CN208732733U - 一种围墙嵌入监测电极的堵塞原位监测人工湿地 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种围墙嵌入监测电极的堵塞原位监测人工湿地。包括布水区、集水区、主体填料区、水生植物、监测电极带、条形铜电极、连接导线和长边围墙；其中，主体填料区的四周为布水区、集水区和长边围墙，布水区和集水区相对，两个长边围墙相对；每个长边围墙分别水平嵌入2条平行的监测电极带，共计嵌入4条监测电极带；监测电极带分别距离湿地顶和底均为20cm；每条监测电极带上安装条形铜电极，条形铜电极间距为20‑100cm，并分别用导线连接，主体填料区上部种植有水生植物。本实用新型填补人工湿地堵塞精确监测的空白，将为各种规格人工湿地的处理、运行维护以及人工湿地的持续、高效运行提供技术保障。

Description

一种围墙嵌入监测电极的堵塞原位监测人工湿地

技术领域

本实用新型属于污水处理技术领域，具体涉及一种围墙嵌入监测电极的堵塞原位监测人工湿地。

背景技术

人工湿地污水处理技术是20世纪70年代兴起的一种污水处理生态工程新技术，由于具有灵活性好、投资少、能耗低、去污能力较强、管理方便、无二次污染等优点，应用日益普遍。然而近年来，人工湿地在运行过程中频繁出现堵塞等问题，净化性能下降，使用年限缩短。如美国及英国的355个潜流人工湿地中，近一半在使用五年内发生堵塞，填料水力传导率大幅下降，80%的水流直接由床体表面越流排出系统，出水水质恶化，服务年限由设计时的50-100年降低为10年、5年甚至更短；国内的白泥坑、雁田、沙田等人工湿地也出现了不同程度的堵塞现象。可见，人工湿地系统内部的堵塞问题已严重影响到人工湿地的持久、高效运行。

目前，对人工湿地发生堵塞判断的研究方法比较单一，都是基于示踪实验的表观水力停留时间（HRT）和停留时间分布（RDT）来研究人工湿地水力性能特征，并通过人工湿地水力性能来确定人工湿地是否发生堵塞。然而这种确定堵塞的方法都是针对人工湿地整体进行评价的，无法对堵塞区域进行精确的预报和定位，致使在治理堵塞的时候只能针对于人工湿地整体进行更换填料或疏通，时间成本高、经济效益差。因此，针对人工湿地堵塞区域的精确监测是亟待解决的问题。

所以，针对这一问题，本实用新型设计了一种围墙嵌入监测电极的堵塞原位监测人工湿地，通过在人工湿地围墙中嵌入电极带的方式，可对不同规格的人工湿地实现堵塞的精确监测。该方法是以堵塞填料区域及未堵塞填料区域的电阻率差异为前提，通过嵌入的电极带两两组合的方式，监测两条电极带控制断面上的电阻率变化，实现堵塞情况的精确预报。该方法具有设计简单、经济、运行管理方便，为人工湿地的持续、高效运行提供技术保障。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有人工湿地无法精确监测堵塞区域，致使堵塞治理维护没有有效的技术依据的问题，提供一种建造容易、堵塞监测准确的人工湿地，可实现人工湿地堵塞区域的精确监测，为人工湿地的持续、高效运行提供技术保障。

该人工湿地将应用地球物理中的电法勘探与传统人工湿地紧密的结合在一起，充分发挥了二者在各自领域中的优势，将高效的电阻率探测方法集成在传统的人工湿地中。

本实用新型是这样实现的：

一种围墙嵌入监测电极的堵塞原位监测人工湿地，包括布水区、集水区、主体填料区、水生植物、监测电极带、条形铜电极、连接导线和长边围墙。其中，主体填料区的四周为布水区、集水区和长边围墙，布水区和集水区相对，两个长边围墙相对；每个长边围墙分别水平嵌入2条平行的监测电极带，共计嵌入4条监测电极带；监测电极带分别距离湿地顶和底均为20cm；每条监测电极带上安装条形铜电极，条形铜电极间距为20-100cm，并分别用导线连接，主体填料区上部种植有水生植物。

用井间电阻率成像仪器分别连接安装在长边围墙一边上的监测电极带和另一边围墙上的监测电极带，井间电阻率成像仪器通过监测电极带上的条形铜电极进行电阻率监测，监测方式采用应用地球物理中的井间成像的方式进行。

如果人工湿地没有发生堵塞，各部分电阻率特征相似，电阻率值差别不大，可认为是均匀电阻率，两条监测电极带之间的电阻率值分布比较平稳；如果人工湿地出现堵塞，则堵塞区域中的填料孔隙多为无机物颗粒填充，而无机物颗粒电阻率高于污水的电阻率，所以堵塞区域的电阻率会比未堵塞的区域电阻率高，此时两条监测电极带之间的电阻率分布在堵塞区域部分将升高，依此可定位两条监测电极带之间发生堵塞的位置。

然后，再连接另外一组监测电极带（围墙一边上的监测电极带与另一边的监测电极带成对组合），按照上面相同的方式实现两条监测电极带之间的堵塞监测，最终实现整个人工湿地的监测。

所述水生植物为美人蕉、芦苇、梭鱼草和菖蒲中的一种。

本实用新型的有益效果是：本实用新型针对人工湿地堵塞区域的监测，可填补人工湿地堵塞精确监测的空白。该人工湿地通过推广，将为各种规格人工湿地的处理、运行维护以及人工湿地的持续、高效运行提供技术保障。

附图说明

图1为本实用新型实施例围墙嵌入监测电极的堵塞原位监测人工湿地结构示意图。

图中标记：1-布水区；2-集水区；3-主体填料区；4-水生植物；5-第一监测电极带；6-第二监测电极带；7-第三监测电极带；8-第四监测电极带；9-条形铜电极；10-导线；11-第一长边围墙；12-第二长边围墙。

具体实施方式

以下仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。

实施例：

一种围墙嵌入监测电极的堵塞原位监测人工湿地，如图1所示，设有布水区1、集水区2、主体填料区3、水生植物4、第一监测电极带5、第二监测电极带6、第三监测电极带7、第四监测电极带8、条形铜电极9、导线10、第一长边围墙11、第二长边围墙12。

布水区1长×宽×高为2×0.2×1.2m；集水区2长×宽×高为2×0.2×1.2m；主体填料区3长×宽×高为4×2×1.2m；主体填料区3的四周为布水区1、集水区2、第一长边围墙11和第二长边围墙12，布水区1和集水区2相对，第一长边围墙11和第二长边围墙12相对；第一长边围墙11水平嵌入平行排列的第一监测电极带5和第二监测电极带6，第一监测电极带5距离湿地底部20cm，第二监测电极带6距离湿地顶部20cm；第二长边围墙12水平嵌入平行排列的第三监测电极带7和第四监测电极带8，第三监测电极带7距离湿地顶部20cm，第四监测电极带8距离湿地底部20cm；每条监测电极带上安装条形铜电极9，条形铜电极9间距为20cm，并分别用导线10连接，主体填料区3上部种植有水生植物4美人蕉。

污水通过布水区1后均匀流向主体填料区3，并使主体填料区3始终保持污水饱和状态。

首先把第一监测电极带5和第三监测电极带7组成一对，把两条监测电极带端头的导线10连上井间电阻率成像仪器，井间电阻率成像仪器通过第一监测电极带5和第三监测电极带7上的条形铜电极9进行电阻率监测，监测方式采用应用地球物理中的井间成像的方式进行。如果主体填料区2在第一监测电极带5和第三监测电极带7之间的断面没有发生堵塞，各部分电阻率特征相似，电阻率值差别不大，可认为是均匀电阻率，第一监测电极带5和第三监测电极带7之间的电阻率值分布比较平稳；如果主体填料区3在第一监测电极带5和第三监测电极带7之间的断面出现堵塞，则堵塞区域中的填料孔隙多为无机物颗粒填充，而无机物颗粒电阻率高于污水的电阻率，所以堵塞区域的电阻率会比未堵塞的区域电阻率高，此时第一监测电极带5和第三监测电极带7之间的电阻率分布在堵塞区域部分将升高，依此可定位第一监测电极带5和第三监测电极带7之间发生堵塞的位置。

然后依次把第一监测电极带5和第四监测电极带8、第二监测电极带6和第三监测电极带7、第二监测电极带6和第四监测电极带8分别成对组合，分别把成对组合的监测电极条端头的导线10连上井间电阻率成像仪器进行电阻率监测，最终实现整个人工湿地的堵塞监测。

监测时间可每隔3-6个月监测一次，根据监测数据变化判断堵塞是否发生。

为了更精确的对人工湿地主体填料区3进行堵塞监测和定位，可以把每个时间段监测到的数据进行对比，这样不但可以监测堵塞位置，而且还可以监测堵塞的发展情况。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本实用新型方案的保护范围。

Claims (1)

1.一种围墙嵌入监测电极的堵塞原位监测人工湿地，其特征在于围墙嵌入监测电极的堵塞原位监测人工湿地包括布水区(1)、集水区(2)、主体填料区(3)、水生植物(4)、监测电极带、条形铜电极(9)、连接导线(10)和长边围墙；其中，主体填料区(3)的四周为布水区(1)、集水区(2)和长边围墙，布水区(1)和集水区(2)相对，两个长边围墙相对；每个长边围墙分别水平嵌入2条平行的监测电极带，共计嵌入4条监测电极带；监测电极带分别距离湿地顶和底均为20cm；每条监测电极带上安装条形铜电极(9)，条形铜电极(9)间距根据人工湿地大小和监测精度按照20-100cm调整，并分别用导线(10)连接，主体填料区(3)上部种植有水生植物(4)；

所述水生植物(4)为美人蕉、芦苇、梭鱼草和菖蒲中的一种。