CN110316833B - 多层次反冲洗防堵人工湿地系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多层次反冲洗防堵人工湿地，包括：外池、拦网、多个子湿地系统、隔水墙、次级拦截网、多个排泥口、多层过滤层、承托层、火山石层、细沙层、轻质填料层、有机层、种植板、水生植物、集水槽、多层反冲洗管路、支管、总管、两组出水孔、导管、净水出口、外接气泵和压力水泵；本发明结构简单，操作方便能够根据湿地堵塞情况分层次进行冲洗，其出水孔设置成倾斜的结构使喷出的水形成旋涡状，相较于直流冲洗方式能够能有效的清除过滤层上堵塞的污染物，达到节水快速高效的反冲洗效果。

Description

多层次反冲洗防堵人工湿地系统

技术领域

本发明涉及人工湿地污水处理技术领域。更具体地说，本发明涉及一种多层次反冲洗防堵人工湿地系统。

背景技术

人工湿地是现有技术中解决轻污染的污水的重要手段，其环保高效，但是人工湿地也有许多弊端，容易堵塞等。人工湿地系统的水流状态是维持系统正常运行、保证湿地充分发挥净化效果的重要因素，但是在发生堵塞后，基质的渗透系数会急剧下降，过水能力也随之降低，长时期不进行冲洗或者处理会导致湿地内缺氧引发厌氧发酵，引起恶臭、蚊蝇滋生，缩短人工湿地的运行寿命；

现有的人工湿地均为水平铺设，在排堵方面一般采用反冲洗、化学药剂、或对污水进行曝气，其一方面花费的水多，但是效果有限，另一方面采用化学药剂进行排堵也会影响人工湿地的整个生态体系，对湿地中的生物菌种有影响；

需要一种能有效节水，而且能够方便操作的防封堵人工湿地系统。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种多层次反冲洗防堵人工湿地系统，其结构简单，操作方便能够根据湿地堵塞情况分层次进行冲洗，其出水孔设置成倾斜的结构使喷出的水形成旋涡状，相较于直流冲洗方式能够有效的清除过滤层上堵塞的污染物，达到节水快速高效的反冲洗效果。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种多层次反冲洗防堵人工湿地系统，包括：

外池，其一边角处设有污水进口，所述污水进口处设有拦网；

多个子湿地系统，其间隔均匀的设置在所述外池内，与所述外池等高；每一子湿地系统 包括：

隔水墙，其由四面组成，围成一个方形空间，所述隔水墙靠近下部设有水平的次级拦截网，所述次级拦截网与所述隔水墙的内壁固接，所述隔水墙的下部设有多个排泥口，所述排泥口位于所述次级拦截网的下部；

多层过滤层，其水平设置在所述方形空间内，次级拦截网的上部，所述次级拦截网和所述多层过滤层的最底面之间有10-15cm的距离，多层过滤层的中心均向上凸起，形成一个弧形，所述多层过滤层由下至上依次为，承托层、火山石层、细沙层、轻质填料层、有机层和种植板，所述种植板上栽种有水生植物，其中，所述承托层为防腐蚀硬质材料网架，所述承托层中部向上凸起，且与所述隔水墙固接，所述承托层的孔径略小于所述火山石层的粒径；

集水槽，其竖直截面为L形，所述集水槽沿所述隔水墙的周向水平设置，且所述集水槽的一端与所述隔水墙的外侧壁上部固接，所述集水槽和多层过滤层之间用滤水网隔开；

多层反冲洗管路，其间隔设置在多层过滤层之间，所述反冲洗管路为圆环形，所述反冲洗管路上设有两组出水孔，两组出水孔均沿所述反冲洗管路的轴向设置，一组出水孔位于圆环形反冲洗管路的内侧，另一组出水孔位于圆环形反冲洗管路的外侧，所述出水孔的朝向均与水平面呈45°，且所述出水孔的出水方向与所述出水孔中心所在的竖直截面夹角为30°～60°，所述反冲洗管路通过支管与总管连接，所述支管为多通管，所述支管的子通口个数与所述多层反冲洗管的层数对应，所述反冲洗管路与所述隔水墙围成的空间的中心轴同轴设置；

其中，多个子湿地系统的集水槽通过导管连通，所述集水槽内上还设有净水出口；所述总管一端封闭，另一端管外接气泵和压力水泵。

优选的是，所述轻质填料层具体为EPS发泡颗粒物、轻质海绵、轻质PE颗粒中的一种或几种。

优选的是，次级拦截网下部的空间的四个边角处通过混凝土填充，使次级拦截网下部的空间为圆柱形，所述圆柱形的截面为所述方形空间的内切圆。

优选的是，种植板上栽种的水生植物由外向中心处呈包围装置，最外层种植深根丛生型植物：皇竹草、芦竹、旱伞竹、野茭草、薏米、纸莎草；近一层种植深根散养型植物：香蒲、菖蒲、水葱、藨草、水莎草、野山姜；最内层种植浅根散生型植物：美人蕉、芦苇、荸荠、慈姑、莲藕。

优选的是，所述隔水墙围成的空间底部用水泥砂浆有中间向两端分别抹出坡度为5°的坡度。

优选的是，每一层反冲洗管路与支管连接处均设有一个电子出水阀，所述支管与总管连接处设有子湿地系统电子出水总阀。

优选的是，所述次级拦截网上部靠近所述次级拦截网的隔水墙侧壁处开设有排污口，所述排污口处设有电磁阀门。

本发明至少包括以下有益效果：

第一、该系统通过将多层填料层设置成弧形，增大了污水与过滤层的接触面积，利用不同植物的根系长度不同、处理污水的能力不同、处理的污染物质不同，对植物进行组合，有效的对污水进行处理，一方面增大植物根系和污水的接触面积，提高人工湿地的污水处理效率，另一方面也能够有效提高处理后的水的水质；

第二、反冲洗管路设置成环形，出水孔倾斜设置，且出水方向设置成与竖直面呈一定夹角，反冲洗管路设置成多层，间隔设置在过滤层之间，根据湿地堵塞情况分层次冲洗，保证各个过滤层均有一定的水压进行斜向冲洗，其出水孔设置成倾斜的结构使喷出的水形成旋涡状，相较于直流冲洗方式能够能有效的清除过滤层上堵塞的污染物，达到节水快速高效的反冲洗效果；

第三、每层反冲洗管路与支管连接处设置电子出水阀，在子湿地系统对应的支管与总管连接处设置子湿地系统电子出水总阀，能够仅对需要进行排淤冲洗的子湿地系统进行单独冲洗，或者对子湿地系统内的单一过滤层进行冲洗，节约水资源，也能保证较大的冲洗压力。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的其中一种技术方案所述多层次反冲洗防堵人工湿地系统的子湿地系统结构示意图；

图2为本发明的其中一种技术方案所述多层次反冲洗防堵人工湿地系统的反冲洗管路结构示意图；

图3为本发明的其中一种技术方案所述多层次反冲洗防堵人工湿地系统的总结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1-3所示，本发明提供一种多层次反冲洗防堵人工湿地系统，包括：

外池1，其一边角处设有污水进口，所述污水进口处设有拦网，其孔径为60-100目，以拦截体积大的污染物，对污水进行初步分离；

多个子湿地系统，其间隔均匀的设置在所述外池1内，与所述外池1等高，具体为呈行列间隔均匀设置，一方面节约用地另一方面方便布施管道；

每一子湿地系统 包括：

隔水墙2，其由四面组成，围成一个方形空间，所述隔水墙2的上边沿略低于所述外池1的上边沿，所述隔水墙2靠近下部设有水平的次级拦截网3，所述次级拦截网3的孔径为60-100目，所述次级拦截网3距离所述方形空间的底部20cm～30cm，形成初滤层，所述次级拦截网3与所述隔水墙2的内壁固接，所述隔水墙2的下部设有多个排泥口15，所述排泥口15位于所述次级拦截网3的下部；

多层过滤层，其水平设置在所述方形空间内，次级拦截网3的上部，所述次级拦截网3和所述多层过滤层的最底面之间有10-15cm的距离，多层过滤层的中心均向上凸起，形成一个弧形，所述多层过滤层由下至上依次为，承托层17、火山石层4、细沙层5、轻质填料层6、有机层7和种植板8，所述种植板8上栽种有水生植物，其中，所述承托层17为防腐蚀硬质材料网架，所述承托层17中部向上凸起，且与所述隔水墙2固接，所述承托层17的孔径略小于所述火山石层4的粒径，承托层17具体为涂覆有耐酸碱腐蚀漆的实心钢筋网，其钢筋的直径约0.2-0.3cm；

其中，所述火山石层4的厚度为25-30cm，其铺设在所述承托层17上，细沙层5 的厚度为5cm，有机层7为软黏土，其厚度为20cm，以富集多样微生物，轻质填料层6为EPS发泡颗粒物、轻质海绵、轻质PE颗粒中的一种或几种；

集水槽9，其竖直截面为L形，所述集水槽9沿所述隔水墙2的周向水平设置，且所述集水槽9的一端与所述隔水墙2的外侧壁上部固接，所述集水槽9的侧壁的最高点高于所述外池1的侧壁的最高点，以防止污水污染净化后的水，所述集水槽9和多层过滤层之间用滤水网10隔开；

多层反冲洗管路11，其间隔设置在多层过滤层之间，所述反冲洗管路11弯曲设置为圆环形，其中，所述反冲洗管路11的圆环形直径可相同，可也不同，但均小于所述方形空间的内切圆的直径，所述反冲洗管路11上设有两组出水孔18，两组出水孔18均沿所述反冲洗管路11的轴向设置，一组出水孔18位于圆环形反冲洗管路11 的内侧，另一组出水孔18位于圆环形反冲洗管路11的外侧，所述出水孔18的朝向均与水平面呈45°，且所述出水孔18的出水方向与所述出水孔18中心所在的竖直截面夹角为30°～60°，以使多个出水孔18喷出的水形成漩涡状，所述反冲洗管路 11通过支管12与总管19侧壁连通，所述支管12为多通管，所述支管12的子通口个数与所述多层反冲洗管的层数对应，所述反冲洗管路11与所述隔水墙2围成的空间的中心轴同轴设置；

其中，多个子湿地系统的集水槽9通过导管连通，所述集水槽9内上还设有净水出口 21，以使净化好的水从出口流出进行收集；所述总管19一端封闭，另一端管外接气泵和压力水泵20。

其中，本发明的子湿地系统深1.5m-2m，长宽比值在1-1.5之间，水平截面积不超过12m²，所述子湿地系统的底部还按照现有的传统的人工湿地设备设有曝气结构，其包括空气压缩机、曝气管、曝气头，曝气气水比值设置为3～3.5，使溶解氧浓度在0.6-0.7mg/1 之间，所述曝气管距离所述方形空间的底部0.2m；

在这种技术方案中，使用过程中，污水净化是将污水通过进水口22，排放至外池1内，外池1内的水通过隔水墙2底部的排泥口15进入至方形空间内，进行过滤与初沉，污泥沉积在方形空间底部，污水通过多层过滤层和有机层7内的微生物、以及植物根系进行净化，除水中的SS、COD、氨氮等污染物，净化后的水通过隔水墙2上层的滤水网10 进入至集水槽9内进行累积，通过定期抽集水槽9内累积的干净水质的水，达到不断净化污水的效果，当湿地系统发生堵塞时，首先排干湿地系统内的污水，打开总管19的外接水阀，进行湿地的反冲洗，通过将反冲洗管路设置成环形，出水孔18倾斜设置，使喷出的水形成旋涡状，使过滤层上的堵塞物能快速的冲洗掉，相较于直流冲洗消耗更少的水资源，采用该技术方案，其结构简单，操作方便能够根据湿地堵塞情况分层次冲洗，保证各个过滤层均有一定的水压进行斜向冲洗，其出水孔18设置成倾斜的结构使喷出的水形成旋涡状，相较于直流冲洗方式能够有效的清除过滤层上堵塞的污染物，达到节水快速高效的反冲洗效果。

在另一种技术方案中，所述轻质填料层6具体为EPS发泡颗粒物、轻质海绵、轻质PE颗粒中的一种或几种，采用该技术方案，能够有效减轻过滤层对下层的过滤层的压力，防止因上层的过滤层的重量太大导致下层的过滤层的空隙密度变小，容易发生堵塞。

在另一种技术方案中，次级拦截网3下部的空间的四个边角处通过混凝土填充，使次级拦截网3下部的空间为圆柱形，所述圆柱形的截面为所述方形空间的内切圆，采用该技术方案，能有效防止污泥堆堵在方形空间的角落，长时间不置换容易使腐生质无氧发酵堆积变臭，使整个湿地系统的污水处理效果受到影响。

在另一种技术方案中，种植板8上栽种的水生植物由外向中心处呈包围装置，最外层种植深根丛生型植物：皇竹草、芦竹、旱伞竹、野茭草、薏米、纸莎草；近一层种植深根散养型植物：香蒲、菖蒲、水葱、藨草、水莎草、野山姜；最内层种植浅根散生型植物：美人蕉、芦苇、荸荠、慈姑、莲藕，采用该技术方案，利用不同植物的根系长度不同、处理污水的能力不同、处理的污染物质不同，对植物进行组合，有效的对污水进行处理，一方面增大植物根系和污水的接触面积，提高人工湿地的污水处理效率，另一方面也能够有效提高处理后的水的水质。

在另一种技术方案中，所述隔水墙2围成的空间底部用水泥砂浆有中间向两端分别抹出坡度为5°的坡度，采用该技术方案，使污泥通过重力向排泥口15移除，有效防止污泥堆积在方形空间底部造成人工湿地堵塞。

在另一种技术方案中，每一层反冲洗管路与支管12连接处均设有一个电子出水阀13，所述支管12与总管19连接处设有子湿地系统电子出水总阀14，采用该技术方案可以仅对需要进行排淤冲洗的子湿地系统进行单独冲洗，或者对子湿地系统内的单一过滤层进行冲洗，节约水资源，也能保证较大的冲洗压力。

在另一种技术方案中，所述次级拦截网3上部靠近所述次级拦截网3的隔水墙侧壁处开设有排污口16，所述排污口16处设有电磁阀门，采用该技术方案，在进行反冲洗操作时将电磁阀门打开，方便反冲洗管路将过滤层间堵塞的堵塞物冲洗排出，以免堵塞次级过滤网。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.多层次反冲洗防堵人工湿地系统，其特征在于，包括：

外池，其一边角处设有污水进口，所述污水进口处设有拦网；

多个子湿地系统，其间隔均匀的设置在所述外池内，与所述外池等高；每一子湿地系统包括：

隔水墙，其由四面组成，围成一个方形空间，所述隔水墙靠近下部设有水平的次级拦截网，所述次级拦截网与所述隔水墙的内壁固接，所述隔水墙的下部设有多个排泥口，所述排泥口位于所述次级拦截网的下部；

多层过滤层，其水平设置在所述方形空间内，次级拦截网的上部，所述次级拦截网和所述多层过滤层的底面之间有10-15cm的距离，多层过滤层的中心均向上凸起，形成一个弧形，所述多层过滤层由下至上依次为承托层、火山石层、细沙层、轻质填料层、有机层和种植板，所述种植板上栽种有水生植物，其中，所述承托层为防腐蚀硬质材料网，所述承托层中部向上凸起，且与所述隔水墙固接，所述承托层的孔径略小于所述火山石层的粒径；

集水槽，其竖直截面为L形，所述集水槽沿所述隔水墙的周向水平设置，且所述集水槽的一端与所述隔水墙的外侧壁上部固接，所述集水槽和多层过滤层之间用滤水网隔开；

多层反冲洗管路，其间隔设置在多层过滤层之间，所述反冲洗管路为圆环形，所述反冲洗管路上设有两组出水孔，两组出水孔均沿所述反冲洗管路的轴向设置，一组出水孔位于圆环形反冲洗管路的内侧，另一组出水孔位于圆环形反冲洗管路的外侧，所述出水孔的朝向均与水平面呈45°，且所述出水孔的出水方向与所述出水孔中心所在的竖直截面夹角为30°～60°，所述反冲洗管路通过支管与总管连接，所述支管为多通管，所述支管的子通口个数与所述多层反冲洗管的层数对应，所述反冲洗管路与所述隔水墙围成的空间的中心轴同轴设置；

其中，多个子湿地系统的集水槽通过导管连通，所述集水槽内上还设有净水出口；所述总管一端封闭，另一端管外接气泵和压力水泵；

次级拦截网下部的空间的四个边角处通过混凝土填充，使次级拦截网下部的空间为圆柱形，所述圆柱形的截面为所述方形空间的内切圆；

种植板上栽种的水生植物由外向中心处呈包围装置，最外层种植深根丛生型植物：皇竹草、芦竹、旱伞竹、野茭草、薏米、纸莎草；近一层种植深根散养型植物：香蒲、菖蒲、水葱、藨草、水莎草、野山姜；最内层种植浅根散生型植物：美人蕉、芦苇、荸荠、慈姑、莲藕。

2.如权利要求1所述的多层次反冲洗防堵人工湿地系统，其特征在于，所述轻质填料层具体为EPS发泡颗粒物、轻质海绵、轻质PE颗粒中的一种或几种。

3.如权利要求1所述的多层次反冲洗防堵人工湿地系统，其特征在于，所述隔水墙围成的空间底部用水泥砂浆有中间向两端分别抹出坡度为5°的坡度。

4.如权利要求1所述的多层次反冲洗防堵人工湿地系统，其特征在于，每一层反冲洗管路与支管连接处均设有一个电子出水阀，所述支管与总管连接处设有子湿地系统电子出水总阀。

5.如权利要求1所述的多层次反冲洗防堵人工湿地系统，其特征在于，所述次级拦截网上部靠近所述次级拦截网的隔水墙侧壁处开设有排污口，所述排污口处设有电磁阀门。

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