CN211470931U - 一种耐超标洪水淹没的人工湿地 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种耐超标洪水淹没的人工湿地，包括湿地填料系统、布水管道系统、集水管道系统、通气管道、集水井系统、水位调节器、出水管、放空管、管道控制系统。本实用新型的人工湿地能够耐受超标洪水淹没影响，适用于城市河道旁路湿地、水源地前置库湿地等。

Description

一种耐超标洪水淹没的人工湿地

技术领域

本实用新型涉及一种耐超标洪水淹没的人工湿地，能够控制超标洪水在湿地填料系统中的流经通道，克服洪水淹没造成人工湿地填料堵塞的问题，实现人工湿地自我保护，提高了人工湿地适应能力及运行寿命，属于污水生态净化技术领域。

背景技术

人工湿地是通过模拟自然湿地而人为设计和建造的具有可控性和工程化特点，以基质填料、湿地植物及微生物协同通过物理、化学和生物作用进行污水处理的生态工程技术。人工湿地具备投资低、设计应用灵活、运行管理简便和环境生态价值高的特点，多应用于农村生活污水处理、城镇污水处理厂尾水深度处理、城市地面径流净化。目前，在城市水环境综合治理过程中，人工湿地作为河道旁路湿地、水源地前置库湿地等得到广泛工程应用，显著发挥了人工湿地对水体生态净化功能。

通过对国内外已有相关人工湿地工程案例调研发现，填料容易堵塞成为限制人工湿地正常运行和使用寿命的主要原因之一。尤其是在城市水环境治理过程中，由于受城市用地限制，人工湿地多利用河道漫滩、水库库尾、湖泊滩地等与水生态系统修复保护进行融合建设。因此，超标洪水往往会造成此类人工湿地填料瞬间堵塞，严重影响人工湿地正常运行和推广应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种耐超标洪水淹没的人工湿地，控制超标洪水在湿地填料系统中流经通道转换，克服洪水淹没造成人工湿地填料堵塞的问题，实现人工湿地自我保护，提高人工湿地在城市河道旁路湿地、水源地前置库湿地等方面的应用和生态净化作用。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种耐超标洪水淹没的人工湿地，其特征在于包括湿地填料系统、布水管道系统、集水管道系统、通气立管、集水井系统、水位调节器、出水管、放空管、管道控制系统；

所述湿地填料系统的覆盖层设置布水管道系统，所述湿地填料系统的集水层设置所述集水管道系统；

所述集水管道系统汇集净化后水体，进入与集水管道连接的集水井；

所述水位调节器对集水井水位调节后，通过出水管道流出汇入受纳水体，放空管和集水井连通；

所述通气立管底部与集水管道相连通，顶部露出湿地填料；

布水管道系统设置布水管电动阀，放空管设置放空管电动阀；

所述管道控制系统包括布水管电动阀、放空管电动阀及电动阀控制器，布水管电动阀设置为常开阀，放空管电动阀设置为常闭阀。

进一步地，所述集水井系统主要由水位调节器构成，出水管通过水位调节器通至集水井内。

进一步地，在人工湿地的一侧设置浇筑成一体的布水管电动阀井、集水井、放空管电动阀井；布水管道系统的布水干管经过布水管电动阀井，布水管电动阀设置在布水管电动阀井中，水位调节器设置在集水井中；集水管道系统的集水干管与集水井相通；放空管经过放空管电动阀井，放空管电动阀设置在放空管电动阀井中。

进一步地，布水管电动阀井、集水井、放空管电动阀井呈一直线排列，集水井处在中间，布水管电动阀井和放空管电动阀井处于集水井的两侧。布水管电动阀井、集水井、放空管电动阀井均有密闭井盖，布水管电动阀井和放空管电动阀井设置集水坑。

本实用新型针对现有技术存在问题，研发了一种耐超标洪水淹没的人工湿地，这种人工湿地能够耐受超标洪水淹没影响，适用于城市河道旁路湿地、水源地前置库湿地等。

本实用新型中，正常工况下，布水管系统能够有效实现处理污水均匀布水，集水井系统利用水位调节器对出水水位进行合理调控，充分发挥人工湿地对水体净化提升功能。在超标洪水工况下，通过管道控制系统电动阀的控制，暂停处理污水进入湿地。调整洪水在湿地内部流经通道，将通气立管、集水管系统、放空管、出水管作为洪水宣泄通道。减缓超标洪水在人工湿地区域的滞留时间，避免洪水流经湿地填料层造成堵塞，实现人工湿地在超标洪水工况下的自我保护。

附图说明

图1为本实用新型的人工湿地整体组成示意图；

图2为集水井系统组成示意图；

图3为图2中的A-A剖视图；

图4为图2中的B-B剖视图；

图5为图2中的C-C剖视图；

图6为填料系统组成示意图。

具体实施方式

参照附图。本实用新型的耐超标洪水淹没的人工湿地包括填料系统5、布水管道系统1、集水管道系统、通气立管、集水井系统、水位调节器、出水管、放空管，管道控制系统。

所述湿地填料系统5包括覆盖层51、主滤层52、过渡层53、集水层54由上至下构成，作为水质净化核心区域。覆盖层51种植挺水植物。本实施例中，覆盖层200mm厚、主滤层800mm厚、过渡层200厚、集水层200mm厚。

所述布水管道系统1由布水干管101、布水环管102、布水支管103构成，位于填料系统覆盖层，布水干管101设置布水管电动阀10。布水管道将处理污水均匀分配至湿地填料表面，污水在重力作用下由上至下流经湿地填料层得到净化处理。

所述集水管道系统2由集水支管201、集水干管202构成，位于填料系统集水层。汇集填料层净化后水体，集水管道与集水井系统相连通。

所述集水井系统3主要包括水位调节器11，实现湿地运行水位调节，出水管12通过水位调节器11通至集水井7内，放空管13与集水井7相连通，放空管13设置放空管电动阀14。

在人工湿地的一侧设置浇筑成一体的布水管电动阀井6、集水井7、放空管电动阀井8。布水干管101经过布水管电动阀井6，布水管电动阀10设置在布水管电动阀井6中，水位调节器11设置在集水井7中。集水干管202与集水井7 相通。放空管13经过放空管电动阀井8，放空管电动阀14设置在放空管电动阀井8中。

布水管电动阀井6、集水井7、放空管电动阀井8呈一直线排列，集水井7 处在中间，布水管电动阀井6和放空管电动阀井8处于集水井7的两侧。布水管电动阀井6、集水井7、放空管电动阀井8均有密闭井盖15，布水管电动阀井6 和放空管电动阀井8设置集水坑9。

所述水位调节器11包括弯头111与水位调节立管112，弯头111与水位调节立管112相连，弯头111通过旋转接头113与出水管连接，使水位调节器11能够以水平轴为轴转动，而调节其顶部进水口114的高度，通过水位调节器11与旋转接头113旋转，可以连续精细化调节湿地出水水位。所述旋转接头113本身具有一定旋转扭矩，能够保证水位调节器11旋转到任一角度保持稳定，实现连续无级调节。如果需要，也可设置例如调节螺杆、齿条限位结构等辅助机构作为辅助支撑。

人工湿地设置通气立管4，所述通气立管4的底部与集水管道系统2相连通，顶部露出湿地填料。

本实用新型的管道控制系统由布水管电动阀10、放空管电动阀14及电动阀控制器组成；其中布水管电动阀10设置为常开阀，放空管电动阀14设置为常闭阀。按照所设计的管路连接，依照电动阀的开阖，能够实现人工湿地正常运行工况和超标洪水工况切换。正常工况水体流经通道为：处理污水、布水管系统、填料层、集水管系统、集水井系统、出水管；超标洪水工况水体流经通道为：超标洪水、通气立管、集水管系统、出水管/放空管。通过控制超标洪水在湿地填料系统中流经通道转换，克服洪水淹没造成人工湿地填料堵塞的问题，实现人工湿地自我保护。

所述耐超标洪水淹没的人工湿地的运行方法如下：

按照图1所示构建耐超标洪水淹没的人工湿地。正常运行工况下，布水管电动阀10打开，所处理污水通过布水管道系统1进入湿地填料区，自上而下流经整个填料层，实现水质净化。出水通过集水管道系统2汇集进水集水井7，利用水位调节器11对出水水位进行调节控制。放空管电动阀14处于关闭状态，集水井出水通过出水管12进入受纳水体。通气立管4主要起到防止填料底部厌氧产生臭味。超标洪水淹没工况下，布水管电动阀10关闭(此时，放空管电动阀14 依然关闭)，处理污水停止进入人工湿地。湿地填料上部主要为超标洪水，填料下部主要为净化后存量污水，洪水满流阶段无法流经湿地填料内部。洪峰过后，水位开始降低此时打开放空管电动阀14，填料上部洪水通过通气立管进水集水管系统，汇入集水后通过放空管13和出水管12快速排出，减缓超标洪水在人工湿地区域的滞留时间，同时实现洪水流经通道转换，避免造成湿地填料层堵塞。

实施例1

深圳某水源地水库前置水质净化人工湿地，支流汇入水源地水体通过前置库湿地进行净化处理，同时作为水源地滞蓄雨洪库容，人工湿地设计防洪标准为20 年一遇。正常运行工况，上游来水通过布水管道均匀配水至填料上层，流经整个湿地填料层实现水质净化，湿地出水流入水库。针对20年一遇以上超标洪水工况，通过关闭耐超标洪水淹没的人工湿地中的布水管电动阀，打开放空管电动阀，控制湿地上部漫流洪水通过通气立管、集水管进入放空管和出水管排出湿地，切换湿地上部洪水流经通道，保护湿地填料层。洪水期过后，重新关闭放空管电动阀，打开布水管电动阀，恢复前置库湿地正常运行，发挥湿地对支流来水的净化作用。

实施例2

仙居县某河道旁路水质净化人工湿地，该旁路湿地位于河道滩地上。河道设计防洪标准为50年一遇，滩地高程地势较低，旁路湿地设计防洪标准为20年一遇。正常运行工况，河道水体通过布水管道均匀配水至填料上层，流经整个湿地填料层从而实现水质净化，出水回到河道。针对20年一遇以上超标洪水工况，通过关闭耐超标洪水淹没的人工湿地中的布水管电动阀，打开放空管电动阀，湿地上部漫流洪水通过通气立管、集水管进入放空管和出水管排出湿地，切换湿地上部洪水流经通道，保护湿地填料层。洪水期过后，重新关闭放空管电动阀，打开布水管电动阀，恢复前置库湿地正常运行，发挥湿地对支流来水的净化作用。

以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种耐超标洪水淹没的人工湿地，其特征在于包括湿地填料系统、布水管道系统、集水管道系统、通气立管、集水井系统、水位调节器、出水管、放空管、管道控制系统；

所述湿地填料系统的覆盖层设置布水管道系统，所述湿地填料系统的集水层设置所述集水管道系统；

所述集水管道系统汇集净化后水体，进入与集水管道连接的集水井；

所述水位调节器对集水井水位调节后，通过出水管道流出汇入受纳水体，放空管和集水井连通；

所述通气立管底部与集水管道相连通，顶部露出湿地填料；

布水管道系统设置布水管电动阀，放空管设置放空管电动阀；

所述管道控制系统包括布水管电动阀、放空管电动阀及电动阀控制器，布水管电动阀设置为常开阀，放空管电动阀设置为常闭阀。

2.根据权利要求1所述的一种耐超标洪水淹没的人工湿地，其特征在于，所述集水井系统主要由水位调节器构成，出水管通过水位调节器通至集水井内。

3.根据权利要求1所述的一种耐超标洪水淹没的人工湿地，其特征在于，在人工湿地的一侧设置浇筑成一体的布水管电动阀井、集水井、放空管电动阀井；布水管道系统的布水干管经过布水管电动阀井，布水管电动阀设置在布水管电动阀井中，水位调节器设置在集水井中；集水管道系统的集水干管与集水井相通；放空管经过放空管电动阀井，放空管电动阀设置在放空管电动阀井中。

4.根据权利要求1所述的一种耐超标洪水淹没的人工湿地，其特征在于，布水管电动阀井、集水井、放空管电动阀井呈一直线排列，集水井处在中间，布水管电动阀井和放空管电动阀井处于集水井的两侧；布水管电动阀井、集水井、放空管电动阀井均有密闭井盖，布水管电动阀井和放空管电动阀井设置集水坑。

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