一种高负荷抗冲刷的疏浚余水处理复合湿地系统的制作方法

1.本实用新型涉及疏浚余水处理技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种高负荷抗冲刷的疏浚余水处理复合湿地系统。


背景技术：

2.环保疏浚是治理污染水体的重要手段，可有效清除水体中的内源污染物。疏浚过程中产生大量疏浚余水，由于底泥中的污染物大量扩散到水体中，导致疏浚余水含有高浓度的悬浮物、氮、磷及有机物等污染物，若处理不当排入受纳水体，将会造成严重的二次污染。疏浚工程工期短、产生的余水量大，由于悬浮颗粒比重小，短时间内难以沉淀去除，余水处理已经成为环保疏浚工程实施过程中的制约因素。
3.目前，常见处理方法主要包括物理沉淀法和化学加药法：物理沉淀法工艺简单、投资费用低，但存在自然沉淀停留时间长、占地面积大、影响周围环境等问题；化学加药法是目前国内外应用比较广泛的方法，处理设施占地面积小，但存在环境风险、处理费用较高，且出水水质不稳定。
4.中国发明专利(cn110386697a)公布了一种疏浚余水处理方法和处理装置，通过投加镁盐进行泥水分离和氮磷资源化利用，工艺复杂、回收的氮磷远超投资费用，难以推广应用；中国发明专利(cn104016546b)公布了一种环保疏浚余水/尾水净化人工湿地系统，由于缺少分级拦截和防堵塞设计，极易造成湿地堵塞，难以应对高浓度悬浮物和大规模疏浚余水处理；中国发明专利(cn107698062a)公布了一种基于膜集成技术的环保疏浚尾水处理装置，以膜组件为核心，由于疏浚余水量大，且工期短，一次投入和运行成本极高，膜组件以物理过滤为主，脱氮除磷作用较小；中国发明专利(cn111777278a)公布了一种疏浚尾水深度净化塘链处理工艺，以沉淀塘+生态塘为核心，占地面积过大，且低温季节处理效果难以保证。


技术实现要素：

5.本实用新型还有一个目的是提供一种通过分级设计，实现对有机物、氨氮和总磷等污染物的深度处理，保证湿地出水达到排放要求，且采用生态处理技术，无需额外投加化学药剂，具有绿色生态环保优点的高负荷抗冲刷的疏浚余水处理复合湿地系统。
6.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种高负荷抗冲刷的疏浚余水处理复合湿地系统，包括：
7.湿地净化池，其顶部固定设有湿地进水管，用于进疏浚余水；
8.两个第一结构侧墙，其沿所述湿地净化池的长度方向间隔设置，以将所述湿地净化池分隔为相互独立且依次连通的过滤区、除磷区和脱氮区；
9.其中，所述过滤区包括多个碎石坝，其沿所述湿地净化池的长度方向间隔设置，将所述过滤区分隔为多个相互独立的区域，且远离所述除磷区的区域与所述湿地进水管的进水口连通，多个碎石坝的粒径沿着水流方向从大到小设置；
10.所述除磷区包括多个填料，其沿所述湿地净化池的长度方向间隔设置，相邻填料之间通过第二结构侧墙分隔且连通，任一填料沿所述湿地净化池的宽度方向铺设，且在所述第二结构侧墙的两侧紧挨第二结构侧墙还铺设有除磷填料，其沿所述湿地净化池的宽度方向铺设，多个填料的粒径沿着水流方向从大到小设置；
11.所述脱氮区包括多个弹性填料，其沿所述湿地净化池的长度方向间隔设置，任一弹性填料沿所述湿地净化池的宽度方向铺设。
12.优选的是，还包括余水回用区，其设置在所述脱氮区的后端，所述余水回用区通过回用区墙体与所述脱氮区分隔，所述余水回用区与所述脱氮区连通，所述余水回用区包括：
13.回用泵，其固定设置在所述余水回用区的底部；
14.回用管，其进水口与所述回用泵连通，出水口延伸至所述回用区的外部。
15.优选的是，还包括控制系统，其设置在所述湿地净化池的外部，并与所述回用泵电连接。
16.优选的是，任一碎石坝与所述湿地净化池相邻的两侧面形成矩形结构，且多个碎石坝构成回字形结构。
17.优选的是，所述碎石坝的高度高于所述湿地净化池的高度。
18.优选的是，所述除磷区还包括：
19.排空管，其沿所述湿地净化池的长度方向固定设置在所述湿地净化池的底部，所述排空管的进水口与所述过滤区靠近所述除磷区的区域连通，出水口与所述脱氮区连通，且沿着所述排空管的长度方向间隔设有多个排空孔；
20.多个通气管，其沿所述湿地净化池的长度方向间隔设置，并与多个所述排空孔一一对应，任一通气管的出气口与对应的排空孔连通，进气口延伸至所述除磷区的外部。
21.优选的是，所述脱氮区还包括：
22.溶氧探头，其设置在所述脱氮区的内部，并与所述控制系统电连接；
23.曝气设备，其设置在所述脱氮区的内部，并与所述控制系统电连接。
24.优选的是，所述余水回用区还包括水位探头，其设置在所述余水回用区的内部，并与所述控制系统电连接。
25.优选的是，还包括格栅网，其沿所述湿地净化池的宽度方向固定设置在所述脱氮区与所述余水回用区的连通处。
26.本实用新型至少包括以下有益效果：
27.1、本实用新型所述的湿地系统通过分级设计，可实现对有机物、氨氮和总磷等污染物的深度处理，保证湿地出水达到排放要求，且湿地系统采用生态处理技术，无需额外投加化学药剂，具有绿色生态环保的优点；
28.2、本实用新型所述的湿地系统通过重力进水，运行费用低，且处理后的疏浚余水可回用于道路清洗、药剂配置、绿化浇灌和冲厕等，实现了对疏浚余水的资源化利用；
29.3、本实用新型所述的湿地系统通过分级处理，可有效延长湿地系统的水力停留时间和减少湿地占地面积，大大减少了总投资费用，且疏浚余水处理后，湿地系统中的部分材料还可进行回用，总投资费用低；
30.4、本实用新型采用多级碎石坝对疏浚余水中的悬浮物进行分级拦截，可有效应对大规模高浓度悬浮物疏浚余水的冲刷，有效减少湿地堵塞；
31.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
32.图1为本实用新型所述高负荷抗冲刷的疏浚余水处理复合湿地系统的平面结构示意图；
33.图2为本实用新型所述高负荷抗冲刷的疏浚余水处理复合湿地系统的俯视结构示意图；
34.图3为本实用新型所述高负荷抗冲刷的疏浚余水处理复合湿地系统的正视结构示意图。
35.说明书附图标记说明：
36.1、过滤区，11、一级碎石坝，12、二级碎石坝，13、湿地进水管，14、第一结构侧墙，15、第二结构侧墙2、除磷区，21、一级除磷区，22、二级除磷区，23、湿地净化池，24、湿地植物，25、一级填料，26、二级填料，27、通气管，28、排空管，29、除磷填料，3、脱氮区，31、曝气设备，32、溶氧探头，33、弹性填料，4、余水回用区，41、回用泵，42、水位探头，43、格栅网，44、回用管，45、回用区墙体，5、控制系统。
具体实施方式
37.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
38.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
39.如图1
‑
3所示，本实用新型提供一种高负荷抗冲刷的疏浚余水处理复合湿地系统，包括：
40.湿地净化池23，其顶部固定设有湿地进水管13，用于进疏浚余水；
41.两个第一结构侧墙14，其沿所述湿地净化池23的长度方向间隔设置，以将所述湿地净化池23分隔为相互独立且依次连通的过滤区1、除磷区2和脱氮区3；
42.其中，所述过滤区1包括多个碎石坝，其沿所述湿地净化池23的长度方向间隔设置，将所述过滤区1分隔为多个相互独立的区域，且远离所述除磷区2的区域与所述湿地进水管13的进水口连通，多个碎石坝的粒径沿着水流方向从大到小设置；
43.所述除磷区2包括多个填料，其沿所述湿地净化池23的长度方向间隔设置，相邻填料之间通过第二结构侧墙15分隔且连通，任一填料沿所述湿地净化池23的宽度方向铺设，且在所述第二结构侧墙的两侧紧挨第二结构侧墙还铺设有除磷填料29，其沿所述湿地净化池23的宽度方向铺设，多个填料的粒径沿着水流方向从大到小设置；
44.所述脱氮区3包括多个弹性填料33，其沿所述湿地净化池23的长度方向间隔设置，任一弹性填料33沿所述湿地净化池23的宽度方向铺设。
45.在本技术方案中，碎石坝和填料的个数均为两个，湿地净化池23设置在需要处理疏浚余水的区域，湿地净化池23的内部间隔固定设有两个第一结构侧墙14，任一第一结构侧墙14的两端分别与湿地净化池23的两侧固定连接，将湿地净化池23依次分隔为相互独立的过滤区1、除磷区和脱氮区3，任一第一结构侧墙14上均设有缺口，其使得过滤区1、除磷区2和脱氮区3依次连通，过滤区1内间隔设置的两个碎石坝，将过滤区1分隔成三个相互独立的区域，其按照水流方向可将碎石坝分为一级碎石坝11和二级碎石坝12，且碎石坝的粒径沿着水流方向从大到小设置，碎石坝的分级数量需根据现场实验确定，以保证进入除磷区的疏浚余水中ss浓度≤60mg/l；除磷区的水力停留时间为0.5
‑
2.0h，除磷区的底部采用防渗膜或混凝土防渗，且其内间隔设置有两个填料，填料由普通碎石组成，两个填料之间通过第二结构侧墙15分隔，第二结构侧墙15上设有缺口，其配合两个第一结构侧墙14将除磷区分隔为两个互向独立且连通的区域，其按照水流方向可将两个区域分为一级除磷区21和二级除磷区22，两个填料分别铺设在一级除磷区21和二级除磷区22内，且填料的粒径沿着水流方向从大到小设置，沿着水流方向可将两个填料分为一级填料25和二级填料26，紧挨着第二结构侧墙的两侧铺设有除磷填料2929，除磷填料29主要由钢渣组成，以除磷为主，填料设置的个数需保证进入脱氮区3的疏浚余水中总磷含量满足出水设计要求的前提下，疏浚余水的ph值不能超出6
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9的范围，若需要增设填料，只需在除磷区内增设第二结构侧墙15，并沿着水流方向在第二结构侧墙15的两侧铺设粒径从大到小设置的填料，并挨着第二结构侧墙15的两侧铺设除磷填料29即可，填料中的碎石可减小疏浚余水对除磷填料29的冲击，保证除磷区对疏浚余水除磷的功能；脱氮区3内间隔设有多个弹性填料33，其为微生物分解有机物和氨氮提供载体；湿地净化池23的顶部设有湿地进水管13，湿地进水管13的进水口与需要处理的疏浚余水连通，出水口与过滤区1中一级碎石坝11围设的区域连通，疏浚余水通过湿地进水管13进入到过滤区1中经由一级碎石坝11和二级碎石坝12过滤至水中ss浓度≤60mg/l后，通过第一个第一结构侧墙14上的缺口进入到一级除磷区21后经过第二结构侧墙15上的缺口到达二级除磷区22，二级除磷区22内的疏浚余水经过第二个第一结构侧墙14上的缺口进入到脱氮区3，脱氮区3内的弹性填料33为微生物提供载体，微生物对有机物以及氨氮进行降解，使得疏浚余水经由多个弹性填料33后水中氮的含量达到设计要求，此时经过最后一个弹性填料33的疏浚余水中ss浓度、总磷含量以及氮含量均满足设计要求，可直接排放，本复合湿地系统通过分级设计，可实现对有机物、氨氮和磷等污染物的深度处理，保证湿地出水达到排放要求，且采用生态处理技术，无需额外投加化学药剂，具有绿色生态环保的优点，还可在除磷区上种植湿地植物24，湿地植物24选择生长速度快、管理方便、适应性强和景观效果好的品种，如美人蕉、风车草和梭鱼草等，其可增强湿地系统美观性的同时也可带来一定的效益。
46.在另一种技术方案中，还包括余水回用区4，其设置在所述脱氮区3的后端，所述余水回用区4通过回用区墙体45与所述脱氮区3分隔，所述余水回用区4与所述脱氮区3连通，所述余水回用区4包括：
47.回用泵41，其固定设置在所述余水回用区4的底部；
48.回用管44，其进水口与所述回用泵41连通，出水口延伸至所述回用区的外部。
49.在本技术方案中，回用区墙体45配合湿地净化池23的侧壁在脱氮区3的后端围设出一个区域，其为余水回用区4，余水回用区4内不包括弹性填料33，回用区墙体45上设有缺
口，其将脱氮区3与回用区连通，疏浚余水依次经过过滤区1、除磷区和脱氮区3满足设计要求后，再经过回用区墙体45上的缺口汇集在余水回用区4，位于余水回用区4的回用泵41将余水回用区4中的疏浚余水抽出，经过回用管44排送至湿地系统的外侧，并人工对疏浚余水进行收集，收集的疏浚余水可回用于道路清洗、药剂配置、绿化浇灌和冲厕等，实现了对疏浚余水的资源化利用。
50.在另一种技术方案中，还包括控制系统5，其设置在所述湿地净化池23的外部，并与所述回用泵41电连接。
51.在本技术方案中，控制系统5与回用泵41电连接，用于为回用泵41提供动力，从而将疏浚余水抽出至湿地系统的外侧，便于人工对疏浚余水进行收集。
52.在另一种技术方案中，任一碎石坝与所述湿地净化池23相邻的两侧面形成矩形结构，且多个碎石坝构成回字形结构。
53.在本技术方案中，碎石坝为倒l型结构，其水平部和竖直部与湿地净化池23相邻的两侧壁形成矩形，多个碎石坝构成回字形结构，湿地进水管13与一级碎石坝11围设的区域连通，当湿地进水管13的出水口输出疏浚余水进入到一级碎石坝11围设的区域时，一级碎石坝11可在短时间内将疏浚余水中的大颗粒同时从竖直方向和水平方向进行拦截，在短时间内起到过滤的作用，当疏浚余水经过一级碎石坝11后，二级碎石坝12同样从水平方向和竖直方向对大颗粒进行快速拦截，且碎石坝的倒l型结构也能减小过滤区1的占地面积小，且多级碎石坝通过对悬浮物分级拦截，可有效应对大规模高浓度悬浮物疏浚余水的冲刷，有效减少湿地堵塞，碎石坝由多个碎石模块拼接组成，碎石模块由石笼网单元内部填充碎石构成，多个填充有碎石的石笼网单元拼接组成l型的碎石坝，若有碎石模块堵塞，可直接更换，有效保证湿地系统的连续运行。
54.在另一种技术方案中，所述碎石坝的高度高于所述湿地净化池23的高度。
55.在本技术方案中，疏浚余水需要经过过滤区1中的碎石坝过滤大颗粒，才能保证进入到除磷区的疏浚余水中ss浓度≤60mg/l，而碎石坝的高度比湿地净化池23的高度高，可防止湿地进水管13输出的疏浚余水的水面的高度高于碎石坝的高度时，疏浚余水无法完全的进入到过滤区1，从而造成有疏浚余水没有过滤的现象，影响疏浚余水最后排放或回用的质量。
56.在另一种技术方案中，所述除磷区还包括：
57.排空管28，其沿所述湿地净化池23的长度方向固定设置在所述湿地净化池23的底部，所述排空管28的进水口与所述过滤区1靠近所述除磷区的区域连通，出水口与所述脱氮区3连通，且沿着所述排空管28的长度方向间隔设有多个排空孔；
58.多个通气管27，其沿所述湿地净化池23的长度方向间隔设置，并与多个所述排空孔一一对应，任一通气管27的出气口与对应的排空孔连通，进气口延伸至所述除磷区的外部。
59.在本技术方案中，排空管28设置在湿地净化池23的内部，其进水口与过滤区1连通，出水口与脱氮区3连通，使得从过滤区1与脱氮区3中的疏浚余水互向连通，而通气管27的出气口与排空管28连通，进气口与大气连通，可使得排空管28内的疏浚余水与大气连通，排空管28与通气管27形成一个连通器，有效的保证湿地系统中疏浚余水的水流顺畅，可防止湿地堵塞。
60.在另一种技术方案中，所述脱氮区3还包括：
61.溶氧探头32，其设置在所述脱氮区3的内部，并与所述控制系统5电连接；
62.曝气设备31，其设置在所述脱氮区3的内部，并与所述控制系统5电连接。
63.在本技术方案中，脱氮区3内的弹性填料33为微生物提供载体，微生物对有机物和氨氮进行降解，而曝气设备31为微生物降解有机物和氨氮提供氧气，气水比按照5:1
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10:1设计，可采用罗茨风机、回转式风机或表面曝气机等设备提供氧气，溶氧探头32用于监测疏浚余水中溶氧浓度，并将监测的数据反馈至控制系统5中，控制系统5中预设有溶氧浓度的范围，当溶氧探头32监测的溶氧浓度≤2mg/l时，控制系统5控制曝气设备31运行，当溶氧浓度≥6mg/l时，控制系统5控制曝气设备31停止工作，控制系统5与曝气设备31和溶氧探头32相互配合，使得脱氮区3内的溶氧浓度一直在可控范围之内，保证了微生物降解有机物和氨氮的条件，提高了处理后的疏浚余水的质量。
64.在另一种技术方案中，所述余水回用区4还包括水位探头42，其设置在所述余水回用区4的内部，并与所述控制系统5电连接。
65.在本技术方案中，水位探头42用于监测余水回用区4中疏浚余水的水位情况，并将监测的数据反馈至控制系统5中，控制系统5中可设定一个预设值，当余水回用区4中的水位达到预设值时，控制系统5控制回用泵41工作，当水位低于预设值时，控制系统5控制回用泵41关闭，从而保证余水回用区4的水位一直在可控范围之内，不会出现水位特别低时，回用泵41还在抽水使得疏浚余水抽空的现象；水位特别高时，回用泵41不工作造成疏浚余水溢出的现象。
66.在另一种技术方案中，还包括格栅网43，其沿所述湿地净化池23的宽度方向固定设置在所述脱氮区3与所述余水回用区4的连通处。
67.在本技术方案中，格栅网43的网孔优选为1
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3mm，格栅网43设置在脱氮区3与余水回用区4之间，对疏浚余水中的细颗粒物进行深度拦截，可防止水泵堵塞，保证湿地系统的正常运行。
68.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。