CN209367926U - 一种改性深床混合流人工湿地 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种改性深床混合流人工湿地，包括进水管和出水管，在进水管和出水管之间依次串联多级人工湿地单元；每级人工湿地单元包括渗滤单元和导流富氧单元，渗滤单元自上而下依次为土壤层、滤料层，土壤层的厚度为350‑500mm，滤料层的厚度为1500‑2500mm，土壤层的表面设有布水管并种植有湿地植物。该人工湿地可在传统湿地的基础上加深床体，减少湿地占地面积，非常适用于小型农村污水处理系统。整个过程无动力设备，运行管理简单，运营费用低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种改性深床混合流人工湿地，尤其涉及农村污水处理技术。
背景技术
目前农户生活污水已成为影响农村人居环境的突出问题。现有主流方案集中收集、集中处理，管网和曝气环节增加了建设成本和运行成本，很难移植到农村。人工湿地因其独特的优势得到了广泛应用，但是在应用过程中也暴露了很多问题，包括易受气候、温度影响。人工湿地受气候温度条件影响较大，随季节的变化，人工湿地对污染物的去除效果也随之变化。人工湿地中的植物和微生物对温度尤为敏感，大量研究表明，水温低于10℃时，人工湿地的处理效率明显下降。而且人工湿地的净化机制决定了其需要较大的占地面积，而对于水平流人工湿地，由于水力负荷小，使得人工湿地需要占用更多的土地，这就制约了的人工湿地的发展，尤其是在用地紧张的地区。
因此，针对人工湿地受气候温度条件影响较大及占地面积大的问题，研发占地面积小、新型保温型人工湿地以提高湿地的适用性及处理效率是当前人工湿地处理技术急需解决的问题，对缓解当前日益突出的环境问题和资源短缺矛盾具有十分重要的现实意义。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题是，人工湿地占地面积大；在水温较低时，人工湿地处理效率明显下降。
本实用新型的技术方案是，提供一种改性深床混合流人工湿地，包括进水管和出水管，在进水管和出水管之间依次串联多级人工湿地单元；
每级人工湿地单元包括渗滤单元和导流富氧单元，渗滤单元自上而下依次为土壤层、滤料层，土壤层的厚度为350-500mm，滤料层的厚度为1500-2500mm，土壤层的表面设有布水管并种植有湿地植物；
在同一级人工湿地单元中，渗滤单元的底部与导流富氧单元连通，使污水在渗滤单元内自上而下流动，并从渗滤单元底部流出后进入导流富氧单元；在相邻的两级人工湿地单元中，上一级导流富氧单元的上部与下一级渗滤单元的布水管连通。
优选地，上一级人工湿地单元的高度高于下一级人工湿地单元的高度，使污水从上一级导流富氧单元的上部自流至下一级渗滤单元的布水管中。
优选地，在相邻的两级人工湿地单元中，通过刚性防水套管将上一级导流富氧单元的上部与下一级渗滤单元的布水管连通。
优选地，在人工湿地的底部和四周设有防渗层。
优选地，所述防渗层为黏土层，黏土层的厚度为300-600mm。黏土层分层压实，渗透系数不大于10-8m/s。
优选地，所述滤料层分为上、中、下三层，上、中、下三层滤料的粒度逐渐增大。
优选地，上层滤料粒度为1-3mm，中层滤料的粒度为4-7mm，下层滤料的粒度为8-12mm。
优选地，渗滤单元的底部设有高度为450-600mm的检修通道。人工检修时可通过导流富氧单元进入渗滤单元底部直接清掏淤泥，无需重新翻出滤料，解决了传统湿地易堵塞、清掏难的问题。
优选地，导流富氧单元的宽度为600-1000mm。
优选地，布水管呈环形分布在土壤层的表面，布水管由UPVC制成。
优选地，人工湿地由三级人工湿地单元组成。
本实用新型在传统垂直潜流人工湿地后增设导流富氧系统，污水在湿地渗滤系统自上而下流动，经导流系统导流至下一级湿地渗滤系统上部，增加了污水在湿地表面的停留时间，延长了污水与空气的接触时间，富氧效果好。
本实用新型在传统湿地基础上增加床体深度，污水在床体内部波形流动（上下折流），起到较好的保温效果，解决传统人工湿地在冬季运行效果差的缺陷。渗滤单元随着深度的增加，溶解氧逐渐降低，在单个系统中自上至下溶解氧状态逐步为好氧—缺氧—厌氧状态；经导流富氧单元串联后，每级人工湿地单元的溶解氧状态为好氧—缺氧—厌氧—好氧—缺氧—厌氧，形成多级AAO系统，脱氮除磷效果相对于传统湿地大大增强。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的改性深床混合流人工湿地经结构改善后，可在传统湿地的基础上加深床体，减少湿地占地面积，非常适用于小型农村污水处理系统。整个过程无动力设备，运行管理简单，运营费用低；系统结构简单，可就地取材，也可采用碳钢防腐制作成集成化一体式装备，样式灵活；施工工期短，一次性投资低，具有较好的商业推广前景。
附图说明
图1表示本发明的结构示意图。
图2表示本发明的平面布置图。
图例说明：1-进水管、2-刚性防水套管、3-土壤层、4-上层滤料层、5-中层滤料层、6-下层滤料层、7-导流富氧单元、8-布水管、9-湿地植物、10-出水管、11-检修通道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例
本实施例提供一种改性深床混合流人工湿地，该系统的结构示意图如图1所示。该人工湿地包括进水管1和出水管10，在进水管1和出水管10之间布置三级人工湿地单元，每一级人工湿地单元包括两大部分，分别为渗滤单元和导流富氧单元7。渗滤单元由上至下依次为土壤层3、上层滤料层4、中层滤料层5、下层滤料层6；上层滤料层4为粗砂层、中层滤料层5为碎石砂层、下层滤料层6为细碎石层；土壤层3的表面设有布水管8，土壤层3的表面还种植有湿地植物以及设置布水管8。渗滤单元的底部为检修通道11，导流富氧单元7为以敞口池，收集渗滤单元的出水，并富氧，同时可兼做检修孔，用于人工清掏。
人工湿地的渗滤单元中各部分的详细介绍如下：
湿地植物：湿地植物根据应用环境选择耐污能力强、根系发达、去污效果好、具有抗冻及抗病虫害功能、容易管理的本土植物；湿地植物种植于表层的土壤层中。
布水系统（由布水管组成）：布水系统安装于渗滤单元床体上部，布水系统为环形布水，布水装置为穿孔布水管，材质为UPVC，进水的布水管（图1中未示出）的平面图如图2所示。
土壤层：为松软粘土，土壤层厚度为40cm，渗透系数为0.025cm/h；主要用于提供湿地植物生长所需环境，同时，较低的渗透系数，使得污水在湿地表面停留时间较长，延长了污水与空气的接触时间，提高富氧效果，为好氧微生物提供所需氧气。
粗砂层：位于滤料层上层，第一级、第二级、第三级人工湿地单元中粗砂层的厚度分别为500mm、500mm、400mm，由粒径为2mm的粗砂组成。由于导流富氧单元的富氧作用，污水在粗砂层处于好氧状态，在粗砂层表面形成大量好氧微生物膜，污水中的有机污染物在微生物的作用下进行生物降解，硝化细菌在此进行硝化作用，净化污水的同时又可起到物理截留作用。
碎石砂层：设置在粗砂层下，由粒径为6mm的碎石砂组成，第一级、第二级、第三级人工湿地单元中碎石砂层的厚度分别为1000mm、900mm、800mm，污水在此进行反硝化脱氮。
细碎石层：设在在碎石砂层下，由粒径为10mm的细碎石组成，第一级、第二级、第三级人工湿地单元中细碎石层的厚度分别为700mm、600mm、600mm，起到进一步净化污水的作用，细碎石层下部设检修孔，便于人工清掏，防止湿地堵塞，运行过程中，可根据排水要求，在底部临时设置通气管，强化湿地净化功能。
防渗层：位于沟床的四周和底层，由分层压实的黏土构成，黏土的渗透系数不大于10-8m/s，其作用是防止污水直接下渗，造成地下水污染。
该人工湿地的工作流程是：污水先经过布水系统管进入第一级人工湿地单元，经过湿地植物和滤料层的一系列物理、生物净化作用后自流入导流富氧单元，经过自然富氧后的污水进入下一级人工湿地单元，经三级人工湿地渗滤净化后的污水，出水水质可达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准水质指标。
Claims (10)
1.一种改性深床混合流人工湿地，其特征在于，包括进水管和出水管，在进水管和出水管之间依次串联多级人工湿地单元；
每级人工湿地单元包括渗滤单元和导流富氧单元，渗滤单元自上而下依次为土壤层、滤料层，土壤层的厚度为350-500mm，滤料层的厚度为1500-2500mm，土壤层的表面设有布水管并种植有湿地植物；
在同一级人工湿地单元中，渗滤单元的底部与导流富氧单元连通，使污水在渗滤单元内自上而下流动，并从渗滤单元底部流出后进入导流富氧单元；在相邻的两级人工湿地单元中，上一级人工湿地单元中的导流富氧单元的上部与下一级人工湿地单元中的渗滤单元的布水管连通。
2.如权利要求1所述的人工湿地，其特征在于，上一级人工湿地单元的高度高于下一级人工湿地单元的高度，使污水从上一级人工湿地单元中的导流富氧单元的上部自流至下一级人工湿地单元中的渗滤单元的布水管中。
3.如权利要求1所述的人工湿地，其特征在于，在相邻的两级人工湿地单元中，通过刚性防水套管将上一级人工湿地单元中的导流富氧单元的上部与下一级人工湿地单元中的渗滤单元的布水管连通。
4.如权利要求1所述的人工湿地，其特征在于，在人工湿地的底部和四周设有防渗层。
5.如权利要求4所述的人工湿地，其特征在于，所述防渗层为黏土层，黏土层的厚度为300-600mm。
6.如权利要求1所述的人工湿地，其特征在于，所述滤料层分为上、中、下三层，上、中、下三层滤料的粒度逐渐增大。
7.如权利要求6所述的人工湿地，其特征在于，上层滤料粒度为1-3mm，中层滤料的粒度为4-7mm，下层滤料的粒度为8-12mm。
8.如权利要求1所述的人工湿地，其特征在于，渗滤单元的底部设有高度为450-600mm的检修通道。
9.如权利要求1所述的人工湿地，其特征在于，导流富氧单元的宽度为600-1000mm。
10.如权利要求1所述的人工湿地，其特征在于，布水管呈环形分布在土壤层的表面，布水管由UPVC制成。
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| CN111657109A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-09-15 | 塔里木大学 | 一种枣棉间作水分调节装置及水分调节方法 |
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| CN111657109B (zh) * | 2020-06-28 | 2021-10-26 | 塔里木大学 | 一种枣棉间作水分调节装置及水分调节方法 |
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