CN207483452U - 一种不堵塞的人工湿地系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种不堵塞的人工湿地系统，包括湿地池、排泥沟、底泥观察井和底泥检查井。湿地池自上而下分别为湿地植物、基质填料层和池底排泥沟。在运行过程中，污泥不断沉淀至池底排泥沟中，排泥沟顶部设置微拱型漏泥箅子，排泥沟一端连接底泥观察井用来观察底泥蓄积量，同时兼做通气孔和水力冲击枪进入孔，排泥沟另一端连接底泥检查井，人工湿地运行一个时期后，通过底泥检查井将污泥抽送出来。本实用新型的人工湿地中由上至下基质粒径依次增大，排泥沟沿湿地池底部铺设，排泥沟的漏泥箅子在渗漏污泥的同时能够防止填料掉落，底泥观察井和检查井在清除底泥的过程中发挥了重要的连通作用。实现了人工湿地系统的不堵塞、持续高效运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及人工湿地，尤其是一种不堵塞的人工湿地系统。
背景技术
当前，我国对水污染的问题越来越重视，现有的很多污水处理厂即使执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准也并不能达到《地表水环境质量标准》中Ⅴ类水的要求，人工湿地应用于污水处理厂出水，再进一步进行深度处理，利用湿地基质拦截不溶性有机物，被微生物降解，利用水生植物的根系吸附、分解去除可溶性有机物，从而达到进一步净化水质的目的。
然而在人工湿地运行过程中，随着湿地植物代谢残留的碎屑进入填料中，以及污水通过湿地时水中悬浮物被拦截在填料中，形成流泥并积蓄在湿地池底部，长此已久造成湿地池堵塞，失去去污效果，而且清理填料需要耗费大量人力物力，在一定程度上限制了人工湿地处理系统的应用，因此合理的排泥系统是保证湿地长期、高效运行的重要前提。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种设计合理的不堵塞的人工湿地系统，能够保证湿地处理的水质效果良好，高效运行。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种不堵塞的人工湿地系统，由多个人工湿地池单元组合而成，每个人工湿地池单元包括：填有填料的湿地池、湿地排泥沟、底泥观察井、底泥检查井和湿地植物，湿地池中的填料自下而上铺设，分别为粗砾石层、中砾石层和页岩层，湿地植物种植在页岩层上，在沿着湿地池长度方向的两端池壁上，一端设置有进水口，另一端设置有出水口，进水口和出水口设置在湿地池中填料的不同层上，在湿地池池底沿着水流方向布置有湿地排泥沟，湿地排泥沟顶部与湿地池池底之间设置有漏泥篦子，在排泥沟一端设置底泥观察井，另一端设置底泥检查井。
所述湿地池池底横断面设置成“V”型或“W”型，在池底“V”型或“W”型尖端布设湿地排泥沟，以便于汇集污泥。
所述人工湿地池单元的长宽比大于3:1且小于10:1，湿地池深度为1.0～1.5m。
所述湿地排泥沟横断面设置成微拱型，底宽为0.8～1.0m，湿地排泥沟底部纵坡为0.5％～2％；漏泥篦子的孔槽尺寸为5mm～20mm。
所述底泥观察井位于湿地池内的湿地排泥沟的一端，并与湿地排泥沟贯通，底泥观察井断面设置成圆形或方形，直径或边长为0.3～0.8m。
所述底泥检查井位于湿地池外的湿地排泥沟的一端，并与湿地排泥沟贯通，底泥检查井断面设置成圆形或方形，直径或边长为0.8～1.2m。
所述相邻两个人工湿地池单元共用相邻的池壁，沿着水流方向设置的相邻两个人工湿地池单元，位于上游湿地池的出水口同时是下游湿地池的进水口。
所述进水口设置在粗砾石层上，出水口设置在页岩层上。
所述出水口设置在粗砾石层上，进水口设置在页岩层上。
本实用新型的有益效果是：本实用新型实现了人工湿地高效处理污水的功能，使湿地运行稳定，便于管理，建设费用低，可持续保持处理水质效果显著等优点。
附图说明
图1是本实用新型不堵塞的人工湿地系统的人工湿地池单元的纵断面图。
图2是本实用新型不堵塞的人工湿地系统的人工湿地池单元的平面图。
图3是本实用新型不堵塞的人工湿地系统的人工湿地池单元的“V”型湿地池底的横断面图。
图4是本实用新型不堵塞的人工湿地系统的人工湿地池单元的“W”型湿地池底的横断面图。
图中：1、湿地排泥沟；2、底泥检查井；3、底泥观察井；4、湿地池；5、湿地植物；6、进水口；7、出水口；8、漏泥篦子；9、粗砾石层、10、中砾石层；11页岩层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：
如图1、2所示，本实用新型的不堵塞的人工湿地系统，由多个人工湿地池单元组合而成，每个人工湿地池单元包括：填有填料的湿地池4、湿地排泥沟1、底泥观察井3、底泥检查井2和湿地植物5，湿地池4中的填料自下而上铺设，分别为粗砾石层9、中砾石层10和页岩层11，湿地植物5种植在页岩层11上，在沿着湿地池4长度方向的两端池壁上，一端设置有进水口6，另一端设置有出水口7，进水口6和出水口7设置在湿地池4中填料的不同层上，在湿地池4池底沿着水流方向布置有湿地排泥沟1，湿地排泥沟1顶部与湿地池4池底之间设置有漏泥篦子8，在排泥沟1一端设置底泥观察井3，另一端设置底泥检查井2。
如图3、4所示，所述湿地池4池底横断面设置成“V”型或“W”型，在池底“V”型或“W”型尖端布设湿地排泥沟1，以便于汇集污泥。
所述人工湿地池单元的长宽比大于3:1且小于10:1，湿地池4深度为1.0～1.5m。
所述湿地排泥沟1横断面设置成微拱型，底宽为0.8～1.0m，湿地排泥沟1底部纵坡为0.5％～2％；漏泥篦子8的孔槽尺寸为5mm～20mm。
所述底泥观察井3位于湿地池4内的湿地排泥沟1的一端，并与湿地排泥沟1贯通，底泥观察井3断面设置成圆形或方形，直径或边长为0.3～0.8m。
所述底泥检查井2位于湿地池4外的湿地排泥沟1的一端，并与湿地排泥沟1贯通，底泥检查井2断面设置成圆形或方形，直径或边长为0.8～1.2m。
所述相邻两个人工湿地池单元共用相邻的池壁，沿着水流方向设置的相邻两个人工湿地池单元，位于上游湿地池4的出水口7同时是下游湿地池4的进水口6。
所述进水口6设置在粗砾石层9上，出水口7设置在页岩层11上。
所述出水口7设置在粗砾石层9上，进水口6设置在页岩层11上。
上述不堵塞的人工湿地系统的排泥时间的计算方法，包括以下步骤：
第一步，计算排泥沟体积V0，m3
V0＝l×b×(h1+h2)/2
式中：l—排泥沟长度，m；
b—排泥沟横断面宽度，m；
h1、h2—分别为排泥沟进出口两端高度，m；
第二步，计算湿地池每日产生的干泥重量W，kg/d
W＝0.001×Q×(C1-C2)
式中：Q—通过湿地池污水流量，m3/d；
C1、C2—分别为湿地池进出口悬浮物浓度，mg/L；
第三步，计算湿地池每日流污泥蓄积量V1，m3/d
式中：ω—流泥含水量，大于85％，无试验资料时取95～105％；
ρ—流泥的湿密度，g/cm3，无试验资料时取1.20～1.50g/cm3；
第四步，计算并确定排泥时间T，d
T＝V0/V1。
本实用新型不堵塞的人工湿地系统在运行过程中，沉积在湿地池中的底泥得到及时清理，漏泥箅子的孔槽尺寸一般为5mm～20mm，开孔尺寸应防止填料落入排泥沟；排泥沟顶部为微拱型钢筋混凝土板，排泥沟底部也设计成微拱型结构。
所述底泥观察井的作用是可以观测到池底污泥的储存量，便于及时了解和控制湿地系统内累积的污泥量，同时观察井还兼做通气孔和水力冲击枪进入孔。
所述底泥检查井是底泥的排出通道，也是人员检修时清掏泥渣的通道，同时也具有观测底泥累积量的功能。
目前已建成的人工湿地都缺少排泥设计，有的采用反冲洗等方式疏通堵塞的污泥，其效果非常有限，一般运行3-5年就失去其效能了。本实用新型不堵塞的人工湿地，能够持续有效地排泥，彻底解决了污泥堵塞的问题。实现了人工湿地系统的不堵塞、持续高效运行。
某人工湿地系统，日污水处理能力为3500m3/d，设计进水悬浮物浓度为60mg/L，设计出水悬浮物浓度为20mg/L，人工湿地单元格长度为100m，宽度为20m，长宽比为5:1，污水由湿地进水口6进入湿地，在湿地池4中经过垂直-水平潜流人工湿地的处理，处理后的污水通过湿地出水口7排出。
参见图1，所述湿地植物5为莲、芡实、黄菖蒲和空心菜，这些植物为该流域内的乡土物种，它们具有较强的净水能力，同时兼具一定的经济价值。
所述湿地排泥沟1，池底“V”型，每个湿地单元格设置一列湿地排泥沟1，湿地排泥沟1的长度为100m，湿地排泥沟1的宽度为0.8m，湿地排泥沟1起端处深度为0.5m，设置1％的坡度坡向底泥检查井2，末端深度为1.5m。
第一步：计算排泥沟的体积V0(m3)：
V0＝l×b×(h1+h2)/2
式中l为排泥沟的长度100m，b为排泥沟的宽度0.8m，h1为排泥沟起端深度0.5m，h2为排泥沟末端深度1.5m，计算得排泥沟的体积为80m3；
第二步：计算湿地每日产生的干泥量W(kg/d)：
W＝0.001×Q×(C1-C2)
式中Q为通过湿地的污水流量，本例中Q取3500m3/d，计算出每日干泥量为140kg/d；
第三步：计算每日流泥蓄积量V1(m3/d)：
式中ρ为流泥的湿密度取1.20g/cm3，ω为流泥含水率，取95％，计算得每日流泥蓄积量为0.2275m3/d；
第四步：计算并确定排泥时间T(d)：
T＝V0/V1
计算得排泥时间为352d，约12个月，即该人工湿地排泥系统以12个月为一个排泥周期进行排泥。即该湿地池每12个月清掏一次，从而保证了人工湿地的可持续运行。
以上所述的实例仅用于说明本实用新型的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本实用新型的内容并据以实施，不能仅以本实例来限定本实用新型的专利范围，即凡本实用新型所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本实用新型的专利范围内。
Claims (9)
1.一种不堵塞的人工湿地系统，由多个人工湿地池单元组合而成，其特征在于，每个人工湿地池单元包括：填有填料的湿地池(4)、湿地排泥沟(1)、底泥观察井(3)、底泥检查井(2)和湿地植物(5)，湿地池(4)中的填料自下而上铺设，分别为粗砾石层(9)、中砾石层(10)和页岩层(11)，湿地植物(5)种植在页岩层(11)上，在沿着湿地池(4)长度方向的两端池壁上，一端设置有进水口(6)，另一端设置有出水口(7)，进水口(6)和出水口(7)设置在湿地池(4)中填料的不同层上，在湿地池(4)池底沿着水流方向布置有湿地排泥沟(1)，湿地排泥沟(1)顶部与湿地池(4)池底之间设置有漏泥篦子(8)，在排泥沟(1)一端设置底泥观察井(3)，另一端设置底泥检查井(2)。
2.根据权利要求1所述不堵塞的人工湿地系统，其特征在于，所述湿地池(4)池底横断面设置成“V”型或“W”型，在池底“V”型或“W”型尖端布设湿地排泥沟(1)，以便于汇集污泥。
3.根据权利要求1所述不堵塞的人工湿地系统，其特征在于，所述人工湿地池单元的长宽比大于3:1且小于10:1，湿地池(4)深度为1.0～1.5m。
4.根据权利要求1所述不堵塞的人工湿地系统，其特征在于，所述湿地排泥沟(1)横断面设置成微拱型，底宽为0.8～1.0m，湿地排泥沟(1)底部纵坡为0.5％～2％；漏泥篦子(8)的孔槽尺寸为5mm～20mm。
5.根据权利要求1所述不堵塞的人工湿地系统，其特征在于，所述底泥观察井(3)位于湿地池(4)内的湿地排泥沟(1)的一端，并与湿地排泥沟(1)贯通，底泥观察井(3)断面设置成圆形或方形，直径或边长为0.3～0.8m。
6.根据权利要求1所述不堵塞的人工湿地系统，其特征在于，所述底泥检查井(2)位于湿地池(4)外的湿地排泥沟(1)的一端，并与湿地排泥沟(1)贯通，底泥检查井(2)断面设置成圆形或方形，直径或边长为0.8～1.2m。
7.根据权利要求1所述不堵塞的人工湿地系统，其特征在于，所述相邻两个人工湿地池单元共用相邻的池壁，沿着水流方向设置的相邻两个人工湿地池单元，位于上游湿地池(4)的出水口(7)同时是下游湿地池(4)的进水口(6)。
8.根据权利要求1或7所述不堵塞的人工湿地系统，其特征在于，所述进水口(6)设置在粗砾石层(9)上，出水口(7)设置在页岩层(11)上。
9.根据权利要求1或7所述不堵塞的人工湿地系统，其特征在于，所述出水口(7)设置在粗砾石层(9)上，进水口(6)设置在页岩层(11)上。
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|---|---|---|---|
| CN201721082744.8U CN207483452U (zh) | 2017-08-28 | 2017-08-28 | 一种不堵塞的人工湿地系统 |
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| CN201721082744.8U CN207483452U (zh) | 2017-08-28 | 2017-08-28 | 一种不堵塞的人工湿地系统 |
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107364972A (zh) * | 2017-08-28 | 2017-11-21 | 河北省水利水电勘测设计研究院 | 一种不堵塞的人工湿地系统及其排泥时间的计算方法 |
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2017
- 2017-08-28 CN CN201721082744.8U patent/CN207483452U/zh active Active
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| CN107364972A (zh) * | 2017-08-28 | 2017-11-21 | 河北省水利水电勘测设计研究院 | 一种不堵塞的人工湿地系统及其排泥时间的计算方法 |
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