多层浅根系生长空间植物滤柱装配型滤床的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环境保护技术领域，涉及一种多层浅根系生长空间植物滤柱装配型滤床处理。
【背景技术】
[0002]水生植物滤床是一种用于净化富营养化水体的新型无基质型人工湿地系统。它首先选择茎杆和根系发达的水生植物密植于人工水槽中，通过植物生长过程中形成的细密网状根系垫层高效地将水中的悬浮性污染物和藻类过滤去除，然后由微生物对形成的污泥堆积物(积泥)中的有机物、氮和磷等营养物、藻类代谢产物等等进行生物降解去除，同时通过植物吸收去除水中及底泥中部分氮、磷类营养物，并通过定期清除积泥将大部分有机物及营养物移出水体，形成一个由水生动、植物及共生微生物构成的高效生态净化系统。同时它还可以生产出具有很高经济价值的水生蔬菜，并通过生物堆肥发酵技术将高有机物含量底泥转化成高效有机肥，以达到资源的可循环利用。
[0003]植物滤床作为一种处理污水的技术手段，以水生植物为核心，水生动物及微生物共生，不填充任何介质，实现物理过滤和生物处理相结合，具有工艺简单、运行管理方便、水力负荷大、投资低、生态环境效益及经济收益显著等特点。但是缺点是水深较浅，在水力停留时间相同的条件下，会导致占地面积较大。
【发明内容】
[0004]发明目的:本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种装置制造成本低、维护简单、土地利用率及处理污水效率高的多层浅根系生长空间植物滤柱装配型滤床。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案:一种多层浅根系生长空间植物滤柱装配型滤床，包括滤床床体，所述滤床床体的床底间隔设置若干植物滤柱单元；所述植物滤柱单元包括柱壁、隔板一、隔板二、水培植物一和水培植物二，所述柱壁上交错布置有若干小孔，柱壁内侧由上至下分别设有隔板一和隔板二，水培植物一根部分固定在隔板一上，水培植物一茎叶部分向上，所述水培植物二的根部固定在隔板二和床底上，水培植物二茎叶部分通过小孔伸至柱壁外侧；所述滤床床体端部设有进水分配池，进水分配池设有溢流堰。
[0006]进一步的，所述柱壁为圆柱形，柱壁直径为20cm，高度为30cm。
[0007]进一步的，所述小孔直径为4cm，小孔孔间距为3cm。
[0008]进一步的，所述隔板一、隔板二和床底均设置坡度；隔板一和隔板二坡度均为5%，床底坡度为0.5%。
[0009]进一步的，所述柱壁靠近隔板一、隔板二和床底的位置分别设有出水口一、出水口二和出水口三。
[0010]进一步的，所述植物滤柱单元间隔距离为8?10cm。
[0011]进一步的，所述滤床床体为砖混结构。
[0012]进一步的，所述滤床床体表面水力负荷为3.5?4.0m3/(m2.d)。
[0013]进一步的，所述水培植物一为水雍菜、美人蕉、黑麦草或豆瓣菜，所述水培植物二为芦苇。
[0014]进一步的，所述隔板一和隔板二之间的距离以及隔板二和床底之间的距离均为1cm0
[0015]本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果:
[0016]1、本发明结构简单，主体是由多个浅根系生长空间植物滤柱单元构成的多层浅根系生长空间植物滤柱装配型滤床系统，浅层植物滤柱设计成三层可以节约占地面积约2/3，充分节省了土地资源；
[0017]2、本系统是由若干个浅根系生长空间植物滤柱单体构成的多层浅根系生长空间植物滤柱装配型滤床系统，可根据场地条件和土地面积灵活设置浅层植物滤柱单体的个数；
[0018]3、本发明合理利用不同挺水植物和水培植物的生长习性，利用他们根系的吸收作用和植物高密度根系的物理截留作用，有效去除污水中的悬浮态有机物、颗粒态氮和磷，同时它还可以生产出具有很高经济价值的水生蔬菜；
[0019]4、本发明中多层浅根系生长空间植物滤柱装配型滤床中植物采用无土栽培法种植，可以克服传统填充填料的人工湿地容易堵塞的问题；
[0020]5、根据多层浅根系生长空间植物滤柱装配型滤床的运行情况，最上层的水生植物可根据季节进行换茬，并对滤床上层同步进行清淤；滤柱单体可以每一至两年清理一次；
[0021]6、本发明的装置操作简单，所用材料易得，运行费用极低，可以大幅度节省占地面积，适于大流量受污染地表水的净化处理。
【附图说明】
[0022]图1为本发明的结构示意图；
[0023]图2为植物滤柱单元的柱壁、隔板一和隔板二的结构示意图；
[0024]图3为植物滤柱单元的水培植物二的安插示意图。
[0025]图中:1-进水分配池，2-溢流堰，3-水培植物一，4-水培植物二，5-柱壁，6_床底，7-小孔，8-出水口三，9-滤床床体，10-隔板二，11-出水口二，12-隔板一，13-出水口一。
【具体实施方式】
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[0026]下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
[0027]如图1至3所示，本发明的多层浅根系生长空间植物滤柱装配型滤床包括滤床床体9，所述滤床床体9为砖混结构，滤床床体9表面水力负荷为3.5?4.0m3/ (m2.d)。在滤床床体9端部设有进水分配池1，进水分配池I设有溢流堰2，进水分配池I内的水可通过溢流堰2流入滤床床体9内。所述滤床床体9的床底6间隔设置若干植物滤柱单元，植物滤柱单元间隔距离为8?10cm，为植物滤柱单元中水培植物的茎叶生长留出充足的空间。
[0028]所述植物滤柱单元包括柱壁5、隔板一 12、隔板二 10、水培植物一 3和水培植物二
4。所述柱壁5为圆柱形，柱壁5直径为20cm，高度为30cm ;柱壁5上交错布置有若干小孔7，小孔7用于进水和安插水培植物，小孔7直径为4cm，小孔7孔间距为3cm ;柱壁5内侧由上至下分别设有隔板一 12和隔板二 10，所述隔板一 12和隔板二 10之间的距离以及隔板二10和床底6之间的距离均为10cm，通过隔板一 12和隔板二 10将柱壁5内部空间分为上中下三层，；水培植物一 3根部分固定在隔板一 12上，水培植物一 3茎叶部分向上；水培植物二 4根部分固定在隔板二 10和床底6上，水培植物二 4茎叶部分通过小孔7伸至柱壁5外侦U。本实施例中，水培植物一 3为水雍菜、美人蕉、黑麦草或豆瓣菜，水培植物二 4为芦苇。
[0029]另外，所述隔板一 12、隔板二 10和床底6均设置坡度，隔板一 12和隔板二 10坡度均为5%，床底6坡度为0.5% ;柱壁5靠近隔板一 12、隔板二 10和床底6的位置分别设有出水口一 13、出水口二 11和出水口三8，通过上述结构，一方面便于浅层植物滤床中水的排出，另一方面可以使滤柱单元中截留形成的淤泥顺着坡度方向流出。
[0030]进水分配池I内的水通过溢流堰2进入滤床床体9内，然后依次通过各个滤柱单元内，经过植物滤柱单元中水培植物处理，最终通过最后一个滤柱单元后出水。可根据滤床的运行情况，对装置进行定期的维护清淤。
[0031]本发明滤床中植物滤柱单元的三层设计不仅可以节约土地面积，而且可以合理利用不同挺水植物和水培植物的生长习性，利用他们根系的吸收作用和植物高密度根系的物理截留作用，有效去除污水中的悬浮物、颗粒态氮和颗粒态磷。此外，植物滤柱单元中采用无土栽培法种植植物，可以克服传统有填料的人工湿地容易堵塞的问题。
[0032]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种多层浅根系生长空间植物滤柱装配型滤床，包括滤床床体(9)，其特征在于:所述滤床床体(9)的床底(6)间隔设置若干植物滤柱单元；所述植物滤柱单元包括柱壁(5)、隔板一(12)、隔板二(10)、水培植物一(3)和水培植物二(4)，所述柱壁(5)上交错布置有若干小孔(7)，柱壁(5)内侧由上至下分别设有隔板一(12)和隔板二(10)，水培植物一(3)根部分固定在隔板一(12)上，水培植物一(3)茎叶部分向上，所述水培植物二(4)根部分固定在隔板二(10)和床底(6)上，水培植物二(4)茎叶部分通过小孔(7)伸至柱壁(5)外侧；所述滤床床体(9)前端设有进水分配池(I)，进水分配池(I)设有溢流堰(2)。2.根据权利要求1所述的一种多层浅根系生长空间植物滤柱装配型滤床，其特征在于:所述柱壁(5)为圆柱形，柱壁(5)直径为20cm，高度为30cm。3.根据权利要求1所述的一种多层浅根系生长空间植物滤柱装配型滤床，其特征在于:所述小孔(7)直径为4cm，小孔(7)孔间距为3cm。4.根据权利要求1所述的一种多层浅根系生长空间植物滤柱装配型滤床，其特征在于:所述隔板一(12)、隔板二(10)和床底(6)均设置坡度；隔板一(12)和隔板二(10)坡度均为5 %，床底(6)坡度为0.5%。5.根据权利要求4所述的一种多层浅根系生长空间植物滤柱装配型滤床，其特征在于:所述柱壁(5)靠近隔板一(12)、隔板二(10)和床底(6)的位置分别设有出水口一(13)、出水口二(11)和出水口三(8)。6.根据权利要求1所述的一种多层浅根系生长空间植物滤柱装配型滤床，其特征在于:所述植物滤柱单元间隔距离为8?10cm。7.根据权利要求1所述的一种多层浅根系生长空间植物滤柱装配型滤床，其特征在于:所述滤床床体(9)为砖混结构。8.根据权利要求1所述的一种多层浅根系生长空间植物滤柱装配型滤床，其特征在于:所述滤床床体(9)的表面水力负荷为3.5?4.0m3/ (m2.d)。9.根据权利要求1所述的一种多层浅根系生长空间植物滤柱装配型滤床，其特征在于:所述水培植物一(3)为水雍菜、美人蕉、黑麦草或豆瓣菜，所述水培植物二(4)为芦苇。10.根据权利要求1所述的一种多层浅根系生长空间植物滤柱装配型滤床，其特征在于:所述隔板一(12)和隔板二(10)之间的距离以及隔板二(10)和床底(6)之间的距离均为 1cm0
【专利摘要】本发明公开了一种多层浅根系生长空间植物滤柱装配型滤床，包括滤床床体，所述滤床床体的床底间隔设置若干植物滤柱单元；所述植物滤柱单元包括柱壁、隔板一、隔板二、水培植物一和水培植物二，所述柱壁上交错布置有若干小孔，柱壁内侧由上至下分别设有隔板一和隔板二，水培植物一根部分固定在隔板一上，水培植物一茎叶部分向上，所述水培植物二根部分固定在隔板二和床底上，水培植物二茎叶部分通过小孔伸至柱壁外侧；所述滤床床体端部设有进水分配池，进水分配池设有溢流堰。本发明制造成本低、维护简单、土地利用率及处理污水效率高。
【IPC分类】C02F3/32
【公开号】CN104944592
【申请号】CN201510386523
【发明人】宋海亮, 张守凤, 杨小丽
【申请人】东南大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月30日