CN206680262U - 防堵塞人工湿地系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种防堵塞人工湿地系统，包括池体，所述池体内设有湿地区和沉淀区，所述沉淀区和湿地区垂直分布，所述沉淀区位于所述湿地区的下方，设有沉降组件，所述沉降组件与池体的底面之间留有构成布水区的间距，所述沉降组件的上方为用于支撑填料的穿孔支撑板，支撑板的上面铺设有填料层，所述填料层的上面铺设有填料表层，所述布水区通过导流渠连通进水管，所述湿地区的侧壁上设有溢流堰，所述溢流堰的外侧为集水渠，所述集水渠上设置出水管，所述沉降组件为斜管沉降组件或斜板沉降组件。本实用新型净化效果好，占地面积小，且解决人工湿地堵塞问题，有助于延长湿地运行寿命。

Description

防堵塞人工湿地系统

技术领域

本实用新型涉及一种防堵塞人工湿地系统，属环境保护技术领域。

背景技术

人工湿地污水处理技术因具有建设与运行费用低，维护管理方便，处理效果稳定而被广泛应用于生活污水、工业废水、农田面源污染、地表径流污染、畜禽养殖废水以及污水厂尾水等的治理。

但是，人工湿地在运行中也存在一些问题，其中堵塞现象是人工湿地存在的主要问题之一，而进水中的固体悬浮物是导致人工湿地堵塞的重要成因之一，因此强化对进水中固体悬浮物的去除对防止湿地堵塞具有重要的积极作用。

垂直潜流人工湿地系统的水流状态是维持系统正常运行，使系统充分发挥净化效果的重要因素，但在发生堵塞后，基质的渗透系数会急剧下降，过水能力也随之降低，大量引入湿地系统的污水直接雍积在湿地表面，长期积水引发恶臭、导致蚊蝇滋生，影响周边环境。

另外，占地面积较大也是限制人工湿地在城市建成区广泛应用的主要因素之一。

实用新型内容

针对现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的之一是解决人工湿地堵塞问题，延长湿地运行寿命。

本实用新型的另一个目的是减少人工湿地占地面积，节约用地。

本实用新型的技术方案为：一种防堵塞人工湿地系统，包括池体，所述池体内设有沉淀区和湿地区，所述沉淀区和湿地区垂直分布，所述沉淀区位于所述湿地区的下方，所述沉淀区设有沉降组件，所述沉降组件与池体的底面之间留有构成布水区的间距，所述沉降组件的上方为用于支撑填料的支撑板，所述沉降组件与所述支撑板之间留有构成缓冲区的间距，所述支撑板采用穿孔板，所述穿孔板上分布有若干上下穿透支撑板的布水孔，所述支撑板的上面铺设有填料层，所述填料层的上面铺设有填料表层，所述布水区通过导流渠连通进水管，所述湿地区的侧壁上设有溢流堰，所述溢流堰优选设置在所述湿地区的后壁上，所述溢流堰的外侧为集水渠，所述集水渠上设置出水管，所述沉降组件为斜管沉降组件或斜板沉降组件。

优选的，所述池体的底面为前高后低的斜面，以便于污泥向后部聚积，方便污泥收集和排泥。

所述布水区的后部可以设有位于池体底面上的排泥管，所述排泥管横向延伸，穿过池体的一侧侧壁，其外端接入位于池体外侧的集水井，所述排泥管上设有排泥控制阀门，所述排泥控制阀门采用电控阀门。

所述集水井内可以设有潜污泵，所述潜污泵连接有输出管道，以便将集水井中的污水污泥送出。

所述池体的底面可以设有垫层，所述垫层上铺可以设有防渗层。

所述沉淀区和湿地区的共有前壁可以为穿孔墙，所述穿孔墙与池体的前壁之间留有构成所述导流渠的间隙，所述进水管安装在池体的前壁上，内端与所述导流渠连通，所述穿孔墙上的穿墙孔数量为一个或多个，所述穿墙孔位于所述穿孔墙的底部，所述穿墙孔的内端连通所述补水区。

所述填料层优选采用火山岩填料。

所述填料表层优选为砾石层。

所述湿地区可以种植有水生植物，所述水生植物优选为芦苇或主要为芦苇。

所述池体可以为混凝土构筑物，所述支撑板可以为预制穿孔钢筋混凝土板。

本实用新型的工作过程是：由进水管输入的待处理的污水/废水，经导流渠进入布水区后，经沉降组件流入位于沉降组件上方的缓冲区，布水区和缓冲区起到匀压作用，使沉降组件中的各通道进出压力差基本相同，由此保证了各通道的水流流速相仿，水中夹带在固体颗粒物等杂质在流经沉降组件时得以沉降，沉降后沿斜管或斜板的底面滑下落入布水区的底部，缓冲区的水进行向上流进入填料表层的上方，然后经溢流堰流入集水区，水穿过填料层和流经植物附近时得到进一步净化，最终由出水管送出。

本实用新型的有益效果为：

沉淀区采用斜管或斜板组件，强化了对固体悬浮物的去除，降低湿地（例如湿地区的填料层）堵塞的风险，延长湿地寿命；

沉淀区与人工湿地系统合建，沿垂直方向分布，减少土地占用面积；

排污控制阀门可以与潜污泵采用同一电源和控制电路，同时启闭，控制方便，简单易行；

填料层采用火山岩填料，对污水净化效果较好；

芦苇根系具有较强的泌氧能力，且附着有较高的微生物量，强化了系统去污效果；

预制穿孔钢筋混凝土板采用预制形式制作，施工安全且速度较快；

流向为上向流，处理水体可以与植物根区充分接触，处理效果好；

出水采用溢流堰形式，优选溢流三角堰，出水较均匀，减小系统短路的可能性。

附图说明

图1是本实用新型的剖面示意图；

图2是本实用新型俯视方向上的分层剖切示意图。

具体实施方式

参见图1和图2，本实用新型的池体采用钢筋混凝土结构，混凝土强度为C30，池体的底面具有一定坡度，于坡底设置排泥管16，以便于排泥，排泥管兼做放空管。

为沉降组件采用斜管组件为例，布水区4高度为10-20cm，使来水均匀进入斜管组件5，斜管组件的高度为0.5m，斜管水平倾角为60°，斜管材料选用无毒聚氯乙烯，厚度为0.5mm，斜管内切圆直径为50mm。

斜管组件由混凝土支撑13承托（混凝土支撑13可由预埋钢板替代），所用混凝土强度同池体混凝土强度，斜管组件的上方设置预制穿孔钢筋混凝土板15，开孔孔径为3cm，开孔密度为25个/m²，预制穿孔钢筋混凝土板以及其支乘结构14用于承受整个湿地区的重量，因此均采用较高的混凝土强度，为C40。

预制穿孔钢筋混凝土板上面为10cm厚的砾石承托层，以减轻水中所含杂质对填料层的堵塞，所用砾石粒径为5cm。

砾石承托层的上面为填料层8，填料层厚度为0.6-0.8m，所用填料采用火山岩颗粒，粒径1cm左右，填料层上可以种植植物芦苇9。

池体的底面设置10cm厚的混凝土垫层20，垫层上铺设防渗层。

布水区、斜管组件以及湿地区的合计高度约为1.2-1.4 m，在实际应用中，该高度可根据当地水文地质条件合理调整，增加填料层厚度，强化处理效果。

进水管设置在池体的前壁21上，污水经过进水管1进入导流渠2，之后通过穿孔墙3上的穿墙孔22进入布水区4，然后均匀流入斜管组件5，斜管组件利用浅层沉降原理，增加了沉淀能力，提高对悬浮物去除率。经过斜管组件的强化预处理，进水中的悬浮物得到大幅削减，由此缓解了对填料区的堵塞，延长了湿地寿命。

经过斜管组件强化预处理的的污水通过预制穿孔钢筋混凝土板15上的布水孔6，在经过砾石层7进入填料层8，填料层采用火山岩填料，火山岩具有较较多的孔道，因此具有巨大的比表面积，增强了对污染物的吸附能力，另外较大的比表面积为微生物的附着生长提供了有利条件，因此具有较高的微生物持有量，增强了系统对污染物的降解能力。

从填料表层栽种植物芦苇，芦苇是人工湿地中较为常用的植物，因其强大的根系，所以具有较强的泌氧能力，并且为微生物的附着生长提供了有利条件，芦苇的根区作用对污染物的降解起到关键作用。

溢流堰设置在池体的后壁23上，该后壁也是填料区和沉淀区的共有后壁，溢流堰优选采用溢流三角堰10，经处理的污水通过溢流三角堰，汇入出水的集水渠11，然后经过出水管12排出系统，进入受纳水体。

所述池体的底部可以设置防渗层，所述防渗层可以采用任意适宜的现有技术和其他可能的技术。作为一个优选的实施例，所述防渗层可以自基面起由里到外依次为膨润土垫层、HDPE土工膜、膨润土保护层、细沙保护层和涤纶无纺土工布层，通过将涤纶无纺土工布设置与细沙保护层的上面，有助于提供对土工膜的整体保护效果，利用涤纶无纺土工布的整体性和韧性，支承、匀化和缓冲来自上方的外力/外物，同时隔离杂质，减少细沙保护层的污染以及生化反应，这种土工布的上面可以直接铺设砾石层、填料层和集水管道，膨润土保护层的设置有利于防止实际实施中细沙中较大颗粒或尖锐异物对土工膜的损坏。土工膜之间的接缝处优选采用堆焊焊接，且位于上层的土工膜焊接边缘为折叠边，将上层土工膜搭接在下层土工膜上时，留出一定的折叠富余量，将富余部分向上翻起并折叠在本土工膜的主体部分上，形成折叠后的边缘，在折叠后的边缘处进行与下层土工膜之间的堆焊，这种焊接方式不仅方便易行，而且在实际中能够有效地保证焊接区域的强度，且不存在边缘破损。

所述池体内可以设置若干集排气立管，所述集排气立管的侧壁上分布有若干集气通孔，外面包裹有一层或多层非金属丝网，例如尼龙丝网，所述集排气立管的下端延伸池体的底部，上端露在外面，池内因生化反应形成的二氧化碳和氮气等气体可以在内部压力作用下自动进入集排气立管并排出，包裹在外面的丝网网孔能够阻挡颗粒物进入立管，由此允许立管上采用相对较大的集气通孔，有助于防止通孔堵塞，延长使用寿命。

所述池体内的底部、中部和上部可以设有在线温度检测仪和/或压力检测仪，所述在线温度检测仪/或压力检测仪的输出接入现场控制柜，通过现场控制柜的显示器进行显示，以便于了解和判断池体内部的生化反应状况，例如，温度是影响菌群活性的一个重要环境因素，而压力则提示池内透水透气性能以及由此可能存在的生化反应问题，现场控制柜内可以依据需要设置相关的数据处理电路或装置，将温度/压力检测仪的输出接入相关数据处理电路或装置，以进行所需的显示处理和其他处理，例如，数据处理电路或装置可以设有报警输出，在检测的温度/压力数据符合报警条件时，通过报警输出连接的报警指示灯和/或报警蜂鸣器进行报警。

所述池体的上面可以设有纵向和/或横向的人行桥，所述人行桥的两端固定安装在池壁或地面上，由此，管理和检修人员可以走到桥上进行近距离查看和检修作业。

系统运行一段时期之后，池体的底部积累较多的沉积物，需要定期对系统进行清淤。由于系统底部具有一定坡度，当开启自控阀门17时，在较高的水流速冲刷下，冲洗水以及沉积物通过排泥管16进入排水井18，继而通过潜污泵19排出系统。排污控制阀门优选与潜污泵采用同一电源，同步通电，通电后阀门开启，同时潜污泵启动工作，操作起来简便易行。

若同时建设多个该人工湿地系统，可通过合理布置，使其共用一个排水井，以降低工程造价。

本实用新型将沉淀区与人工湿地（填料区）合建在一起，适应于用地面积有限且进水中含有较高的固体悬浮物浓度的场合，无需利用额外的土地建设沉淀预处理区，比如城市建成区河道沿岸可采用该系统对受污染河道水进行净化处理。另外也适用于处理水量较小，单独建设沉淀池不经济的情形，比如对于单户农村生活污水的处理。

本实用新型具有下列特点：

包括下部的斜管沉淀区和上部的人工湿地，沉淀区与人工湿地合建节省了占地面积；

于人工湿地的下方设置沉淀区，实现了对进入湿地（填料区）污水的预处理，提高了对固体悬浮物的去除效率，可防止湿地堵塞，延长湿地寿命；

湿地区由高强度预制穿孔钢筋混凝土板承托，穿孔钢筋混凝土板采用预制型式，可大幅提高施工速度及施工安全性；

穿孔钢筋混凝土板上部为由大粒径砾石（5cm）填料构成的填料表层，防止填料层的小粒径火山岩（0.5-1cm）漏失；

排泥管上设置电控阀门，电控阀门与排水井中的潜污泵可以同时启闭，操作管理方便。

本实用新型公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。

Claims (10)

1.一种防堵塞人工湿地系统，包括池体，所述池体内设有湿地区，其特征在于所述池体内还设有沉淀区，所述沉淀区和湿地区垂直分布，所述沉淀区位于所述湿地区的下方，所述沉淀区设有沉降组件，所述沉降组件与池体的底面之间留有构成布水区的间距，所述沉降组件的上方为用于支撑填料的支撑板，所述沉降组件与所述支撑板之间留有构成缓冲区的间距，所述支撑板采用穿孔板，所述穿孔板上分布有若干上下穿透支撑板的布水孔，所述支撑板的上面铺设有填料层，所述填料层的上面铺设有填料表层，所述布水区通过导流渠连通进水管，所述湿地区的侧壁上设有溢流堰，所述溢流堰的外侧为集水渠，所述集水渠上设置出水管，所述沉降组件为斜管沉降组件或斜板沉降组件。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述池体的底面为前高后低的斜面。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于所述布水区的后部设有位于池体底面上的排泥管，所述排泥管横向延伸，穿过池体的一侧侧壁，其外端接入位于池体外侧的集水井，所述排泥管上设有排泥控制阀门。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于所述集水井内设有潜污泵，所述潜污泵连接有输出管道。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述池体的底面设有垫层，所述垫层上铺设有防渗层。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述沉淀区和湿地区的共有前壁为穿孔墙，所述穿孔墙与池体的前壁之间留有构成所述导流渠的间隙，所述进水管安装在池体的前壁上，内端与所述导流渠连通，所述穿孔墙上的穿墙孔数量为一个或多个，所述穿墙孔位于所述穿孔墙的底部，所述穿墙孔的内端连通补水区。

7.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的系统，其特征在于所述填料层采用火山岩填料。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于所述填料表层为砾石层。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于所述湿地区种植有水生植物。

10.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的系统，其特征在于所述池体为混凝土构筑物，所述支撑板为预制穿孔钢筋混凝土板。