CN201971683U - 一种北方低温地区潜流湿地综合填料系统 - Google Patents
一种北方低温地区潜流湿地综合填料系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及环保技术中人工湿地的内部填料,具体涉及适用于北方低温地区的、冬季可正常运行、且出水的污染物去除效果良好的潜流湿地综合填料系统。它由进出水系统、植物系统、填料系统、水位调节系统组成。为应对北方地区低温,选用多种人工填料,创新了潜流湿地内部的多层结构,利用填料的多层结构形成保温系统,该保温系统结构松散,孔隙率大于30%;针对去除污染物种类的不同,可添加适量的第一水处理介质和第二水处理介质;在潜流湿地的终端设置水位调节装置,可应运行要求,提供不同的湿地水位。采用综合填料系统的潜流湿地在北方冬季能连续正常运行,并达到良好的出水效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及环保技术中人工湿地的内部填料,具体涉及适用于北方低温地区的、冬季可正常运行、且出水的污染物去除效果良好的潜流湿地综合填料系统。
背景技术
20世纪初,人们就开始尝试使用人工湿地进行污水处理,直到20世纪七十年代,世界各国才普遍接受人工湿地污水处理方法,并大量应用在工程实践和实验室研究中。我国自“七五”期间开始人工湿地的研究,各科研院所和单位都在该领域取得了一定的成果,各地建设了各种类型的人工湿地系统,有些运转正常,出水效果良好,也有一些不能达到设计的运行年限和处理效果,还需进一步改进和研究。
关于人工湿地系统的研究,多集中在湿地构造、填充物、布水方式、氧气供给和植物配置上。污水中要去除的污染物成分,决定填充物的不同成分和构造。另外,人工湿地在长江以南发展较快,南方常年平均气温较高,适于湿地中的植物和微生物的生长,污水净化效果更好;北方冬季气温过低,湿地中的植物进入了枯萎期,微生物活性降低,造成人工湿地在北方应用效果差,冬季无法正常运行。
实用新型内容
本实用新型的目的是,提供一种人工湿地综合填料系统,其具有多层复合结构,针对污水中特定的污染成分采用特定的水处理介质,使出水稳定达标;可在北方全年正常运行,出水水质不受低温的影响。
本实用新型通过如下技术方案实现上述目的:
针对北方地区冬季低温,设计潜流式人工湿地内部的多层填料结构;针对去除污水中的不同污染成分,在多层填料内部添加了第一水处理介质和第二水处理介质。多层填料结构的特征在于:为应对北方地区低温,选用多种人工填料,形成潜流湿地中的多层结构,利用填料的多层结构形成保温系统,该保温系统结构松散,内部有大量的孔隙。
所述的多层填料结构由级配砂石、粗砂、人工介质、种植土组成,填料上部种植各种湿地植物。所述湿地由下到上分布有以下填料层:
素土夯实层 厚度30cm
大粒径碎石层 厚度20~40cm 平均粒径3.2cm
小粒径碎石层 厚度10~30cm 平均粒径1cm
粗砂介质层 厚度30~50cm
大粒径碎石层 厚度20~40cm 平均粒径3.2cm
小粒径碎石层 厚度10~30cm 平均粒径1cm
种植土层 厚度≥25cm
所述的30cm厚素土夯实层直接位于防渗层上部,避免施工和运行中防渗层被碎石割破。出水管网位于下部的大粒径碎石层,布水管网位于上部的大粒径碎石层,如管网直径过大,可局部增加该层的厚度。湿地上部的碎石层和种植土层,形成湿地保温系统,配合水位调节系统,保证湿地在冬季正常运行,经实测,该类湿地处理生活污水时,在平均气温-20℃时,湿地内部1m处温度保持在15℃左右,出水口最低温度12℃。
所述的多孔隙结构孔隙率为30%以上,可有效防冻。在冬季人工湿地低水位运行,孔隙中存有空气,利用空气的低传热系数,可阻止湿地内部热量流失,成为人工湿地的一道保温屏障,确保湿地在冬季能稳定运行。
所述的第一水处理介质铺设在布水开孔管周围,由天然沸石经活化而成,具有吸附性、催化性、离子交换性、离子的选择性、耐酸性、热稳定性、多成份性及很高的生物活性和抗毒性等。沸石孔穴和通道中的阳离子有较强的选择性离子交换性能,可将对水质有害的重金属离子和氰化物除掉。可有效去除水中氨氮,净化水质,防止水体产生富营养化现象。
所述的第二水处理介质铺设于粗砂介质层,与粗砂均匀混合,由泥炭、矿渣、微生物混合而成,为湿地微生物提供C源,使湿地接种微生物短期快速生长。通过物理、化学、生物作用去除COD、BOD、N、P等污染物,从而达到水质净化要求。
本实用新型的优点如下:
1、采用独特的人工湿地填料分层结构,利用上层填料的孔隙,结合水位调节装置,冬季湿地内部水温保持在15℃左右,可正常运行,处理效果良好。
2、在填料层的特定位置添加水处理介质,有针对性的处理各种污染组分。对比其它添加方式,介质用量少,针对性强,净化效果更好。
3、填料系统的分层构造合理,防止在运行中产生乱层现象,影响人工湿地的水通量。
附图说明
图1为一种北方低温地区潜流湿地综合填料系统剖面图;
图2为一种北方低温地区潜流湿地综合填料系统水处理介质添加图;
图中1-防渗层、2-素土夯实层、3-下层大粒径碎石层(厚度20~40cm、平均粒径3.2cm)、4-下层小粒径碎石层(厚度10~30cm、平均粒径1cm)、5-粗砂介质层(厚度30~50cm、根据水质添加适量第二水处理介质)、6-上层大粒径碎石层(厚度20~40cm、平均粒径3.2cm)、7-上层小粒径碎石层(厚度10~30cm、平均粒径1cm)、8-种植土层(厚度≥25cm)、9-水生植物(芦苇、香蒲、水葱等)、10-基坑土夯实层、11-地坪、12-第一水处理介质、13-布水开孔管、14-集水开孔管。
具体实施方式
该潜流湿地综合填料系统一般剖面结构如图1所示,湿地基坑开挖后,底部和边坡进行平整夯实,边坡坡度为1:1,在基坑土夯实层10上部铺设防渗层1,防渗材料可采用土工膜、膨润土防水毯、粘土夯实等,渗透系数应小于10-7cm/s;为保护防渗层1在施工中不受破坏,防渗层1上部均匀铺设素土夯实层2,素土也可采用细沙代替。为防止乱层,素土夯实层2和下层大粒径碎石层3之间可采用无纺布隔开。集水管道14铺设在下层大粒径碎石层3中,均匀集水,如集水管道14直径过大,可局部增加下层大粒径碎石层3的厚度。
填料层3~填料层8由下到上逐层均匀铺设,其中布水开孔管位于上层大粒径碎石层6中,布水开孔管如图3树状分布,包括布水主管15和布水支管16。如布水主管15直径过大,可局部增加上层大粒径碎石层6的厚度。湿地上部种植湿地植物9,可选择种植本土水生植物,如芦苇、香蒲、藨草、美人蕉等,利用植物发达的根系,为湿地内部输送氧气,并通过植物生长和收割去除部分污染物质。
湿地综合填料系统中的上部大粒径碎石层6、上部小粒径碎石层7和种植土层8中有大量的孔隙,其孔隙率大于30%,利用该多孔隙结构,在北方冬季该湿地可正常连续运行,内部温度可保持在15℃左右,出水水质优良。
水处理介质的添加位置如图2所示,第一水处理介质12铺设在布水开孔管的四周,主要成分为活化沸石;第二水处理介质铺设在介质粗砂层5,与粗砂均匀混合,主要成分为泥炭、矿渣、微生物等物质;根据水质污染程度和成分增减水处理介质的添加量和成分。在介质粗砂层5中,附着了大量的微生物,是去除污染物的主要填料层。
本实用新型全年连续稳定运行,可针对性处理生活污水和微污染水,污水通过布水穿孔管13均匀的进入湿地中,通过湿地综合填料系统、湿地微生物、种植植物的联合作用,污染物被分解和截留,达到出水水质要求后,通过集水开孔管14收集外排;污染物的去除机理包含物理作用、化学作用和生化作用。
Claims (3)
1.一种北方低温地区潜流湿地综合填料系统,针对北方地区冬季低温,设计潜流式人工湿地内部的多层填料结构;针对去除污水中的不同污染成分,在多层填料内部添加了第一水处理介质和第二水处理介质;所述的多层填料结构由级配砂石、粗砂、人工介质、种植土组成,填料上部种植各种湿地植物;其特征是所述湿地由下到上分布有以下填料层:
素土夯实层 厚度30cm
大粒径碎石层 厚度20~40cm 平均粒径3.2cm
小粒径碎石层 厚度10~30cm 平均粒径1cm
粗砂介质层 厚度30~50cm
大粒径碎石层 厚度20~40cm 平均粒径3.2cm
小粒径碎石层 厚度10~30cm 平均粒径1cm
种植土层 厚度≥25cm。
2.根据权利要求1所述的北方低温地区潜流湿地综合填料系统,其特征在于,第一水处理介质铺设在布水开孔管周围。
3.根据权利要求1所述的北方低温地区潜流湿地综合填料系统,其特征在于,第二水处理介质铺设于粗砂介质层,与粗砂层均匀混合。
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CN106877019A (zh) * | 2017-02-15 | 2017-06-20 | 中铁二十局集团电务电化工程有限公司 | 一种干旱地质接地网及其施工应用方法 |
CN107344758A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-11-14 | 华北理工大学 | 用于北方冬季的微污染水处理复合系统 |
CN109748397A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-05-14 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 低温区域人工湿地系统 |
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