CN220951421U - 一种防堵塞垂直潜流湿地系统 - Google Patents
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Abstract
一种防堵塞垂直潜流湿地系统，包括垂直潜流A区、中央深处理净化B区和垂直潜流C区。两道垂直分隔墙将所述系统分隔成三个相互相连的长方形区域；垂直潜流A区和垂直潜流C区的底面均为倾斜的长方形平面，倾斜面与垂直分隔墙成一定角度；在倾斜面与垂直分隔墙交界处的长度方向均匀设置多个排水短管（3）；垂直潜流A区和垂直潜流C区的顶部分别设置有布水区，若干进水管（1）均匀分布在垂直潜流区上方整个区域；中央深处理净化B区靠长度方向外墙旁均匀设置了多个虹吸水管（4），中央深处理净化B区底层处设置排泥口（5）。本实用新型解决了现有湿地存在的易发生短流现象及湿地系统易污堵等问题。本实用新型系统净化污水效果好，系统结构简单。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种防堵塞垂直潜流湿地系统，属污水处理技术领域。
背景技术
水资源短缺已经成为制约社会与经济发展的重要因素，污水的高效处理和水资源回用是当今社会必须攻克的一项难题。水污染导致水环境的恶化，直接影响人们的生产和生活。
污水处理技术与工艺的研究和开发一直处于不断的前进过程中。随着污水处理工艺或技术的不断改进和发展，传统的生物法、生态法等技术与工艺，在时间或空间上，其局限性已凸显。
人工湿地是模拟自然湿地建造的人工生态系统，自20世纪80年代起被广泛应用于多种污染水体的净化研究。人工湿地高效的去除污水污染物以及经济的运作模式，使得人工湿地得到广泛应用。与其它污水处理工艺相比，人工湿地处理污水具有诸多优势：出水稳定、建造及运转费用低、维护简单、处理效率高，并且适用面广、对负荷变化的适用能力强。而垂直潜流湿地又是目前较多采用的人工湿地类型。
垂直潜流湿地系统是以亲水植物为表面绿化物，以不同材质填料为基质，污水由垂直潜流湿地前端的布水区进入，经湿地系统处理净化，最后再由湿地系统末端排出。在垂直潜流湿地系统中，污水在内部流动，一方面可以充分利用基质表面生长的生物膜、植物丰富的根系及表层基质截流等的作用提高其对污水处理效果和处理能力；另一方面由于水流在地表以下流动，保温性能好、处理效果受气候影响小、卫生条件较好。
目前现有技术中的垂直潜流湿地在实际运行过程中存在湿地系统堵塞问题。堵塞是妨碍湿地系统长效运行的一大难题，严重影响了净化污水效果。积累的污染物堵塞基质孔隙，导致水力传导系数的下降、基质中氧气恢复减缓、理化环境恶化、造成微生物活性随之下降，最终使得污染物降解速率进一步变慢。现有技术中对于人工湿地易发生短流现象及系统堵塞等问题，尚缺乏有效的解决方案。
发明内容
本实用新型的目的是，为了解决现有污水处理技术中的垂直潜流湿地在实际运行过程中存在湿地系统堵塞问题，设计一种防堵塞垂直潜流湿地系统。
本实用新型实现的技术方案如下，一种防堵塞垂直潜流湿地系统，所述系统是由外墙构筑成的长方形池形结构；在所述系统的长度方向上，两道垂直分隔墙将所述系统分隔成三个相互相连的长方形区域，依次为垂直潜流A区、中央深处理净化B区和垂直潜流C区；垂直潜流A区和垂直潜流C区的底面均为倾斜的长方形平面，倾斜面与垂直分隔墙成一定角度；在倾斜面与垂直分隔墙交界处的长度方向均匀设置多个排水短管，排水短管分别将垂直潜流A区与中央深处理净化B区连通，将垂直潜流C区与中央深处理净化B区连通；垂直潜流A区和垂直潜流C区的顶部分别设置有布水区，若干进水管均匀分布在垂直潜流区上方整个区域；中央深处理净化B区靠长度方向外墙旁均匀设置了多个虹吸水管，中央深处理净化B区底层处设置排泥口。
所述垂直潜流A区的长度:垂直潜流C区的长度:中央深处理净化B区的长度等于1:1:1；垂直潜流A区、垂直潜流C区和中央深处理净化B区的宽度相等；垂直潜流A区和垂直潜流C区的深度低于中央深处理净化B区的深度。
所述垂直潜流区的下底面与中央深处理净化区的垂直分隔墙之间的角度为60º~80º。
所述垂直潜流A区底面、垂直潜流C区底面与湿地系统水平底面之间为填土；所述中央深处理净化区与湿地系统水平底面之间为填土。
所述排水短管的出水端位置高于中央深处理净化区的底面位置。
所述虹吸水管上端位于中央深处理净化B区内外墙旁、且齐中央深处理净化B区顶层处，下端在系统外。
所述垂直潜流区，铺设有二层基质，第一基质层基质为粒径较小的生物陶粒，第二基质层基质为粒径较大的海绵铁；所述中央深处理净化区，底面种植沉水植物。
本实用新型的工作原理如下，
污水在经过前期的预处理后，污水通过垂直潜流A区与垂直潜流C区的布水区进水管进入湿地系统，布水区表层的植物对污水中的污染物质进行吸收降解，并对污水中的杂质进水截留；污水在垂直潜流A区与垂直潜流C区的防堵塞区通过第一基质层、第二基质层得到进一步处理；污水进入中央深处理净化B区，底层种植沉水植物进一步吸收污水中的氮、磷等污染物质；经过一系列处理后的污水，经虹吸水管排出湿地系统。
虹吸水管排水时，水位不断地下降，且中央深处理净化B区的下底面低于垂直潜流A区与垂直潜流C区的排水短管的位置。在水位不断下降的过程中，悬浮于垂直潜流A区与垂直潜流C区水体中的生物膜以及污水中的杂质随水体进入中央深处理净化B区；在虹吸水管排水后期，垂直潜流A区与垂直潜流C区水体也随着被排空，生物膜以及污水中的杂质也随之全部通过排水短管进入到中央深处理净化B区。
当虹吸水管停止排水时，系统进入到下一轮的污水处理过程中。在此过程中，水体不断地从垂直潜流A区与垂直潜流C区布水区进入系统中，期间水体也不断地从垂直潜流A区与垂直潜流C区的排水短管进入中央深处理净化B区，水位在系统（垂直潜流A区、中央深处理净化B区、垂直潜流C区）中同步上升。
本实用新型的有益效果在于，本实用新型一种防堵塞垂直潜流湿地系统，通过设计包括垂直潜流A区、垂直潜流C区和中央深处理净化B区在内的湿地系统，且设置的垂直潜流A区和垂直潜流C区，被中间中央深处理净化B区分隔成对称的二个分区，通过垂直潜流区倾斜底板与中央深处理净化区底部之间设置的排水短管，将生物膜以及污水中的杂质也随之全部排入中央深处理净化区；解决了现有技术中的潜流湿地易发生短流现象及系统堵塞等问题，具有结构简单、净化污水效果好、能避免潜流湿地堵塞长久稳定运行的优点。
附图说明
图1为本实用新型防堵塞垂直潜流湿地系统结构主视图；
图2为本实用新型防堵塞垂直潜流湿地系统结构俯视图；
图中，A区为垂直潜流A区；B区为中央深处理净化B区；C区为垂直潜流C区；1是布水区的进水管；2是填土；3是排水短管；4是虹吸水管；5是排泥口；6是丝网黑藻；7是隔板夹角；8是海绵铁基质；9是生物陶粒；10是植物。
具体实施方式
本实施例一种防堵塞垂直潜流湿地系统如图1和图2所示。
本实施例一种防堵塞垂直潜流湿地系统，包括垂直潜流A区、垂直潜流C区和中央深处理净化B区。
所述系统是由外墙构筑成的长方形池形结构；在所述系统的长度方向上，两道垂直分隔墙将所述系统分隔成三个相互相连的长方形区域，依次为垂直潜流A区、中央深处理净化B区和垂直潜流C区。垂直潜流A区和垂直潜流C区的底面均为倾斜的长方形平面，倾斜面与垂直分隔墙的交角为60º~80º。在倾斜面与垂直分隔墙交界处的长度方向均匀设置多个排水短管3，排水短管3分别将垂直潜流A区与中央深处理净化B区连通，将垂直潜流C区与中央深处理净化B区连通；垂直潜流A区和垂直潜流C区的顶部分别设置有布水区，若干进水管1均匀分布在垂直潜流区上方整个区域；中央深处理净化B区靠长度方向外墙旁均匀设置了多个虹吸水管4，中央深处理净化B区底层处设置排泥口5。
污水在经过前期的预处理后，污水通过垂直潜流A区与垂直潜流C区的顶层布水区进水管1进入湿地系统，布水区表层的植物10（菖蒲）对污水中的污染物质进行吸收降解，并对污水中的杂质进水截留。植物10（菖蒲）吸收污水中的氮、磷等污染物质，生长繁殖，待长到一定程度进行刈割。
污水经垂直潜流A区与垂直潜流C区的布水区表层的植物流向垂直潜流A区与垂直潜流C区的防堵塞区的第一基质层9（生物陶瓷）、第二基质层8（海绵铁基质），污水通过垂直潜流A区与垂直潜流C区的下底面与中央深处理净化B区的垂直分隔墙相连处的排水短管进入中央深处理净化B区；污水在垂直潜流A区与垂直潜流C区的防堵塞区通过第一基质层9（生物陶瓷）、第二基质层8（海绵铁基质）得到进一步处理。基质层中的基质以及基质附着微生物通过一系列的物理、化学、生物等途径，如吸收、吸附、过滤、离子交换、络合反应等来去除污水中的氮、磷、有机物等污染物质。
污水进入中央深处理净化B区，底层种植沉水植物6（丝网黑藻）进一步吸收污水中的氮、磷等污染物质，生长繁殖，待长到一定程度进行刈割。
经过一系列处理后的污水，经中央深处理净化B区外墙处且齐中央深处理净化B区顶层处的虹吸水管4排出湿地系统。
处理后的污水通过虹吸水管4排出湿地系统后，中央深处理净化B区的水位位于虹吸水管4口，即中央深处理净化B区底层沉水植物处。此时，垂直潜流A区与垂直潜流C区的污水持续不断地通过排水短管3排入中央深处理净化B区。
由于垂直潜流A区与垂直潜流C区下底面与垂直分隔墙形成一定角度，即垂直潜流A区与垂直潜流C区的下底面为倾斜面，基质处理污水过程中产生的生物膜以及污水中杂质，不会沉积于垂直潜流A区与垂直潜流C区底层，而是被处理后的污水携带通过排水短管3进入中央深处理净化B区中，并沉积于中央深处理净化B区底层，部分污染物被底层沉水植物进一步吸收处理。
在中央深处理净化B区中的水体被排空后，污水经过垂直潜流A区与垂直潜流C区处理后，再次持续不断地进入中央深处理净化B区，随着中央深处理净化B区水位的升高，垂直潜流A区与垂直潜流C区的水位也随同升高，此过程中，垂直潜流A区与垂直潜流C区中的基质得到一次反冲洗，基质上附着的生物膜悬浮于水体中，并在下一次水体排空时进入央深处理净化B区。沉积于央深处理净化B区底层的淤泥，定期通过排泥口5进行清淤处理，排出系统外。
经过一系列处理后的污水被排出湿地系统，污水处理过程中产生的生物膜及杂质等物质不会沉积垂直潜流A区与垂直潜流C区，极大降低湿地系统堵塞风险。并定期通过排泥口5进行清淤处理，使得防堵塞垂直潜流湿地系统始终处于高效、稳定、长期运行状态。
Claims (7)
1.一种防堵塞垂直潜流湿地系统，其特征在于，所述系统是由外墙构筑成的长方形池形结构；在所述系统的长度方向上，两道垂直分隔墙将所述系统分隔成三个相互相连的长方形区域，依次为垂直潜流A区、垂直潜流C区和中央深处理净化B区；垂直潜流A区和垂直潜流C区的底面均为倾斜的长方形平面，倾斜面与垂直分隔墙成一定角度；在倾斜面与垂直分隔墙交界处的长度方向上均匀设置多个排水短管，排水短管分别将垂直潜流A区与中央深处理净化B区连通，将垂直潜流C区与中央深处理净化B区连通；垂直潜流A区和垂直潜流C区的顶部分别设置有布水区，若干进水管均匀分布在垂直潜流区上方整个区域；中央深处理净化B区靠度方向外墙旁均匀设置了多个虹吸水管，中央深处理净化B区底层处设置排泥口。
2.根据权利要求1所述的一种防堵塞垂直潜流湿地系统，其特征在于，所述垂直潜流A区的长度:垂直潜流C区的长度:中央深处理净化B区的长度等于1:1:1；垂直潜流A区、垂直潜流C区和中央深处理净化B区的宽度相等；垂直潜流A区和垂直潜流C区的深度低于中央深处理净化B区的深度。
3.根据权利要求1所述的一种防堵塞垂直潜流湿地系统，其特征在于，所述垂直潜流区的下底面与中央深处理净化区的垂直分隔墙之间的角度为60º~80º。
4.根据权利要求1所述的一种防堵塞垂直潜流湿地系统，其特征在于，所述垂直潜流A区底面、垂直潜流C区底面与湿地系统水平底面之间为填土；中央深处理净化区与湿地系统水平底面之间为填土。
5.根据权利要求1所述的一种防堵塞垂直潜流湿地系统，其特征在于，所述排水短管的出水端位置高于中央深处理净化区的底面位置。
6.根据权利要求1所述的一种防堵塞垂直潜流湿地系统，其特征在于，所述垂直潜流区，铺设有二层基质，第一基质层基质为粒径较小的生物陶粒，第二基质层基质为粒径较大的海绵铁；中央深处理净化区，底面种植沉水植物。
7.根据权利要求1所述的一种防堵塞垂直潜流湿地系统，其特征在于，所述虹吸水管上端位于中央深处理净化B区内外墙旁、且齐中央深处理净化B区顶层处，下端在系统外。
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