专利名称：一种可调式多功能人工湿地反应装置及应用方法
技术领域：
本发明涉及一种可调式多功能人工湿地反应装置及应用于人工湿地上应用方法。
背景技术：
近年来，人工湿地生态处理工艺和技术的提出和发展为综合解决水体污染问题提供了一种新的选择。人工湿地系统根据水流方式和构造的不同可以分为潜流人工湿地系统和表面流人工湿地系统；潜流人工湿地系统又可分为垂直流人工湿地系统和水平流人工湿地系统。人工湿地作为二级或三级污水处理系统在污水处理领域中已经得到越来越广泛的应用。人工湿地具有投资和运行费用低(仅为传统二级污水厂的1/10 1/2)、抗冲击负荷、处理效果稳定、出水水质好等优点。另外，人工湿地系统还兼具近自然和景观效果。
但是，就目前国内外的研究进展来看，在人工湿地系统的设计和研究过程中还没有形成一定的标准和设计手册等用于指导实践。因此，研究者多根据实际研究需要先从人工湿地反应装置做起，进一步研究各项参数和指标来指导设计和工程实际。但研究者制作的人工湿地反应装置大多是各个反应区尺寸和容积固定，若需更改研究参数和指标，则需另外制作新的人工湿地反应装置。这样，研究工作既繁琐费时，经济上又会造成很大的浪费。而且一个人工湿地反应装置制作好后只能作为一种固定的水平流人工湿地系统或者垂直流人工湿地系统，二者不能相互转换。另外，现有的人工湿地反应装置在使用过程中多会出现堵塞现象，随之会降低人工湿地系统处理污水的能力严重者会使人工湿地反应装置出现短流现象而失去原有的污水处理净化效果。因此，发明一种能够根据研究需要可以调节反应装置各个反应区尺寸和容积；还能够根据研究需要自由转换水平流和垂直流反应装置类型；又能够减少或者避免出现堵塞现象的人工湿地反应装置是迫切和必要的。
发明内容
本发明的目的在于基于目前人工湿地反应装置在可调节和多功用等技术和设计上的缺失与空白，提供一种可调式多功能的人工湿地反应装置系统及其应用方法。
本发明为实现所述发明目的采用如下技术方案 —种可调式多功能人工湿地反应装置，包括箱体、第一可调式滤板组件、第二可调式滤板组件、配水管组件、集水管组件、冲洗组件、排污槽、观察窗、液位计、取样口 、排污口 ，其特征在于 所述第一可调式滤板组件和第二可调式滤板组件竖直设于箱体中，将箱体依次隔成配水区、处理区和集水区； 所述配水管组件、冲洗组件、排污槽和排污口位于配水区中，配水管组件设于配水区内与第一可调式滤板组件相对的箱壁，冲洗组件位于配水区内与第一可调式滤板组件相邻箱壁的下部，排污槽直接安装在配水管组件所在箱壁上，排污口直接安装在箱壁下部；
所述观察窗、液位计、取样口位于处理区的箱壁上；
所述的液位计和取样口至少各设有两个；
所述集水管组件设于配水区中，集水管组件位于集水区内与第二可调式滤板组件相对箱壁的下部； 所述配水管组件和集水管组件都是由穿孔管和T形管组成，每根穿孔管分别设在T形管上位于同一轴线的两个 L T形管上剩下的一个孔设于在箱壁上，穿孔管上均匀分布着孔； 所述第一可调式滤板组件由第一滤板、无孔挡板、第二滤板、固定支架和压紧螺栓组成，第一滤板、无孔挡板、第二滤板依次设于固定支架上，固定支架通过压紧螺栓固定于箱壁，第一滤板和第二滤板上都均匀分布着孔；所述第二可调式滤板组件由滤板、无孔挡板、固定支架和压紧螺栓组成，滤板、无孔挡板设于固定支架上，固定支架通过压紧螺栓固定于箱壁，第一滤板、第二滤板和滤板上均匀分布着孔； 所述冲洗组件由管堵头、穿孔管和冲洗水口组成，管堵头设于穿孔管一端，穿孔管
的另一端设于冲洗水口上，冲洗水口设于箱壁上，穿孔管上均匀分布着孔。 —种所述的可调式多功能人工湿地反应装置应用于人工湿地上应用方法，包括如
下步骤 (a)调整并固定第一可调式滤板组件和第二可调式滤板组件的位置和角度，以调整配水区和集水区尺寸与容积；将反应装置作为水平流人工湿地反应装置则将第二可调滤板组件无孔挡板抽去，或将反应装置作为垂直流人工湿地反应装置则将第二可调滤板组件中滤板抽去，这样能够自由转换水平流和垂直流反应装置类型； (b)将反应装置内需要的填料及植物布置和种植到处理区里，并培育到植物恢复到正常生长期； (c)运行将无孔挡板抽去接通污水至配水管组件，接通出水管至集水管组件，接通自来水至冲洗组件； (d)待反应装置运行到配水区或处理区出现雍水现象时，关闭配水管组件和集水管组件，将无孔挡板插入第一可调式滤板组件中间，防止冲洗过程中扰动反应装置处理区的植物根系和微生物生存环境；打开冲洗组件进行冲洗，进行反冲洗过程，减少进入反应装置处理区中污水的悬浮物总量，以避免和减弱反应装置的堵塞现象，实现了人工湿地反应装置的可调功能；冲洗干净后关闭冲洗组件，打开配水管组件和集水管组件，继续运行反应装置； (e)通过观察窗和液位计进行观察及通过取样口进行取样操作； (f)反应装置内填料和植物清理出后重新调整滤板，可以自由调节配、集水区的长
度和容积及角度，以便研究配、集水区长度和容积及角度对反应装置处理效果的影响，实现
了反应装置的多次重复利用和可调节性。 本发明的优点是 1、可以根据研究需要自由调节配、集水区的长度和容积及角度，以便研究配、集水区长度和容积及角度对反应装置处理效果的影响，实现了反应装置的多次重复利用和可调节性； 2、实现了以往人工湿地反应装置只能作为水平流或者垂直流反应装置的不足，可
是人工湿地反应装置在水平流和垂直流人工湿地反应装置中的自由转换； 3、反应装置的自来水系统减少甚至避免了人工湿地反应装置的堵塞现象，为实现人工湿地的持续运行和提高污水净化效果奠定了基础； 4、本发明的反应装置还提供了反应装置的液位计及观察窗，为实时控制反应装置水位和跟踪观察植物根系生长情况提供了便利。
图1为本发明的俯视图。
图2为本发明的纵向剖面图。
图3为本发明的正视图
图4为本发明的后视图 图中1、箱体；2、第一可调式滤板组件；21、第一滤板；22、无孔挡板；23、第二滤板；24、固定支架；25、压紧螺栓；3、第二可调式滤板组件；31、无孔挡板；32、滤板；33、固定支架；34、压紧螺栓；4、配水管组件；5、集水管组件；6、冲洗管组件；7、冲洗排污槽；8、观察窗；9、液位计；10、取样口 ；11、排污口。
具体实施例方式实施案例1 : 以该反应装置作为水平潜流人工湿地反应装置为例。 —种可调式多功能人工湿地反应装置，包括箱体1、第一可调式滤板组件2、第二可调式滤板组件3、配水管组件4、集水管组件5、冲洗组件6、排污槽7、观察窗8、液位计9、取样口 10、排污口 ll，其特征在于 所述第一可调式滤板组件2和第二可调式滤板组件3竖直设于箱体中，将箱体1依次隔成配水区、处理区和集水区； 所述配水管组件4、冲洗组件6、排污槽7和排污口 11位于配水区中，配水管组件4设于配水区内与第一可调式滤板组件2相对的箱壁，冲洗组件6位于配水区内与第一可调式滤板组件2相邻箱壁的下部，排污槽7直接安装在配水管组件4所在箱壁上，排污口 11直接安装在箱壁下部； 所述观察窗8、液位计9、取样口 10位于处理区的箱壁上；
所述的液位计9设有2个和取样口 10设有6个； 所述集水管组件5设于配水区中，集水管组件5位于集水区内与第二可调式滤板组件3相对箱壁的下部； 所述配水管组件4和集水管组件5都是由穿孔管和T形管组成，每根穿孔管分别设在T形管上位于同一轴线的两个孔，T形管上剩下的一个孔设于在箱壁上，穿孔管上均匀分布着孔； 所述第一可调式滤板组件2由第一滤板21、无孔挡板22、第二滤板23、固定支架24和压紧螺栓25组成，第一滤板21、无孔挡板22、第二滤板23依次设于固定支架24上，固定支架24通过压紧螺栓25固定于箱壁，第一滤板21和第二滤板23上都均匀分布着孔；所述第二可调式滤板组件3由滤板31、无孔挡板32、固定支架33和压紧螺栓34组成，滤板31、无孔挡板32设于固定支架33上，固定支架33通过压紧螺栓34固定于箱壁，第一滤板21、第二滤板23和滤板31上均匀分布着孔；
所述冲洗组件6由管堵头、穿孔管和冲洗水口组成，管堵头设于穿孔管一端，穿孔管的另一端设于冲洗水口上，冲洗水口设于箱壁上，穿孔管上均匀分布着孔。
2、一种基于权利要求1所述的可调式多功能人工湿地反应装置应用于人工湿地上应用的方法，包括如下步骤 (a)调整并固定第一可调式滤板组件2和第二可调式滤板组件3的位置和角度，以调整配水区和集水区尺寸与容积；反应装置作为水平流人工湿地反应装置将第二可调滤板组件3无孔挡板32抽去； (b)将反应装置内需要的填料及植物布置和种植到处理区里，并培育到植物恢复到正常生长期； (c)运行将无孔挡板22抽去接通污水至配水管组件4，接通出水管至集水管组件5，接通自来水至冲洗组件6 ; (d)待反应装置运行到配水区或处理区出现雍水现象时，关闭配水管组件4和集水管组件5，将无孔挡板22插入第一可调式滤板组件2中间，防止冲洗过程中扰动反应装置处理区的植物根系和微生物生存环境；打开冲洗组件6进行冲洗，进行反冲洗过程，减少进入反应装置处理区中污水的悬浮物总量，以避免和减弱反应装置的堵塞现象，实现了人工湿地反应装置的可调功能；冲洗干净后关闭冲洗组件6，打开配水管组件4和集水管组件5，继续运行反应装置； (e)通过观察窗8和液位计9进行观察及通过取样口 10进行取样操作； (f)反应装置内填料和植物清理出后重新调整滤板，可以自由调节配、集水区的长
度和容积及角度，以便研究配、集水区长度和容积及角度对反应装置处理效果的影响，实现
了反应装置的多次重复利用和可调节性。
实施案例2 : 以该反应装置作为垂直潜流人工湿地反应装置为例。 —种可调式多功能人工湿地反应装置，包括箱体1、第一可调式滤板组件2、第二可调式滤板组件3、配水管组件4、集水管组件5、冲洗组件6、排污槽7、观察窗8、液位计9、取样口 10、排污口 ll，其特征在于 所述第一可调式滤板组件2和第二可调式滤板组件3竖直设于箱体中，将箱体1依次隔成配水区、处理区和集水区； 所述配水管组件4、冲洗组件6、排污槽7和排污口 11位于配水区中，配水管组件4设于配水区内与第一可调式滤板组件2相对的箱壁，冲洗组件6位于配水区内与第一可调式滤板组件2相邻箱壁的下部，排污槽7直接安装在配水管组件4所在箱壁上，排污口 11直接安装在箱壁下部； 所述观察窗8、液位计9、取样口 10位于处理区的箱壁上；
所述的液位计9设有4个和取样口 10设有9个； 所述集水管组件5设于配水区中，集水管组件5位于集水区内与第二可调式滤板组件3相对箱壁的下部； 所述配水管组件4和集水管组件5都是由穿孔管和T形管组成，每根穿孔管分别设在T形管上位于同一轴线的两个孔，T形管上剩下的一个孔设于在箱壁上，穿孔管上均匀分布着孔；
所述第一可调式滤板组件2由第一滤板21、无孔挡板22、第二滤板23、固定支架 24和压紧螺栓25组成，第一滤板21、无孔挡板22、第二滤板23依次设于固定支架24上， 固定支架24通过压紧螺栓25固定于箱壁，第一滤板21和第二滤板23上都均匀分布着孔； 所述第二可调式滤板组件3由滤板31、无孔挡板32、固定支架33和压紧螺栓34组成，滤板 31、无孔挡板32设于固定支架33上，固定支架33通过压紧螺栓34固定于箱壁，第一滤板 21、第二滤板23和滤板31上均匀分布着孔； 所述冲洗组件6由管堵头、穿孔管和冲洗水口组成，管堵头设于穿孔管一端，穿孔 管的另一端设于冲洗水口上，冲洗水口设于箱壁上，穿孔管上均匀分布着孔。
—种所述的可调式多功能人工湿地反应装置应用于人工湿地上应用的方法，包括 如下步骤 (a)调整并固定第一可调式滤板组件2和第二可调式滤板组件3的位置和角度，以 调整配水区和集水区尺寸与容积；反应装置作为垂直流人工湿地反应装置则将第二可调滤 板组件3中滤板31抽去； (b)将反应装置内需要的填料及植物布置和种植到处理区里，并培育到植物恢复 到正常生长期； (c)运行将无孔挡板22抽去接通污水至配水管组件4，接通出水管至集水管组件 5，接通自来水至冲洗组件6 ; (d)待反应装置运行到配水区或处理区出现雍水现象时，关闭配水管组件4和集 水管组件5，将无孔挡板22插入第一可调式滤板组件2中间，防止冲洗过程中扰动反应装 置处理区的植物根系和微生物生存环境；打开冲洗组件6进行冲洗，进行反冲洗过程，减少 进入反应装置处理区中污水的悬浮物总量，以避免和减弱反应装置的堵塞现象，实现了人 工湿地反应装置的可调功能；冲洗干净后关闭冲洗组件6，打开配水管组件4和集水管组件 5，继续运行反应装置； (e)通过观察窗8和液位计9进行观察及通过取样口 10进行取样操作； (f)反应装置内填料和植物清理出后重新调整滤板，可以自由调节配、集水区的长
度和容积及角度，以便研究配、集水区长度和容积及角度对反应装置处理效果的影响，实现
了反应装置的多次重复利用和可调节性。
权利要求
一种可调式多功能人工湿地反应装置，包括箱体(1)、第一可调式滤板组件(2)、第二可调式滤板组件(3)、配水管组件(4)、集水管组件(5)、冲洗组件(6)、排污槽(7)、观察窗(8)、液位计(9)、取样口(10)、排污口(11)，其特征在于所述第一可调式滤板组件(2)和第二可调式滤板组件(3)竖直设于箱体中，将箱体(1)依次隔成配水区、处理区和集水区；所述配水管组件(4)、冲洗组件(6)、排污槽(7)和排污口(11)位于配水区中，配水管组件(4)设于配水区内与第一可调式滤板组件(2)相对的箱壁，冲洗组件(6)位于配水区内与第一可调式滤板组件(2)相邻箱壁的下部，排污槽(7)直接安装在配水管组件(4)所在箱壁上，排污口(11)直接安装在箱壁下部；所述观察窗(8)、液位计(9)、取样口(10)位于处理区的箱壁上；所述的液位计(9)和取样口(10)至少各设有两个；所述集水管组件(5)设于配水区中，集水管组件(5)位于集水区内与第二可调式滤板组件(3)相对箱壁的下部；所述配水管组件(4)和集水管组件(5)都是由穿孔管和T形管组成，每根穿孔管分别设在T形管上位于同一轴线的两个孔，T形管上剩下的一个孔设于在箱壁上，穿孔管上均匀分布着孔；所述第一可调式滤板组件(2)由第一滤板(21)、无孔挡板(22)、第二滤板(23)、固定支架(24)和压紧螺栓(25)组成，第一滤板(21)、无孔挡板(22)、第二滤板(23)依次设于固定支架(24)上，固定支架(24)通过压紧螺栓(25)固定于箱壁，第一滤板(21)和第二滤板(23)上都均匀分布着孔；所述第二可调式滤板组件(3)由滤板(31)、无孔挡板(32)、固定支架(33)和压紧螺栓(34)组成，滤板(31)、无孔挡板(32)设于固定支架(33)上，固定支架(33)通过压紧螺栓(34)固定于箱壁，第一滤板(21)、第二滤板(23)和滤板(31)上均匀分布着孔；所述冲洗组件(6)由管堵头、穿孔管和冲洗水口组成，管堵头设于穿孔管一端，穿孔管的另一端设于冲洗水口上，冲洗水口设于箱壁上，穿孔管上均匀分布着孔。
2. —种基于权利要求1所述的可调式多功能人工湿地反应装置应用于人工湿地上应用的方法，包括如下步骤(a) 调整并固定第一可调式滤板组件(2)和第二可调式滤板组件(3)的位置和角度，以调整配水区和集水区尺寸与容积；将反应装置作为水平流人工湿地反应装置则将第二可调滤板组件(3)无孔挡板(32)抽去，或将反应装置作为垂直流人工湿地反应装置则将第二可调滤板组件(3)中滤板(31)抽去，这样能够自由转换水平流和垂直流反应装置类型；(b) 将反应装置内需要的填料及植物布置和种植到处理区里，并培育到植物恢复到正常生长期；(c) 运行将无孔挡板(22)抽去接通污水至配水管组件(4)，接通出水管至集水管组件(5)，接通自来水至冲洗组件(6);(d) 待反应装置运行到配水区或处理区出现雍水现象时，关闭配水管组件(4)和集水管组件(5)，将无孔挡板(22)插入第一可调式滤板组件(2)中间，防止冲洗过程中扰动反应装置处理区的植物根系和微生物生存环境；打开冲洗组件(6)进行冲洗，进行反冲洗过程，减少进入反应装置处理区中污水的悬浮物总量，以避免和减弱反应装置的堵塞现象，实现了人工湿地反应装置的可调功能；冲洗干净后关闭冲洗组件(6)，打开配水管组件(4)和集水管组件(5)，继续运行反应装置；(e) 通过观察窗(8)和液位计(9)进行观察及通过取样口 (10)进行取样操作；(f) 反应装置内填料和植物清理出后重新调整滤板，可以自由调节配、集水区的长度和容积及角度，以便研究配、集水区长度和容积及角度对反应装置处理效果的影响，实现了反应装置的多次重复利用和可调节性。
全文摘要
本发明公开了一种可调式多功能人工湿地反应装置及应用方法，属于污水处理领域。本发明的可调式多功能人工湿地反应装置箱体(1)、第一可调式滤板组件(2)、第二可调式滤板组件(3)、配水管组件(4)、集水管组件(5)、冲洗组件(6)、排污槽(7)、观察窗(8)、液位计(9)、取样口(10)、排污口(11)。本发明还提供该应用反应装置的方法，反应装置还可以在水平流和垂直流人工湿地反应装置中转换，实现了人工湿地反应装置的多功能化。
文档编号C02F3/32GK101704587SQ20091023509
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月13日 优先权日2009年11月13日
发明者刘建, 李轶, 胡啸 申请人:河海大学