CN210438584U - 一种高效复合人工湿地系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效复合人工湿地系统，包括厌氧塘（1）、垂直潜流人工湿地（2）及好氧生物塘（3），所述厌氧塘（1）、垂直潜流人工湿地（2）及好氧生物塘（3）依次从地势高处至低处布置，且所述厌氧塘（1）、垂直潜流人工湿地（2）、好氧生物塘（3）通过水管相连通，所述垂直潜流人工湿地的上方安装支架，支架上安装多个透明卷帘（52），在各透明卷帘打开时，在所述垂直潜流人工湿地的上面形成相对密闭的大棚式结构。所述厌氧塘的上方布置光伏发电系统（4）的光伏板。所述垂直潜流人工湿地的周边安装风力发电系统（5）的风力发电桩。本实用新型在不遮光、不影响植物生长的前提下，使整个系统的污水处理效果稳定，不受季节影响。

Description

一种高效复合人工湿地系统

技术领域

本实用新型涉及用于污水处理的人工湿地，具体涉及一种高效复合人工湿地系统。

背景技术

人工湿地是人工建造的、可控制的和工程化的湿地系统，其设计和建造是通过模拟自然湿地生态系统中的物理、化学和生物作用的优化组合来进行废水处理。具有投资低，出水水质好，抗冲击力强，增加绿地面积，改善和美化生态环境，操作简单，维护和运行费用低廉等优点。这项技术适合我国国情，尤其适合广大农村、中小城市的污水处理。

经过长期的工程调研、工艺研究、运行实践及分析总结，发明人发现人工湿地工程应用中普遍存在污水处理效果不稳定、冬季处理效果差和填料易堵塞等现实问题。在北方寒冷地区，受到低温胁迫的影响，微生物活性显著下降、水生植物枯萎休眠，会导致人工湿地运行效率低，甚至冬季无法运行，从而限制了该项技术在北方地区的推广应用。同时，人工湿地主要依靠填料上挂膜生长的微生物和不断更新繁殖的水生植物的新陈代谢来处理污水，必然会产生一些代谢产物、腐烂的植物根系，同时填料还会截留污水中的悬浮物，填料孔隙将逐渐堵塞，甚至出现厌氧、植物抬根等现象，严重影响人工湿地处理效率。堵塞最终只能依靠停床整顿清淤或更换填料解决。因此，提高人工湿地处理效率、预防湿地填料堵塞是人工湿地亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术不足，提供一种污水处理效果稳定，不受季节影响的高效复合人工湿地系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高效复合人工湿地系统，包括厌氧塘、垂直潜流人工湿地及好氧生物塘，所述厌氧塘、垂直潜流人工湿地及好氧生物塘依次从地势高处至低处布置，且所述厌氧塘、垂直潜流人工湿地、好氧生物塘通过水管相连通，所述垂直潜流人工湿地的上方安装支架，支架上安装多个透明卷帘，在各透明卷帘打开时，在所述垂直潜流人工湿地的上面形成相对密闭的大棚式结构。

本实用新型通过在垂直潜流人工湿地的上方安装支架，支架上安装多个透明卷帘，其透光率在95%以上，在冬天冰冻气温来临时将各透明卷帘打开，使所述垂直潜流人工湿地的上面形成相对密闭的大棚式结构，从而可提高垂直潜流人工湿地内气温，进而促进植物和微生物生长，延长挺水植物绿期，从而强化了垂直潜流人工湿地处理效果，使本实用新型污水处理效果稳定，不受冬季低温天气影响。

进一步地，所述厌氧塘的上方布置光伏发电系统的光伏板，不仅可以增强厌氧效果，还可抑制气味扩散，更可利用光伏发电为整个系统提供电源。

进一步地，所述垂直潜流人工湿地的周边安装风力发电系统的风力发电桩，从而不仅可借助风力发电桩搭建所述支架，而且还可利用风力发电为整个系统提供电源。

进一步地，所述风力发电桩上水平安装多根支撑杆，多根支撑杆及风力发电桩构成所述支架。

进一步地，所述光伏发电系统和风力发电系统分别连接蓄电池，所述好氧生物塘内安装喷泉曝气机，所述喷泉曝气机经控制系统与所述蓄电池相连接，使好氧生物塘可利用光伏和风力产生的电能进行曝气，增强好氧处理效果。

进一步地，所述厌氧塘的池深大于所述垂直潜流人工湿地的池深，所述垂直潜流人工湿地的池深大于所述好氧生物塘的池深，这样，进水从高向低自流运行，以在实现污水逐级净化的同时，且节约能耗，保证净化效果。

进一步地，所述垂直潜流人工湿地内从上至下设置多个填料层，且顶层填料层内设置布水管道，底层填料层内设置集水管道，集水管道下面的底层填料层内设置排空管，布水管道和集水管道上设置用于对填料层进行布、集水的过水孔，排空管的顶部设置用于收集沉积物的收集槽，从而实现了对垂直潜流人工湿地填料层的布水及集水，还可对垂直潜流人工湿地内的沉积物进行收集排空。

进一步地，所述集水管道的一端伸出所述垂直潜流人工湿地作为出水管，所述排空管的一端伸出所述垂直潜流人工湿地并连接一排空阀。

进一步地，所述厌氧塘的排水管通过排水阀与所述垂直潜流人工湿地内的布水管道相连接，所述集水管道的出水管端选择性连接水泵。这样，不仅能实现垂直潜流人工湿地的正常布、集水，还可对垂直潜流人工湿地进行反向冲洗。

本实用新型在不遮光、不影响植物生长的前提下，利用不同湿地单元特点配置光伏发电系统及风力发电系统，从而不仅充分利用光能和风能为湿地系统高效无堵塞运行提供电能，达到节能降耗效果，而且使整个系统的污水处理效果稳定，不受季节影响。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型垂直潜流人工湿地的横向截面断面图。

图3是本实用新型湿地单元的立体结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

为了便于描述，各部件的相对位置关系，如：上、下、左、右等的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。

实施例1：

如图1－图3所示，本实用新型复合人工湿地系统一实施例包括厌氧塘1、垂直潜流人工湿地2、好氧生物塘3、光伏发电系统4、风力发电系统5、蓄电池6、控制系统7、水泵8以及可移动的抽砂泵9，厌氧塘1、垂直潜流人工湿地2、好氧生物塘3依次从高处至低处布置，相互之间通过进、出水管连接。其中厌氧塘1的池深最深，垂直潜流人工湿地2的池深次之，好氧生物塘3的池深最浅。

进水首先通过进水管11进入厌氧塘1，厌氧塘1内不种植任何植物，厌氧塘1的顶部安装光伏发电系统4的光伏板，从而强化厌氧效果，控制异味扩散。

垂直潜流人工湿地2包括并联的多个湿地单元，每个湿地单元的四个角落处均安装风力发电系统5的风力发电桩，在风力发电桩的适宜高度（大概3米高处）安装多根水平的支撑杆51，多根水平支撑杆51及风力发电桩构成方形支架，方形支架上安装可卷收的透明卷帘52，在冬季可将透明卷帘52打开，在垂直潜流人工湿地2的上面形成相对密闭的大棚式结构，从而提高垂直潜流人工湿地2内的气温，促进植物和微生物生长，延长挺水植物绿期，强化湿地单元处理效果。

垂直潜流人工湿地2的每个湿地单元四周设置边墙，底部设置防渗层，防渗层上设置1个或多个填料层，防渗层铺设在夯实的素土之上，且防渗层由土工防渗膜和位于土工防渗膜上、下面的砂粒保护层组成，填料层填料为石灰石、花岗岩、沸石、石英砂中的一种或多种。填料层的表层填料中种植有水生植物，水生植物是美人蕉、黄菖蒲、再力花、旱伞草、梭鱼草中的一种或两种以上。

垂直潜流人工湿地2的每个湿地单元内设置布水管道23、集水管道28及排空管29，布水管道23设置在顶层填料层内，集水管道28设置在底层填料层内，且集水管道28的一端作为出水管伸出湿地单元的边墙，排空管29设置在集水管道28下面的底层填料层内，布水管道23和集水管道28上分别均匀设置用于对填料层进行布、集水的过水孔，排空管29的顶部管面均匀开设收集槽，通过收集槽收集湿地单元内的沉积物，排空管29的一端穿越湿地单元的边墙后设置一排空阀，打开排空阀，排空管29内收集的液体可自流流出湿地单元，也可以连接抽砂泵9，经抽砂泵9排出湿地单元。

厌氧塘1设置有排水管21、25，排水管21通过排水阀22与湿地单元顶层填料内的布水管道23相连接，排水管25通过排水阀26连接L型的垂直管24，垂直管24与布水管23通过过水阀27连接布水管道23。

伸出湿地单元的集水管道28一端连通好氧生物塘3，为好氧生物塘3提供水源。好氧生物塘3内安装喷泉曝气机31，光伏发电系统4连接蓄电池6，光伏发电系统4发出的电存储在蓄电池6内，喷泉曝气机31、水泵8以及抽砂泵9分别经控制系统7与蓄电池6相连，由蓄电池6向喷泉曝气机31、水泵8以及抽砂泵9供电。好氧塘3内种植沉水植物，可为苦草、黑藻、菹草、穗状狐尾藻等中的一种或多种。

本实用新型正常使用时，污水首先经进水管11进入厌氧塘1，然后依次进入垂直潜流人工湿地2、好氧生物塘3进行处理，在使用过程中，通过排水阀22、26及过水阀27可控制水流走向，实现布水管道23和集水管道28的功能切换，从而将下行潜流湿地转换成上行潜流湿地，实现对填料层的反向冲洗。正常模式下，通过排水阀22控制水流从排水管21进入布水管道23，布水管道23对湿地单元均匀布水，集水管道28均匀集水，出水流出湿地单元。反冲洗模式下，将排水阀22关闭，排水阀26、过水阀27打开，通过在集水管道28的出水管端连接水泵8，控制水流从集水管道28进入湿地单元，并经集水管道28对湿地单元均匀布水，布水管道23对湿地单元均匀集水后流入垂直管24和排水管25，流出湿地单元，进入厌氧池1。将抽砂泵9连接湿地单元的排空管29，或者置入厌氧塘1或好氧生物塘3，利用蓄电池6的电能可实现清淤。

冬季低温冰冻气候来临时，将透明卷帘52沿着各个方向打开，即可形成相对密闭的环境空间，提高保温效果。也可根据光照和气温的变化调节卷帘的开闭，调节日晒和通风情况，创造更适宜于植物生长的条件。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，如在湿地单元内增加温湿度感应器、风机、PLC控制系统，提高系统的自动化智能化控制等，均属于技术方案范围内。

Claims (9)

1.一种高效复合人工湿地系统，包括厌氧塘（1）、垂直潜流人工湿地（2）及好氧生物塘（3），其特征在于，所述厌氧塘（1）、垂直潜流人工湿地（2）及好氧生物塘（3）依次从地势高处至低处布置，且所述厌氧塘（1）、垂直潜流人工湿地（2）、好氧生物塘（3）通过水管相连通，所述垂直潜流人工湿地的上方安装支架，支架上安装多个透明卷帘（52），在各透明卷帘打开时，在所述垂直潜流人工湿地的上面形成相对密闭的大棚式结构。

2.根据权利要求1所述的一种高效复合人工湿地系统，其特征在于，所述厌氧塘的上方布置光伏发电系统（4）的光伏板。

3.根据权利要求2所述的一种高效复合人工湿地系统，其特征在于，所述垂直潜流人工湿地的周边安装风力发电系统（5）的风力发电桩。

4.根据权利要求3所述的一种高效复合人工湿地系统，其特征在于，所述风力发电桩上水平安装多根支撑杆（51），多根支撑杆及风力发电桩构成所述支架。

5.根据权利要求3所述的一种高效复合人工湿地系统，其特征在于，所述光伏发电系统和风力发电系统分别连接蓄电池（6），所述好氧生物塘内安装喷泉曝气机（31），所述喷泉曝气机经控制系统（7）与所述蓄电池相连接。

6.根据权利要求1所述的一种高效复合人工湿地系统，其特征在于，所述厌氧塘的池深大于所述垂直潜流人工湿地的池深，所述垂直潜流人工湿地的池深大于所述好氧生物塘的池深。

7.根据权利要求1所述的一种高效复合人工湿地系统，其特征在于，所述垂直潜流人工湿地内从上至下设置多个填料层，且顶层填料层内设置布水管道（23），底层填料层内设置集水管道（28），集水管道下面的底层填料层内设置排空管（29），布水管道和集水管道上设置用于对填料层进行布、集水的过水孔，排空管的顶部设置用于收集沉积物的收集槽。

8.根据权利要求7所述的一种高效复合人工湿地系统，其特征在于，所述集水管道的一端伸出所述垂直潜流人工湿地作为出水管，所述排空管的一端伸出所述垂直潜流人工湿地并连接一排空阀。

9.根据权利要求8所述的一种高效复合人工湿地系统，其特征在于，所述厌氧塘的排水管通过排水阀与所述垂直潜流人工湿地内的布水管道相连接，所述集水管道的出水管端选择性连接水泵。

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