本发明涉及一种悬浮过滤潜流湿地系统。
背景技术：
人工湿地作为一种流行已久的生态化水处理工艺，有着顽强、旺盛的生命力，其以表流、潜流、垂直流等多种具体形式在我国东西南北各地区均有规模化应用，其可以处理的污水类型也多种多样，包括了生活污水、工业废水、甚至是初期雨水。在当前大力提倡生态治理的氛围下，湿地工艺仍将会有较大的发展空间。
人工湿地在我国发展的40多年中，曾出现了几十种工艺的变形，但无论何种工艺变形，对湿地工艺影响较大的主要包括两个因素，一是低温；二是淤堵。
现有技术中的潜流湿地系统，如授权公告号为CN207061996U的一篇实用新型专利所示，该潜流湿地系统包括湿地槽体，在湿地槽体内布置有多个填料箱体，在填料箱体内填充有填料，在堆叠后的填料箱体的顶部设置有土工布，土工布的上部设置有覆土并在覆土上植草。使用时，待处理的原水由进水口中流入填料箱体内，经过填料的净化再由出水口中排出，实现了对原水的湿地净化。
但是，现有技术中的原水多未经过预处理即排入填料中，原水中含有较多的悬浮物，悬浮物进入填料后容易被填料拦截并滞留在填料内，另外，悬浮物过多也会使附着在填料上的生物膜更新速度加快，脱落的生物膜（污泥）产生量较多，对中造成填料局部甚至全部淤堵，不利于湿地单元的长期净化过滤。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种悬浮过滤潜流湿地系统，以解决现有技术中潜流湿地单元易淤堵的问题。
为实现上述目的，本发明悬浮过滤潜流湿地系统的技术方案是：
一种悬浮过滤潜流湿地系统，包括潜流湿地单元，潜流湿地单元包括填料层，湿地系统还包括设于潜流湿地单元旁侧或延伸至潜流湿地单元内的悬浮过滤单元，所述悬浮过滤单元包括具有池壁和池底的过滤池体，池壁上设有将过滤池体的内部分隔为下方的过滤区和上方的滤后贮水区的滤板，所述过滤区内填充有用于对原水中的悬浮物进行过滤的悬浮滤料，悬浮过滤单元还包括用于将原水引至过滤区内的进水通道，所述池壁上设有供滤后贮水区内的滤后水沿水平方向排至填料内部的排水通道。
本发明的有益效果是：本发明提供的悬浮过滤潜流湿地系统包括潜流湿地单元，湿地系统还包括悬浮过滤单元，悬浮过滤单元包括过滤池体，过滤池体包括池壁和池底，在池壁上固定有滤板，将过滤池体的内部分隔为上方的滤后贮水区和下方的过滤区，过滤区连通有进水通道，池壁上设有排水通道。使用时，原水由进水通道内进入过滤区中，向上顶推悬浮滤料至滤板的下方并不断压实悬浮滤料，对原水中的悬浮物进行拦截和过滤，之后再进入滤后贮水区内，滤后贮水区内的滤后水经过排水通道水平排至潜流湿地单元的填料层中，对滤后水进行净化。与现有技术相比，在将原水排至潜流湿地单元时，对原水进行预处理，降低原水中悬浮物的浓度，减少进入填料中悬浮物的数量，避免造成潜流湿地单元的淤堵。并且，本发明中采用悬浮过滤的方式对原水进行过滤，实现了反向流过滤，水头损失更小。
进一步地，悬浮过滤单元还包括设于池底且形成所述进水通道的悬浮过滤配水渠，所述悬浮过滤配水渠具有延伸至过滤池体外部的延伸进水段。
进一步地，延伸进水段旁侧设有进水渠，所述进水渠与延伸进水段之间设有供进水渠内的原水溢流至延伸进水段内的溢流堰。
进一步地，所述过滤池体下沉布置于湿地单元的旁侧或延伸至湿地单元内，以降低所述悬浮过滤配水渠的高程。
进一步地，所述滤后贮水区与所述填料层在水平方向上对应布置，所述池壁中位于滤后贮水区的部分设有连通滤后贮水区与所述填料层的穿墙孔，所述穿墙孔的内部构成所述的排水通道。
进一步地，所述穿墙孔为设于池壁上的通径平孔。
进一步地，所述悬浮过滤单元延伸至潜流湿地单元的内部，悬浮过滤单元的两侧池壁上均设有所述的排水通道。
进一步地，所述悬浮过滤单元包括并排布置的两个过滤池体，两过滤池体共用同一池壁，两过滤池体的位于外侧的池壁上均设有所述的排水通道。
进一步地，所述滤板包括沿池壁延伸方向间隔布置的至少两部分，各相邻两部分之间设有用于支撑滤板的横梁，所述横梁的两端固设于池壁上。
进一步地，潜流湿地单元包括与悬浮过滤单元相邻或供悬浮过滤单元穿入的一级湿地单元，还包括与一级湿地单元间隔布置的二级湿地单元，一级湿地单元和二级湿地单元之间通过位于两者之间的湿地集配水井相连通。
附图说明
图1为本发明悬浮过滤潜流湿地系统实施例1的平面布置图；
图2为图1中延伸进水段处的放大图；
图3为图1的横断图；
图4为图3中悬浮过滤单元处的放大图；
图5为本发明悬浮过滤潜流湿地系统实施例2的平面布置图；
图6为图5的横断图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的悬浮过滤潜流湿地系统的具体实施例1，如图1至图4所示，本实施例的悬浮过滤潜流湿地系统适用于处理水量小于等于5000m3/d的情况。潜流湿地系统包括潜流湿地单元，潜流湿地单元包括沿水流方向水平依次布置的一级湿地单元1和二级湿地单元2，一级湿地单元1和二级湿地单元2之间通过位于两者之间的湿地集配水井3进行相连，一级湿地单元1和二级湿地单元2均包括填料层5和种植于填料层上方的湿地植物。该部分的内容属于现有技术中的相关内容，本实施例中将不再详细展开。
悬浮过滤潜流湿地系统还包括悬浮过滤单元4，由图1可以看出，本实施例中，悬浮过滤单元4沿前后方向延伸至一级湿地单元1的内部。悬浮过滤单元4包括前后延伸的过滤池体，过滤池体相对于潜流湿地单元整体下沉，过滤池体包括左右间隔布置的两个池壁42以及位于两池壁之间的池底411，池壁42顶端的高程大于填料层5顶端的高程。在两池壁的中间部分之间横向布置有滤板41，在滤板41上开设有供水穿过的穿孔，同时，在两池壁42之间沿前后方向间隔布置有多个横梁44，多个横梁44将滤板41分成了沿前后方向间隔布置的多个部分，各部分均固定在对应的横梁之间。通过加设横梁的方式能够防止单块滤板安装不便的情况发生，同时能够提高滤板的使用安全性。滤板41将过滤池体的内部分隔为上方的滤后贮水区48以及位于下方的过滤区49。
在滤板41上安装有多个滤头（图中未标记），滤头用来对悬浮滤料进行反向冲洗，滤头的具体结构可以参照申请公布号为CN103977611A的发明专利申请所示。在过滤区内填充有悬浮滤料410，悬浮滤料410的密度小于水的密度，在向过滤区内供水后，悬浮滤料悬浮于过滤区中，而且，随着水流会逐渐集聚于滤板的下方并不断被压实，对流过悬浮滤料之间缝隙的原水进行过滤，拦截原水中的悬浮物。
在池底上开设有悬浮过滤配水渠412，悬浮过滤配水渠412的内部形成与过滤区相连通的进水通道，由图2中能够看出，悬浮过滤配水渠412具有延伸至过滤池体外部的延伸进水段46，该延伸进水段46位于滤板和潜流湿地单元的外部。在延伸进水段的两侧分别设置有进水渠43，进水渠43与延伸进水段46之间通过溢流堰413分隔开，当进水渠43内的水量达到设定值时，进水渠内的原水由溢流堰的顶部溢流至延伸进水段46内。本实施例中，设置进水渠并配合溢流堰，是基于实际使用时的情况而定，湿地系统在使用时，原水通常是由生活污水、工业废水甚至是初期雨水构成的，原水的流速和流量不一，若直接由延伸进水段来接收原水，会导致过滤区、滤后贮水区内的水流波动较大，而导致湿地单元内的进水波动太大，不利于湿地单元的过滤。本实施例中，在延伸进水段的上端设有盖板，在盖板上固定有进水管45，该进水管与悬浮过滤配水渠相连通。当然，在其他实施例中，可以将进水管和盖板去掉，而使延伸进水段的上方敞开，使进水渠内的原水直接溢流至延伸进水段中。
由上述的表述可以得知，过滤池体整体下沉布置，对应降低了悬浮过滤配水渠的高程，在原水流入悬浮过滤配水渠时，不需要将原水重新抬高（或者降低抬高的高度），实现了自动流入和自动过滤，不需要人工干预，同时，降低了湿地系统的整体水压损失和功耗。由于过滤池体整体下沉，使得滤后贮水区48与填料层5在水平方向上对应。在两侧池壁42的位于滤后贮水区的部分上均开设有湿地穿墙孔47，湿地穿墙孔47连通滤后贮水区与潜流湿地单元的填料层，湿地穿墙孔的数量为为多个且沿上下方向均匀分层布置，每层均包括沿前后方向间隔布置的多个湿地穿墙孔。本实施例中，湿地穿墙孔为沿左右方向延伸的通径平孔，所有湿地穿墙孔的截面积之和应与滤板上设置的滤头有效过水面积相同。滤后水经过通径平孔后水平排向填料层中。正常使用时，滤后贮水区内的滤后水经该湿地穿墙孔进入填料层内，当需要对悬浮滤料进行清理时，填料层内的水流可以经该湿地穿墙孔反向流动至滤后贮水区内。
本发明中，池壁将滤后贮水区和填料层分隔开，池壁也构成了潜流湿地单元中槽体的一部分，具体设计和成型时，可以将池壁、池底以及潜流湿地单元的槽体一体成型。本发明通过悬浮过滤单元对进入潜流湿地单元内的原水进行预处理，对比实验表明，悬浮过滤单元与潜流湿地单元的组合比单纯潜流湿地单元对COD（化学需氧量）和氨氮的去除分别提高了约12%和25%，避免了COD（化学需氧量）和氨氮过高而导致潜流湿地单元内藻类等物质滋生而导致的潜流湿地单元淤堵的现象发生。
本发明悬浮过滤潜流湿地系统的具体实施例2，如图5至图6所示，本实施例适用于处理水量大于5000m3/d小于等于10000m3/d的潜流湿地单元，本实施例中，悬浮过滤单元包括两个并排布置的过滤池体，两个过滤池体的内部结构与上述实施例中的一致，两个过滤池体共用同一池壁，在两个过滤池体的位于外侧的池壁上开设有有湿地穿墙孔，其中，左侧池壁上的湿地穿墙孔的截面面积之和应与左侧的过滤池体中滤头有效过水面积相等，右侧池壁上的湿地穿墙孔的截面面积之和应与右侧的过滤池体中滤头有效过水面积相等。
在其他实施例中，随着潜流湿地单元处理水量的改变设置不同数量的过滤池体和/或湿地穿墙孔。
本发明中的潜流湿地单元为水平流潜流湿地单元，上述的实施例中，悬浮过滤潜流湿地系统为潜流湿地系统，在其他实施例中，悬浮过滤潜流湿地系统可以为复合型的湿地系统，该复合型的湿地系统包括潜流湿地单元，还包括垂直流湿地单元和表流湿地单元中的至少一个。由此，本申请中的保护范围可以扩展为包括潜流湿地单元的各种湿地系统，而不仅限于潜流湿地系统。
上述的实施例中，滤后贮水区和填料层之间在水平方向上对应布置，仅在池壁上开设水平穿墙孔即可实现排水，在其他实施例中，当填料层的高程低于滤后贮水区的高程时，对应地，池壁上设置供滤后水向下流动的排水管或者排水通道即可。