CN112110543B - 一种农业水生态处理结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种农业水生态处理结构及其施工方法，一种农业水生态处理结构，包括湿地床，湿地床包括由下到上依次设置的防渗层、导淤层、填料层，填料层顶部种植有湿地水生植物，导淤层设置有用于导出淤泥的导淤管，导淤层设置有扬淤组件，填料层的顶部位置设置有在填料层均匀布水的布水管，湿地床的侧面设置有集水渠，填料层设置有用于将水导入集水渠的集水管。本申请具有降低湿地堵塞可能，增强湿地的运行效率的效果。一种农业水生态处理结构的施工方法，包括以下步骤：建筑湿地床边缘的墙体；向上依次铺设防渗层、导淤层、填料层；试水，植物种植。

Description

一种农业水生态处理结构及其施工方法

技术领域

本申请涉及水生态环境保护的领域，尤其是涉及一种农业水生态处理结构及其施工方法。

背景技术

农业生态工程是应用农业生态系统中物种共生与物质再生产的原理等，在促进自然界和农业生态系统良性循环的前提下，充分发挥物质的生产潜力，防止环境污染，达到经济效益与生态效益同步发展的生态结构。目前对于水处理，应用较为广泛的农业水生态处理结构为潜流湿地。

潜流湿地是以亲水植物为表面绿化物，以砂石土壤为填料，让水自然渗透过滤的人造景观和结构。在潜流湿地系统中, 污水在湿地床的内部流动, 一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的根系及表层土和填料截流等的作用, 以提高其处理效果和处理能力，另一方面由于水流在地表以下流动, 具有保温性能好、处理效果受气候影响小、卫生条件较好的特点，其利用了植物根系的输氧作用, 对有机物和重金属等去除效果好。

当湿地运行较长时间后，系统容易发生堵塞，湿地功能下降，对污染物的净化能力降低，出水不能达标排放。

发明内容

为了降低湿地堵塞可能，增强湿地的运行效率，本申请提供一种农业水生态处理结构及其施工方法。

第一方面，本申请提供的一种农业水生态处理结构，采用如下的技术方案：

一种农业水生态处理结构，包括湿地床，湿地床包括由下到上依次设置的防渗层、导淤层、填料层，填料层顶部种植有湿地水生植物，导淤层设置有用于导出淤泥的导淤管，导淤层设置有扬淤组件，填料层的顶部位置设置有在填料层均匀布水的布水管，湿地床的侧面设置有集水渠，填料层设置有用于将水导入集水渠的集水管。

通过采用上述技术方案，将大颗粒杂质过滤后的污水从布水管均匀的进入到填料层，然后部分污水向上渗透，部分污水向下渗透，污水受到植物根系、填料层、填料层内微生物等作用，被净化，然后从填料层底部的集水管导出到集水渠中，而污水中夹带的小颗粒微尘等则部分从集水管与被净化后的水一同导出，部分缓慢沉积到导淤层中，扬淤组件能够将淤泥在水中分散较为均匀，然后淤泥水能够缓慢从导淤管导出，使得淤泥能够被导出，而不会在湿地床中一直向上沉积，降低了湿地堵塞可能，增强了湿地的运行效率。

可选的，所述填料层包括由上向下依次设置的第一碎石层、第二碎石层、第三碎石层、第四粗砂层，且其厚度比为1：5:3:3，第三碎石层为粒径为20-40mm的碎石填料，第二碎石层为粒径为20-30mm的碎石填料，第一碎石层为粒径为30-50mm的碎石填料。

通过采用上述技术方案，该填料层的设置能够对污水起到良好的流速限定作用，并使微生物能够较好的分布，有利于提高对污水的处理效果。

可选的，所述集水管设置于第四粗砂层，布水管设置于第二碎石层。

通过采用上述技术方案，布水管设置位置靠近填料定顶部，使得污水能够较为靠近植物根系，从而易于被净化，集水管位于组成颗粒粒径较小的第四粗砂层，能够使净化水流经较大距离，并对净化水起到较好的过滤作用。

可选的，所述导淤层为粒径为20-40mm的碎石填料。

通过采用上述技术方案，导淤层相对于第四粗砂层粒径增大，使得淤泥在导淤层便于流动转移，提高导淤效果。

可选的，所述扬淤组件包括均布于导淤层底部的扬淤气管和扬淤水管，扬淤气管上开设有多个出气孔，扬淤气管连通有气源，扬淤水管上开设有多个出水孔，扬淤水管连通有水源。

通过采用上述技术方案，气源向扬淤气管供气，气体从出气孔进入导淤层以及填料层，扰动水流，使导淤层以及填料层间隙内的淤泥能够被带动，从而堵塞的间隙被打开，淤泥被扬起并分散，水源向扬淤水管供水，水从出水孔进入到导淤层，水流与气泡共同作用，来扬起淤泥并分散淤泥，同时，水流使淤泥浓度降低，便于淤泥水导出，可以有效预防和延缓人工湿地淤堵，维持良好的水力传导性及稳定出水，延长湿地系统的使用寿命；同时内部通风有利于进一步净化污水中的污染物。

可选的，所述扬淤气管连通有多个喷气管，喷气管插入到扬淤水管中并与扬淤水管固定连接，喷气管远离扬淤气管的端部正对出水孔，且喷气管不凸出出水孔的边缘。

通过采用上述技术方案，气源一直缓慢打开，持续性向湿地床供氧，保持其好氧环境从而能进一步净化废水中的污染物，同时缓慢轻微扰动淤泥，使淤泥不会沉积密实，有利于清淤泥时清理的便利性；气体从喷气管端部持续性喷出，由于喷气管正对出水孔且不凸出出水孔的边缘，从而使得淤泥不易进入出水孔和出气孔，使得扬淤气管和扬淤水管均不易堵塞；

并且进行淤泥清理时，加大气源，并开启水源，气流；气泡位于水流中，水流气流相互带动能够快速分散到导淤层、填料层中，使得淤泥快速被扰动，提高了淤泥被扬起分散的速率，从而有利于提高清淤速率。

可选的，所述扬淤水管内固定连接阻隔壁，阻隔壁的一侧为扬淤气管，喷气管之间固定连接有连接块。

通过采用上述技术方案，扬淤气管和扬淤水管一体设置，便于进行扬淤组件的安装设置；连接块使得多个喷气管连接到一起，提高了喷气管在扬淤水管内的稳定性。

可选的，所述导淤管周向上连通有多个排淤口，导淤管连通有排淤泵。

通过采用上述技术方案，排淤口的设置，使得排淤管的各处均能够排出淤泥，有利于导淤层内淤泥被排出的均匀性；排淤泵对排淤管内淤泥的流动踢动动力，有利于提高排淤速度。

可选的，所述导淤管外部的底部固定连接有防堵管，防堵管顶部连通有连接管，连接管插入导淤管内，且连接管在远离防堵管的方向上，沿着导淤管的水流方向倾斜。

通过采用上述技术方案，排淤管进行排淤时，防堵管接入水源，然后水流从连接管进入连接管，然后从连接管倾斜流出，从连接管流出的水流与导淤管中淤泥的流动方向为锐角，从而有利于淤泥的排出；同时从连接管流出的水流吹动排淤管的底部，使得排淤管底部不易有淤泥沉积，避免了排淤管堵塞。

第二方面，本申请提供一种农业水生态处理结构的施工方法，采用如下的技术方案：

一种农业水生态处理结构的施工方法，包括以下步骤，

S1：湿地床场地平整并浇筑地基，建筑湿地床边缘的墙体，铺设黏土并夯实；

S2：墙体建筑完毕后，铺设防渗层，在防渗层表面铺设导淤层，在导淤层内设置扬淤组件和导淤管，然后向上铺设填料层，并在填料层设置集水管和布水管；

S3：试水，植物种植。

通过采用上述技术方案，地基和黏土是地方深层便于铺设，地基和黏土以及防渗层，使得湿地床底部不易漏，墙体对湿地床边缘限位，保证了湿地床各层的稳定，从而保证湿地床能够稳定高效的净化水。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置导淤管、扬淤组件，扬淤组件能够将淤泥在水中分散较为均匀，然后淤泥水能够缓慢从导淤管导出，使得淤泥能够被导出，而不会在湿地床中一直向上沉积，降低了湿地堵塞可能，增强了湿地的运行效率；

2.通过设置扬淤组件包括扬淤气管和扬淤水管，淤泥能够被扬起并分散，同时，水流使淤泥浓度降低，便于淤泥水导出，可以有效预防和延缓人工湿地淤堵，维持良好的水力传导性及稳定出水，延长湿地系统的使用寿命；

3.通过设置喷气管与出水孔位置，淤泥不易进入出水孔和出气孔，使得扬淤气管和扬淤水管均不易堵塞，进行淤泥清理时，水流气流相互带动能够快速分散到导淤层、填料层中，使得淤泥快速被扰动，提高了淤泥被扬起分散的速率，从而有利于提高清淤速率。

附图说明

图1是具体实施方式的整体结构示意图。

图2是湿地床的剖视图。

图3是扬淤组件和导淤管的分布结构示意图。

图4是导淤管过自身轴线的剖视图。

图5是扬淤水管垂直于自身轴线的剖视图。

图6是扬淤水管过自身轴线的剖视图。

附图标记说明：1、防渗层；2、导淤层；21、导淤管；211、排淤口；212、排淤泵；22、防堵管；221、连接管；3、填料层；31、第一碎石层；32、第二碎石层；321、布水管；33、第三碎石层；34、第四粗砂层；341、集水管；4、集水渠；5、扬淤组件；51、扬淤气管；511、喷气管；512、出气孔；513、连接块；514、气泵；52、扬淤水管；521、出水孔；522、阻隔壁；523、水泵。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种农业水生态处理结构。参照图1和图2，一种农业水生态处理结构包括湿地床，湿地床包括由下到上依次设置的防渗层1、导淤层2、填料层3，填料层3上浇入水得到布水层，填料层3顶部种植有湿地水生植物，湿地水生植物可以为芦苇、茭白、香蒲等，导淤层2设置有用于导出淤泥的导淤管21，导淤层2设置有扬淤组件5，填料层3的顶部位置设置有在填料层3均匀布水的布水管321，湿地床的侧面设置有集水渠4，填料层3设置有用于将水导入集水渠4的集水管341。扬淤组件5能够将淤泥在水中分散较为均匀并将淤泥稀释，然后淤泥水能够缓慢从导淤管21导出，而不会在湿地床中一直向上沉积，降低了湿地堵塞可能，增强了湿地的运行效率。

参照图2，填料层3包括由上向下依次设置的第一碎石层31、第二碎石层32、第三碎石层33、第四粗砂层34，且其厚度比为1：5:3:3，第三碎石层33为粒径为20-40mm的碎石填料，第二碎石层32为粒径为20-30mm的碎石填料，第一碎石层31为粒径为30-50mm的碎石填料。集水管341设置于第四粗砂层34，且集水管341在第四粗砂层34水平均匀分布，给水管上开设有均匀的集水孔，布水管321均匀分布于第二碎石层32，布水管321上开设有均匀的布水孔。导淤层2为粒径为20-40mm的碎石填料。

参照图3和图5，扬淤组件5包括均布于导淤层2底部的扬淤气管51和扬淤水管52，扬淤气管51连通有气源，扬淤气管51连通有气泵514，扬淤水管52连通有水源，水源为自来水，扬淤水管52上连通有水泵523，扬淤水管52内固定连接阻隔壁522，阻隔壁522的一侧为扬淤气管51，扬淤气管51连通有多个喷气管511，喷气管511远离扬淤气管51的一端为出气孔512，扬淤水管52上开设有多个出水孔521，喷气管511插入到扬淤水管52中并与扬淤水管52固定连接，喷气管511远离扬淤气管51的端部正对出水孔521，且喷气管511不凸出出水孔521的边缘；沿着喷气管511的长度方向，喷气管511之间固定连接有连接块513（参照图6）,连接块513连接于喷气管511的中部，连接块513远离阻隔壁522的一端的中部与扬淤水管52内壁固定连接，使得喷气管511更加稳定，且连接块513不会阻碍喷气管511两侧的水流之间的流动。扬淤气管51的气源一直缓慢打开，气体缓慢轻微扰动淤泥，使淤泥不会沉积密实，并使淤泥不易进入出水孔521和出气孔512，扬淤气管51和扬淤水管52不易堵塞；淤泥清理时，加大扬淤气管51的气源，并开启扬淤水管52的水源，气流；气泡位于水流中，水流气流相互带动能够快速分散到导淤层2、填料层3中，淤泥快速被扰动分散以及稀释，利于淤泥的快速排出。

参照图3和图4，导淤管21周向上连通有多个排淤口211，排淤口211处固定连接有过滤孔孔径小于导淤层2颗粒物的过滤网，导淤管21连通有排淤泵212，导淤管21外部的底部固定连接有防堵管22，防堵管22连通水源，防堵管22顶部连通有连接管221，连接管221插入导淤管21内，且连接管221在远离防堵管22的方向上，沿着导淤管21的水流方向倾斜。导淤管21进行排淤泥时，开启防堵管22的水源，从连接管221流出的水流吹动排淤管的底部，使得排淤管底部不易有淤泥沉积，避免了排淤管堵塞。

一种农业水生态处理结构的施工方法，包括以下步骤，S1：湿地床场地平整并浇筑地基，铺设黏土并夯实，建筑湿地床边缘的墙体；

S2：墙体建筑完毕后，铺设防渗层1，在防渗层1表面铺设导淤层2，在导淤层2内设置扬淤组件5和导淤管21，然后向上铺设第四粗砂层34，再第四粗砂层34内铺设集水管341，再依次向上铺设第三碎石层33、第二碎石层32，在第二碎石层32铺设布水管321，继续向上铺设第一碎石层31；

S3：试水，植物种植。

本申请实施例一种农业水生态处理结构及其施工方法的实施原理为：首先平整湿地床场地，然后浇筑地基，铺设黏土并夯实，建筑湿地床边缘的墙体，然后依次向上铺设防渗层1、导淤层2，在导淤层2内设置扬淤组件5和导淤管21，然后向上铺设第四粗砂层34，再第四粗砂层34内铺设集水管341，再依次向上铺设第三碎石层33、第二碎石层32，在第二碎石层32铺设布水管321，继续向上铺设第一碎石层31，在第一碎石层31上方加入水，并进行植物种植，即得到湿地床。

湿地床进行使用时，将大颗粒杂质过滤后的污水从布水管321均匀的进入到第二碎石层32，然后部分污水向上渗透，部分污水向下渗透，污水受到植物根系、填料层3、填料层3内微生物等作用，被净化，然后被净化的水从第四粗砂层34的集水管341导出到集水渠4中，而污水中夹带的小颗粒微尘等则部分从集水管341与被净化后的水一同导出，部分缓慢沉积到导淤层2中。

同时，扬淤气管51的气源一直缓慢打开，气体缓慢轻微扰动淤泥，使淤泥不会沉积密实，并使得淤泥不易进入出水孔521和出气孔512，使得扬淤气管51和扬淤水管52均不易堵塞。

进行淤泥清理时，加大扬淤气管51的气源，开启扬淤水管52的水源和防堵管22的水源，启动排淤泵212，气流；气泡位于水流中，水流气流相互带动能够快速分散到导淤层2、填料层3中，使得淤泥快速被扰动，淤泥被扬起分散，同时水流使淤泥浓度降低，淤泥水从导淤管21被抽出，可以有效预防和延缓人工湿地淤堵，维持良好的水力传导性及稳定出水，延长湿地系统的使用寿命。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种农业水生态处理结构，其特征在于：包括湿地床，湿地床包括由下到上依次设置的防渗层(1)、导淤层(2)、填料层(3)，填料层(3)顶部种植有湿地水生植物，导淤层(2)设置有用于导出淤泥的导淤管(21)，导淤层(2)设置有扬淤组件(5)，填料层(3)的顶部位置设置有在填料层(3)均匀布水的布水管(321)，湿地床的侧面设置有集水渠(4)，填料层(3)设置有用于将水导入集水渠(4)的集水管(341)；

所述扬淤组件(5)包括均布于导淤层(2)底部的扬淤气管(51)和扬淤水管(52)，扬淤气管(51)上开设有多个出气孔(512)，扬淤气管(51)连通有气源，扬淤水管(52)上开设有多个出水孔(521)，扬淤水管(52)连通有水源；所述扬淤气管(51)连通有多个喷气管(511)，喷气管(511)插入到扬淤水管(52)中并与扬淤水管(52)固定连接，喷气管(511)远离扬淤气管(51)的端部正对出水孔(521)，且喷气管(511)不凸出出水孔(521)的边缘；所述扬淤水管(52)内固定连接阻隔壁(522)，阻隔壁(522)的一侧为扬淤气管(51)，喷气管(511)之间固定连接有连接块(513)。

2.根据权利要求1所述的一种农业水生态处理结构，其特征在于：所述填料层(3)包括由上向下依次设置的第一碎石层(31)、第二碎石层(32)、第三碎石层(33)、第四粗砂层(34)，且其厚度比为1：5:3:3，第三碎石层(33)为粒径为20-40mm的碎石填料，第二碎石层(32)为粒径为20-30mm的碎石填料，第一碎石层(31)为粒径为30-50mm的碎石填料。

3.根据权利要求2所述的一种农业水生态处理结构，其特征在于：所述集水管(341)设置于第四粗砂层(34)，布水管(321)设置于第二碎石层(32)。

4.根据权利要求1所述的一种农业水生态处理结构，其特征在于：所述导淤层(2)为粒径为20-40mm的碎石填料。

5.根据权利要求1所述的一种农业水生态处理结构，其特征在于：所述导淤管(21)周向上连通有多个排淤口(211)，导淤管(21)连通有排淤泵(212)。

6.根据权利要求1所述的一种农业水生态处理结构，其特征在于：所述导淤管(21)外部的底部固定连接有防堵管(22)，防堵管(22)顶部连通有连接管(221)，连接管(221)插入导淤管(21)内，且连接管(221)在远离防堵管(22)的方向上，沿着导淤管(21)的水流方向倾斜。

7.权利要求1-6所述的一种农业水生态处理结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1：湿地床场地平整并浇筑地基，铺设黏土并夯实，建筑湿地床边缘的墙体；

S2：墙体建筑完毕后，铺设防渗层(1)，在防渗层(1)表面铺设导淤层(2)，在导淤层(2)内设置扬淤组件(5)和导淤管(21)，然后向上铺设填料层(3)，并在填料层(3)设置集水管(341)和布水管(321)；

S3：试水，植物种植。

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