有种植土层（3）、填料层（4）、支撑栅格板（6）和布水与冲洗系统层（7），
所述的种植土层（3）与填料层（4）之间设有穿孔管（14），该穿孔管（14）为设有孔洞的网孔状管，从填料层（4）的下部竖直向上设有穿过种植土层（3）的通气管（12），该通气管（12）与穿孔管（14）相连通，通气管（12）上设有阀门（13）；
所述的布水与冲洗系统层（7）包含至少一条冲洗通道，冲洗通道上方设有支撑栅格板（6），支撑栅格板（6）为网孔状板，所述布水与冲洗系统层（7）的冲洗通道设有进水口（10），末端设有冲洗排放出口（9）和阀门。
2.如权利要求1所述的防堵塞与通气的潜流人工湿地系统，其特征在于：所述的种植土层（3）与填料层（4）之间设有集排水管（11）。
3.如权利要求2所述的防堵塞与通气的潜流人工湿地系统，其特征在于：所述的集排水管（11）与穿孔管（14）相连通。
4. 如权利要求1 、2或3所述的防堵塞与通气的潜流人工湿地系统，其特征在于：所述的填料层（4）与支撑栅格板（6）之间设有填料支撑层（5）。
5.如权利要求4所述的防堵塞与通气的潜流人工湿地系统，其特征在于：所述的该填料支撑层（5）由鹅卵石或类似的物体构成。
6.如权利要求4所述的防堵塞与通气的潜流人工湿地系统，其特征在于：至少在所述的植土层（3）和/或填料层（4）与防渗层（2）的一个侧壁之间设有包围层（51），该包围层（51）与填料支撑层（5）或填料层（4）的填料相同或者为填料支撑层（5）和填料层（4）的地者填料的任意比例的混合体。
7.如权利要求5所述的防堵塞与通气的潜流人工湿地系统，其特征在于：至少在所述的植土层（3）和/或填料层（4）与防渗层（2）的一个侧壁之间设有包围层（51），该包围层（51）与填料支撑层（5）或填料层（4）的填料相同或者为填料支撑层（5）和填料层（4）的地者填料的任意比例的混合体。
8.如权利要求4所述的防堵塞与通气的潜流人工湿地系统，其特征在于：所述的布水与冲洗系统层（7）由若干条并行的通道构成，通道之间设有通道隔壁（8）。
9.如权利要求5所述的防堵塞与通气的潜流人工湿地系统，其特征在于：所述的布水与冲洗系统层（7）由若干条并行的通道构成，通道之间设有通道隔壁（8）。
10.如权利要求6所述的防堵塞与通气的潜流人工湿地系统，其特征在于：所述的布水与冲洗系统层（7）由若干条并行的通道构成，通道之间设有通道隔壁（8）。
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