CN217535753U

CN217535753U - 一种多级复合高效人工湿地

Info

Publication number: CN217535753U
Application number: CN202221382966.2U
Authority: CN
Inventors: 刘标; 姜家良; 罗玉杰; 王晓宇; 杨毅; 赵芳; 冯振鹏; 艾庆华
Original assignee: Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd; Wisdri Urban Construction Engineering Technology Co Ltd
Current assignee: Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd; Wisdri Urban Construction Engineering Technology Co Ltd
Priority date: 2022-06-01
Filing date: 2022-06-01
Publication date: 2022-10-04
Anticipated expiration: 2032-06-01

Abstract

本实用新型公开了一种多级复合高效人工湿地，其包括从上游到下游依次设置的高位配水池、格栅间、一级湿地床、曝气池、二级湿地床、沼泽区、调节塘；所述高位配水池内设有配水卵石，所述一级湿地床、二级湿地床、沼泽区、调节塘中均设有植被；所述高位配水池、格栅间、一级湿地床、曝气池、二级湿地床、沼泽区、调节塘依次存在一定高差，进水管的水从高位配水池顶部进入后以重力流方式在多级复合高效人工湿地中流动，使水得到净化。本实用新型在污水处理方面存在效率高、效果好的特点，且因在人工湿床前设置配水卵石，能对进入人工湿地的污水进行消能，防止对人工湿地结构造成破坏。

Description

一种多级复合高效人工湿地

技术领域

本实用新型属于水环境治理及海绵城市建设领域，具体涉及一种多级复合高效人工湿地。

背景技术

当前城市水环境问题凸显，不合理的控制和排放对城市生态环境造成了巨大的压力，人工湿地以其能耗低、易于管理等优势得到了广泛的应用。但，目前人工湿地多采用一级人工湿地，该人工湿地在处理污水方面存在效率低、效果不好的问题，而且，因仅采用一级人工湿地，无法缓解污水对人工湿地的冲刷，会对人工湿地的结构造成破坏，降低其使用寿命。因此，我们迫切需要一种新的人工湿地系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多级复合高效人工湿地，该人工湿地在污水处理方面存在效率高、效果好的特点，且因在人工湿床前设置配水卵石，能对进入人工湿地的污水进行消能，防止对人工湿地结构造成破坏。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种多级复合高效人工湿地，其包括从上游到下游依次设置的高位配水池、格栅间、一级湿地床、曝气池、二级湿地床、沼泽区、调节塘；所述高位配水池、格栅间、一级湿地床、曝气池、二级湿地床、沼泽区、调节塘依次存在一定高差，进水管的水从高位配水池顶部进入后以重力流方式在多级复合高效人工湿地中流动，使水得到净化；所述一级湿地床、二级湿地床、沼泽区、调节塘中均设有植被，以实现生态净化；所述高位配水池内设有配水卵石。

更进一步的方案是，进水管从高位配水池的一侧上端将水排入高位配水池内，高位配水池内的水经另一侧上端从格栅间顶部流入格栅间；所述格栅间包括用于对大的污染物进行过滤的格栅，格栅间的水经底部的第一布水孔流入一级湿地床的底部。格栅能对进水中的悬浮杂质进行了拦截和清除，对进水的大型杂质进行初步去除；高位配水池中设置有配水卵石，起到了配水均匀和防冲刷的作用。

更进一步的方案是，所述一级湿地床包括从上到下依次设置的绿化层、黏土层、砾砂层、卵石层，绿化层的植物为挺水植物；一级湿地床的水经底部的第二布水孔流入曝气池的底部。

更进一步的方案是，所述曝气池中设有曝气机，曝气池的水经底部的第三布水孔流入二级湿地床的底部。曝气机为微孔曝气机，为水中提供了溶解氧，增加了有氧微生物的分解作用，促进湿地系统中的好氧微生物的繁殖，加快对污水中有机污染物的净化。

更进一步的方案是，所述二级湿地床包括从上到下依次设置的绿化层、黏土层、砾砂层、卵石层，绿化层的植物为挺水植物；二级湿地床的水经底部的第四布水孔流入沼泽区。

更进一步的方案是，所述沼泽区包括依次连接的深沼泽区和浅沼泽区，深沼泽区和浅沼泽区是湿地主要净化区；二级湿地床的水经碎石消能坎后流入深沼泽区，以稳固坡底，使整个结构更稳定可靠；浅沼泽区水深范围为0-0.3m，深沼泽区水深范围为0.3～0.5m；沼泽区内有沉水植物。

更进一步的方案是，所述调节塘与沼泽区相连通；调节塘与沼泽区的常水位和最高水位相同，当调节塘液位超过最高水位时，湿地的水翻过堤岸进入下游水体；在调节塘与沼泽区内放置有投入式液位计；调节塘内设有带常水位电控阀的排出管、带回用水电控阀的回水管、带放空电控阀的放空管，排出管与常水位处的溢流式雨水口连接，回水管与排出管连接，放空管置于调节塘最底处；投入式液位计将调节塘与沼泽区的水位传递给控制器，控制器根据水位信息控制常水位电控阀、放空电控阀的开闭，如需利用净化水，控制器控制回用水电控阀的开闭；放空电控阀可以控制排空管，实现对调节塘中的水进行排空；回用水电控阀可以控制排出管进行水回用；常水位电控阀可以控制排出管对水进行溢流排水；实现了对湿地系统的防洪、回用、排空的多重功能，对污水的生态净化和水环境的提升有着重要的作用。

更进一步的方案是，沼泽区和调节塘区域的常水位位置设置常水位溢流检查井，保证水位超过常水位时可以溢流至排出管；调节塘的堤岸顶部堆砌有卵石，以稳固堤岸，防水冲刷；调节塘内设置有沉水植物。

更进一步的方案是，调节塘的前置塘池底为块石结构，块石厚度为20-30cm；调节塘的驳岸为生态软驳岸，边坡坡度(垂直：水平)为1:2-1:8，优选为1:6。

更进一步的方案是，所述进水管的水为生活污水或初期雨水，正常运行后进水流量应稳定，防止对人工湿地中的植物及结构造成冲击。

更进一步的方案是，挺水植物为香蒲、菖蒲、千屈菜、再力花等植物，沉水植物为黑藻、金鱼藻、石龙尾等植物。沉水植物和挺水植物对进入人工湿地的水起到了重要的生物净化作用。

更进一步的方案是，投入式液位计的测量范围0-6m；过载不大于40bar；过程温度：-20-70℃；环境温度：-10-80℃；最大测量误差：最大值的±0.2％；供电电压：24VDC；模拟输出：4-20mA；防护等级：IP68。

调节塘设置有护栏、警示牌等安全防护与警示措施。

沼泽区和调节塘中常水位以下的空间为储水容积，储存容积水深一般为0.8-2.5m，调节塘具有峰值流量削减功能，其上至最高水位的部分为调节容积，调节容积应在24-48h内排空。应定期对格栅上拦截的垃圾进行清理，防止堵塞，影响过流能力。布水孔的大小应满足不雍水，满足净化水量的要求。

本实用新型的有益效果在于：

从上游到下游依次设置高位配水池、格栅间、一级湿地床、曝气池、二级湿地床、沼泽区、调节塘，并依次使其具有高差，进入的水利用重力流方式流动，使水得到净化，净化效率高、效果好；

通过设置配水卵石对进入的污水进行消能，防止对人工湿地结构造成破坏，提高使用寿命；

在一级湿地床、二级湿地床、沼泽区、调节塘内设有植物，能更高效地发挥其污水生态治理的功效，强化人工湿地对污染物的净化效果，提高处理负荷，充分利用自然生态环境的治理能力；

通过在末端设置调节塘，能实现对净化后的水进行调蓄，能对净化后的水资源进行回收利用，节约水资源；

提高了城市水环境、水生态、水资源、水安全治理的功效，符合绿色发展的理念；

高位配水池保证了进水水质水量的稳定性和均匀性；

高位水池与格栅池之间有一定的高差，起到了跌水充氧的效果；

在不同的位置设置有不同级配和粒径的卵石，保证了在不同位置的防冲刷效果，以防止水流冲刷和侵蚀；

一级湿地床、二级湿地床均分为四层，通过多层次的设置，起到过滤吸附及生物净化作用，保证人工湿地对水中污染物的净化效果；

湿地中包含基质、植物、水体、动物、微生物等净化措施，这些措施按一定的比例和方式配置成人工湿地复合生态系统，加强了湿地系统的净化效果和净化效率；

通过物理、化学、生物协同作用实现对水的高效净化，获得污水处理与资源化的最佳效益，具有工艺简单、投资少、处理成本低、处理效果好、美化环境等优点，在污水处理中有着良好的应用前景；

适用于城镇及农村污水、废水的处理，具有见效快、周期短、经济实用、社会效益较高的优点；建设周期短，所需费用比较经济划算，运行技术简单，建设费用低，可缓冲和净化污水及其它污染源的负荷，具有较大的推广及应用价值。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是多级复合高效人工湿地的结构示意图；

图中：1、进水管；2、高位配水池；3、配水卵石；4、格栅间；5、格栅；6.1、第一布水孔；6.2、第二布水孔；6.3、第三布水孔；6.4、第四布水孔；7、一级湿地床；7-1、第一卵石层；7-2、第一砾砂层；7-3、第一黏土层；7-4、第一绿化层；8、曝气池；9、曝气机；10、二级湿地床；10-1、第二卵石层；10-2、第二砾砂层；10-3、第二黏土层；10-4、第二绿化层；11、碎石消能坎；12、深沼泽区；13、浅沼泽区；14、调节塘；15、常水位；16、最高水位；17、投入式液位计；18、溢流式雨水口；19、堤岸；20、堆砌卵石；21、排出管；22、放空管；23、常水位电控阀；24、放空电控阀；25、回用水电控阀。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1，一种多级复合高效人工湿地，其包括从上游到下游依次设置的高位配水池2、格栅间4、一级湿地床7、曝气池8、二级湿地床10、沼泽区、调节塘14；所述高位配水池2、格栅间4、一级湿地床7、曝气池8、二级湿地床10、沼泽区、调节塘14依次存在一定高差，进水管1的水从高位配水池2顶部进入后以重力流方式在多级复合高效人工湿地中流动，使水得到净化。

本实施例中，高位配水池2内设有配水卵石3。进水管1从高位配水池2的一侧上端将水排入高位配水池2内，高位配水池2内的水经另一侧上端从格栅间4顶部流入格栅间4。格栅间4包括用于对大的污染物进行过滤的格栅5，经格栅5过滤的水经格栅间4底部的第一布水孔6.1流入一级湿地床7的底部。一级湿地床7包括从上到下依次设置的第一绿化层7-4、第一黏土层7-3、第一砾砂层7-2、第一卵石层7-1，第一绿化层7-4的植物为挺水植物；一级湿地床7的水经底部的第二布水孔6.2流入曝气池8的底部。曝气池8中设有曝气机9，曝气机9为微孔曝气机；曝气池8的水经底部的第三布水孔6.3流入二级湿地床10的底部。二级湿地床10包括从上到下依次设置的第二绿化层10-4、第二黏土层10-3、第二砾砂层10-2、第二卵石层10-1，第二绿化层10-4的植物为挺水植物；二级湿地床10的水经底部的第四布水孔6.4流入沼泽区。沼泽区包括依次连接的深沼泽区12和浅沼泽区13，深沼泽区12和浅沼泽区13有沉水植物；二级湿地床10的水经碎石消能坎11后流入深沼泽区12；浅沼泽区13水深范围为0-0.3m，深沼泽区12水深范围为0.3-0.5m。调节塘14与沼泽区相连通；调节塘14内设置有沉水植物；调节塘14与沼泽区的常水位15和最高水位16相同，当调节塘14液位超过最高水位16时，湿地的水翻过堤岸19进入下游水体；在调节塘14与沼泽区内放置有投入式液位计17；调节塘14内设有带常水位电控阀23的排出管21、带回用水电控阀25的回水管、带放空电控阀24的放空管22，排出管21与常水位处的溢流式雨水口18连接，回水管与排出管21连接，放空管22置于调节塘14最底处；投入式液位计17将调节塘14与沼泽区的水位传递给控制器，控制器根据水位信息控制常水位电控阀23、放空电控阀24的开闭，如需利用水，控制器控制回用水电控阀25开启。

本实施例中，可在沼泽区和调节塘14区域的常水位位置设置常水位溢流检查井；为稳固堤岸，防水冲刷，可在调节塘14的堤岸19顶部设堆砌卵石20。为便于清理，可在调节塘14的前置塘池底设厚度为20-30cm的块石。为了更进一步净水，调节塘14的驳岸可采用生态软驳岸，边坡坡度(垂直：水平)为1:6。

本实施例中，投入式液位计17的测量范围0-6m；过载不大于40bar；过程温度：-20-70℃；环境温度：-10-80℃；最大测量误差：最大值的±0.2％；供电电压：24VDC；模拟输出：4-20mA；防护等级：IP68。沼泽区和调节塘14中常水位以下的空间为储水容积，储存容积水深一般为0.8-2.5m，调节塘具有峰值流量削减功能，其上至最高水位的部分为调节容积，调节容积应在24-48h内排空。

本实用新型中，进水管1的水可为生活污水或初期雨水。挺水植物为香蒲、菖蒲、千屈菜、再力花等植物，沉水植物为黑藻、金鱼藻、石龙尾等植物。应定期对格栅上拦截的垃圾进行清理，防止堵塞，影响过流能力。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种多级复合高效人工湿地，其特征在于：包括从上游到下游依次设置的高位配水池、格栅间、一级湿地床、曝气池、二级湿地床、沼泽区、调节塘；所述高位配水池内设有配水卵石，所述一级湿地床、二级湿地床、沼泽区、调节塘中均设有植被；所述高位配水池、格栅间、一级湿地床、曝气池、二级湿地床、沼泽区、调节塘依次存在一定高差，进水管的水从高位配水池顶部进入后以重力流方式在多级复合高效人工湿地中流动，使水得到净化。

2.根据权利要求1所述的多级复合高效人工湿地，其特征在于：所述高位配水池内设有配水卵石；进水管从高位配水池的一侧上端将水排入高位配水池内，高位配水池内的水经另一侧上端从格栅间顶部流入格栅间；所述格栅间包括用于对大的污染物进行过滤的格栅，格栅间的水经底部的第一布水孔流入一级湿地床的底部。

3.根据权利要求1所述的多级复合高效人工湿地，其特征在于：所述一级湿地床包括从上到下依次设置的绿化层、黏土层、砾砂层、卵石层，绿化层的植物为挺水植物；一级湿地床的水经底部的第二布水孔流入曝气池的底部。

4.根据权利要求1或3所述的多级复合高效人工湿地，其特征在于，所述曝气池中设有曝气机，曝气池的水经底部的第三布水孔流入二级湿地床的底部。

5.根据权利要求1所述的多级复合高效人工湿地，其特征在于：所述二级湿地床包括从上到下依次设置的绿化层、黏土层、砾砂层、卵石层，绿化层的植物为挺水植物；二级湿地床的水经底部的第四布水孔流入沼泽区。

6.根据权利要求1所述的多级复合高效人工湿地，其特征在于：所述沼泽区包括依次连接的深沼泽区和浅沼泽区，二级湿地床的水经碎石消能坎后流入深沼泽区；浅沼泽区水深范围为0-0.3m，深沼泽区水深范围为0.3-0.5m；沼泽区内有沉水植物。

7.根据权利要求1或6所述的多级复合高效人工湿地，其特征在于：所述调节塘与沼泽区相连通；调节塘与沼泽区的常水位和最高水位相同；在调节塘与沼泽区内放置有投入式液位计；调节塘内设有带常水位电控阀的排出管、带回用水电控阀的回水管、带放空电控阀的放空管，排出管与常水位处的溢流式雨水口连接，回水管与排出管连接，放空管置于调节塘最底处；投入式液位计将调节塘与沼泽区的水位传递给控制器，控制器根据水位信息控制常水位电控阀、放空电控阀的开闭，当需要利用净化水时，控制器控制回用水电控阀的开闭。

8.根据权利要求7所述的多级复合高效人工湿地，其特征在于：沼泽区和调节塘区域的常水位位置设置常水位溢流检查井；调节塘的堤岸顶部堆砌有卵石，调节塘内设置有沉水植物。

9.根据权利要求1或6所述的多级复合高效人工湿地，其特征在于：调节塘的前置塘池底为块石结构，块石厚度为20-30cm；调节塘的驳岸为生态软驳岸，边坡坡度为1:2-1:8。

10.根据权利要求1所述的多级复合高效人工湿地，其特征在于：所述进水管的水为生活污水或初期雨水。