CN202865063U - 适用于水库岸边处理重金属污染库水的人工湿地系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于水库岸边处理重金属污染库水的人工湿地系统，包括呈梯田形式依次由高而低设置的碱性反应池、一级人工湿地和二级人工湿地，碱性反应池内交错排列多个装置箱，装置箱的侧壁镂空，其内部装有碱石灰；一级人工湿地包括一级湿地床体和种植在一级湿地床体上的香蒲，一级湿地床体包括上层基质和下层基质，上层基质为由上而下依次配合比为1：1：1的稻谷壳、松木及棉铃壳的混合体；下层基质为厚1.4m，配合比为1:2的碎石及炉渣的混合物；二级人工湿地包括二级湿地床体和种植在二级湿地床体上的茭白，二级湿地床体包括由上至下的含钙土层、细沙和吸附性碳。本实用新型方法简单可行，成本低，污染物去除效果好。

Description

适用于水库岸边处理重金属污染库水的人工湿地系统

技术领域

本实用新型涉及一种人工湿地系统，具体涉及一种适用于水库岸边处理重金属污染库水的人工湿地系统，属于水净化处理领域。 

背景技术

近年来随着采矿业、冶金业、化工业的不断发展，使重金属含量超标的废水大量排入河流湖泊，这些重金属在水体中可通过食物链影响动植物的生长，最终危害人类健康。重金属废水主要含有砷、汞、铅、铜、锌、镉、镍等元素。因为重金属具有不可降解性，种类多样，处理起来较为困难，有资料显示，江河湖库底重金属的污染率高达80.1%。水库中水质重金属污染处理亟需解决。 

目前含重金属废水处理的方法包括化学处理法、物理处理法及生物处理法等三种处理工艺。 

化学处理方法是指通过化学反应来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法。在化学处理法中，以投加药剂产生化学反应为主，通过混凝、中和、氧化还原等将重金属离子转化为可分离的物质。此方法根据需要去除的物质需要添加不同的反应物，而需加入反应物质的量难以准确控制，造成二次污染；加入的反应药品价格较高，同时加入的化学物质可能对废水反应设备造成腐蚀，使得废水处理成本高。 

物理处理方法是指通过添加明矾等物质吸附絮凝微小颗粒、金属离子及有机大分子等物质的方法将水中杂质分离。此方法操作虽然简单，但处理的效果不理想，经过沉淀，过滤等多重工艺，花费时间较长。 

生物处理法是指通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物，转化为稳定、无害的物质的废水处理法。此方法无污染，但处理周期长，经长时间处理才能见效，对亟需处理的大量废水来说可行性不高。 

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种方法简单可行，成本低，污染物去除效果好的适用于水库岸边处理重金属污染库水的人工湿地系统。 

技术方案：本实用新型所述的适用于水库岸边处理重金属污染库水的人工湿地系统，包括呈梯田形式依次由高而低设置的碱性反应池、一级人工湿地和二级人工湿地，所述碱性反应池的顶部通过反应池进水管与水库连通，所述碱性反应池的底部通过一级湿地进水管与所述一级人工湿地的顶部连通，所述一级人工湿地的底部通过二级湿地进水管与二级人工湿地的顶部连通，所述二级人工湿地的底部设置出水管； 

所述碱性反应池内交错排列多个装置箱，所述装置箱的侧壁镂空，其内部装有碱石灰；

所述一级人工湿地为垂直流人工湿地，包括一级湿地床体和种植在所述一级湿地床体上的香蒲，所述一级湿地床体包括上层基质和下层基质，所述上层基质为由上而下依次配合比为1：1：1的稻谷壳、松木及棉铃壳的混合体；所述下层基质为厚1.4m，配合比为1:2的碎石及炉渣的混合物；

所述二级人工湿地为垂直流人工湿地，包括二级湿地床体和种植在所述二级湿地床体上的茭白，所述二级湿地床体包括由上至下的含钙土层、细沙和吸附性碳。

为了构建系统简单，节约成本，所述碱性反应池、一级人工湿地和二级人工湿地均为水泥塘，尺寸为8m×5m×3m。 

为了防止水在碱性反应池中流失，所述碱性反应池的侧壁和底部设置反应池防渗土层。 

为了便于装置箱的交错排列，所述装置箱的尺寸为3m×0.8m×2.5m。 

为了防止水在一级人工湿地中流失，所述一级人工湿地的侧壁和底部设置一级湿地防渗土层。 

为了过滤流入一级人工湿地的水并且缓流，所述一级人工湿地还包括一级湿地土工布，所述一级湿地土工布设置于所述一级人工湿地进水口，尺寸为5m×0.4m。 

为了使二级湿地富集重金属，对水体起到过滤的作用，同时保证经过上述一系列过程之后未被处理的重金属完全被吸附，所述二级湿地床体的含钙土层的厚度为1.5m，细沙的厚度为1m，吸附性碳的厚度为0.4m。 

为了过滤流入二级人工湿地的水并且缓流，所述二级人工湿地还包括二级湿地土工布，所述二级湿地土工布设置于所述二级人工湿地进水口，尺寸为5m×0.4m。 

为了防止水在二级人工湿地中流失，所述二级人工湿地的侧壁和底部设置二级湿地防渗土层。 

为了控制流量减缓流速，所述一级湿地进水管的出水口处设置一级湿地阀门，所述二级湿地进水管的出水口处设置二级湿地阀门。 

有益效果：本实用新型所述的适用于水库岸边处理重金属污染库水的人工湿地系统，通过碱性反应池、一级人工湿地和二级人工湿地，对流经的水进行处理，使进入每一级的水流都经过控制流量及减速环节，保证水流以合理的流量及流速进入湿地系统，确保湿地系统内不会因流速过大而降低处理效果；本实用新型形成“植物—基质—生物”综合处理系统，充分利用稻谷壳、棉铃壳、松木对铜、镉、锌、汞等重金属的明显吸附作用，有效去除污染物；本实用新型总体构造简单，施工、使用方便，功能稳定，经久耐用，价格低廉。 

附图说明

图1为本实用新型所述的人工湿地系统的剖面图； 

图2为本实用新型所述的人工湿地系统的俯视图。

图中： 

1、反应池进水管；2、碱石灰；3、装置箱；4、反应池防渗土层；5、碱性反应池；

6、一级湿地阀门；7、香蒲；8、一级湿地进水管；9、二级湿地阀门；

10、喷头；11、上层基质；12、下层基质；13、一级人工湿地；

14、二级湿地进水管；15、茭白；16、含钙土层；17、细沙；18、吸附性碳；

19、出水管；20、二级人工湿地；21、一级湿地土工布；22、一级湿地防渗土层；

23、二级湿地土工布；24、二级湿地防渗土层。  

具体实施方式

下面对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。 

实施例：本实用新型所述的适用于水库岸边处理重金属污染库水的人工湿地系统，其剖面图如图1所示，其俯视图如图2所示，包括碱性反应池5、一级人工湿地13和二级人工湿地20，碱性反应池5、一级人工湿地13和二级人工湿地20呈梯田形式依次由高而低设置的。碱性反应池5的顶部通过反应池进水管1与水库连通，其底部通过一级湿地进水管8与一级人工湿地13的顶部连通，一级人工湿地13的底部通过二级湿地进水管14与二级人工湿地20的顶部连通，二级人工湿地20的底部设置出水管19。 

碱性反应池5为水泥塘，其尺寸为8m×5m×3m。碱性反应池5内交错排列多个装置箱3，装置箱3为PVC材质，尺寸为3m×0.8m×2.5m，其侧壁镂空，内部装有碱石灰2。碱性反应池5的侧壁和底部设置反应池防渗土层4。水库中含重金属的水体进入装置后进行碱性处理，使重金属在碱性环境下沉淀，PVC碱石灰镂空装置箱交错排列，水流环绕流动，更充分高效的沉淀重金属。 

一级人工湿地13为垂直流人工湿地，尺寸为8m×5m×3m，池体为水泥塘，包括一级湿地床体和种植在所述一级湿地床体上的香蒲7。一级湿地床体包括上层基质11和下层基质12，上层基质11为由上而下依次配合比为1：1：1的稻谷壳、松木及棉铃壳的混合体；下层基质12为厚1.4m，配合比为1:2的碎石及炉渣的混合物。一级人工湿地13的侧壁和底部设置一级湿地防渗土层22，在其进水口处设置尺寸为5m×0.4m的一级湿地土工布21，起到过滤及减缓流速的作用；出水口处设置一级湿地阀门6，起到控制流量减缓流速的作用。香蒲7植株高1~2m，根系发达，对铜、铁、锰、锌、镁的去除能力均在56%~97%以上。稻谷壳及棉铃壳对重金属离子铜、镉、锌有明显的吸附作用，松木对铜有脱出作用，碎石及炉渣对磷有良好的吸附作用，同时碎石和炉渣放在底层也起到对水体的过滤作用。 

二级人工湿地20为垂直流人工湿地，尺寸为8m×5m×3m，池体为水泥塘，包括二级湿地床体和种植在二级湿地床体上的茭白15，二级湿地床体包括由上至下的含钙土层16、细沙17和吸附性碳18，含钙土层16的含钙量为2~2.5kg/100kg，厚度为1.5m，细沙17的厚度为1m，吸附性碳18的厚度为0.4m。所述二级人工湿地20还包括设置于进水口的二级湿地土工布23，二级湿地土工布23的尺寸为5m×0.4m。二级人工湿地20的侧壁和底部设置二级湿地防渗土层24。二级湿地进水管14的出水口处设置二级湿地阀门9，喷头10伸进一级湿地的长度为0.2m。野生茭白对铁、锰、镉的去除效果优良，混合土层16内养殖蚯蚓，经研究，蚯蚓可以富集重金属，同时起到疏松土壤的效果。细沙17富集重金属，并对水体起到过滤的作用。吸附性碳材料18起到滤水的作用，同时保证经过上述一系列过程之后未被处理的重金属完全被吸附，最后，水体通过出水管道19流出，排到河流中。 

本实用新型所述的人工湿地系统适合安装在水库岸边，高于水库最高水位。出水管道19的长度要保证能够深入水库，避免处理过的水漫流入库。一级湿地的底高程高于二级湿地底高程3.2m，碱性反应池底高程高于一级湿地底高程3.2m，保证水流可以顺势流入水库。 

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。 

Claims (10)

1.适用于水库岸边处理重金属污染库水的人工湿地系统，其特征在于，包括呈梯田形式依次由高而低设置的碱性反应池（5）、一级人工湿地（13）和二级人工湿地（20），所述碱性反应池（5）的顶部通过反应池进水管（1）与水库连通，所述碱性反应池（5）的底部通过一级湿地进水管（8）与所述一级人工湿地（13）的顶部连通，所述一级人工湿地（13）的底部通过二级湿地进水管（14）与二级人工湿地（20）的顶部连通，所述二级人工湿地（20）的底部设置出水管（19）；

所述碱性反应池（5）内交错排列多个装置箱（3），所述装置箱（3）的侧壁镂空，其内部装有碱石灰（2）；

所述一级人工湿地（13）为垂直流人工湿地，包括一级湿地床体和种植在所述一级湿地床体上的具有去除铜、铁、锰、锌、镁能力的植物，所述一级湿地床体包括上层基质（11）和下层基质（12），所述下层基质（12）厚1.4m；

所述二级人工湿地（20）为垂直流人工湿地，包括二级湿地床体和种植在所述二级湿地床体上的具有去除铁、锰、镉能力的植物，所述二级湿地床体包括由上至下的含钙土层（16）、细沙（17）和吸附性碳（18）。

2.根据权利要求1所述的适用于水库岸边处理重金属污染库水的人工湿地系统，其特征在于，所述碱性反应池（5）、一级人工湿地（13）和二级人工湿地（20）均为水泥塘，尺寸为8m×5m×3m。

3.根据权利要求1所述的适用于水库岸边处理重金属污染库水的人工湿地系统，其特征在于，所述碱性反应池（5）的侧壁和底部设置反应池防渗土层（4）。

4.根据权利要求1所述的适用于水库岸边处理重金属污染库水的人工湿地系统，其特征在于，所述装置箱（3）的尺寸为3m×0.8m×2.5m。

5.根据权利要求1所述的适用于水库岸边处理重金属污染库水的人工湿地系统，其特征在于，所述一级人工湿地（13）的侧壁和底部设置一级湿地防渗土层（22）。

6.根据权利要求1所述的适用于水库岸边处理重金属污染库水的人工湿地系统，其特征在于，所述一级人工湿地（13）还包括一级湿地土工布（21），所述一级湿地土工布（21）设置于所述一级人工湿地（13）进水口，尺寸为5m×0.4m。

7.根据权利要求1所述的适用于水库岸边处理重金属污染库水的人工湿地系统，其特征在于，所述二级湿地床体的含钙土层（16）的厚度为1.5m，细沙（17）的厚度为1m，吸附性碳（18）的厚度为0.4m。

8.根据权利要求1所述的适用于水库岸边处理重金属污染库水的人工湿地系统，其特征在于，所述二级人工湿地（20）还包括二级湿地土工布（23），所述二级湿地土工布（23）设置于所述二级人工湿地（20）进水口，尺寸为5m×0.4m。

9.根据权利要求1所述的适用于水库岸边处理重金属污染库水的人工湿地系统，其特征在于，所述二级人工湿地（20）的侧壁和底部设置二级湿地防渗土层（24）。

10.根据权利要求1所述的适用于水库岸边处理重金属污染库水的人工湿地系统，其特征在于，所述一级湿地进水管（8）的出水口处设置一级湿地阀门（6），所述二级湿地进水管（14）的出水口处设置二级湿地阀门（9）。

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