一种阶梯式水平潜流人工湿地组合系统及其应用_2

文档序号:9445868阅读:来源:国知局
0030]在实际建造过程中,水平潜流人工湿地单元的级数、形状、面积和上下级之间的高度差,可根据地形特征、进水污染负荷、出水水质要求等参数灵活设计,以便适应于不同地形和污水处理需求。
[0031]水平潜流人工湿地单元间通过管网单元连接,可根据进水污染负荷、出水水质及湿地单元面积等设计参数,来选择管网单元采用串联或并联的连接方式。
[0032]本发明阶梯式水平潜流人工湿地组合系统的水力负荷,根据进水污染负荷、出水水质要求等参数确定,参考取值范围为50?500mm/d。而当阶梯式水平潜流人工湿地组合系统采用并联模式时,各级水平潜流人工湿地单元的水力负荷比值依据其容积比值确定。
[0033]本发明各级水平潜流人工湿地单元可采用串联或并联两种模式,其连接模式、级数、形状、面积和上下级之间的高差可根据地形特征、进水污染负荷、出水水质要求等参数灵活设计,以便适应于不同地形和污水处理需求。
[0034]与现有人工湿地技术相比,本发明突破地形对人工湿地应用的限制,提供了一种充分利用坡地空间、结构简单、施工简便、成本低廉的可应用于各类地形的人工湿地系统及其应用方式,可广泛应用于山地、丘陵、水体坡岸等斜坡地区的生活污水、市政污水、工业废水、畜牧业污水、农业面源污染、地表径流、污水处理厂尾水等各类污水处理,极大扩展了人工湿地的应用范围。
[0035]与现有技术相比,本发明具有以下特点:
[0036]I)采用水平潜流人工湿地单元建造工艺,将多个长条形水平潜流人工湿地单元依坡度呈阶梯状从上往下布置,解决了坡地无法建设人工湿地的问题,开发出了一种不受斜坡地形限制的人工湿地系统,极大扩展了人工湿地的应用范围;
[0037]2)本发明创造性地提出了由多级水流方向与地形等高线一致的水平潜流人工湿地单元组成,根据设计参数对多级水平潜流人工湿地单元进行串联或并联,用以适应各种地形的人工湿地组合系统,由于湿地单元水流方向与地形等高线一致,湿地单元底部斜面净化空间得到有效利用,解决了死水区问题,同时由于下级湿地单元上沿最高可与上级湿地单元上沿平齐,斜坡上部空间得到有效利用,提高了湿地费效比,能有效解决现有水平流存在湿地单元池体无法储水、池体内部净化空间闲置、湿地费效比低的技术问题;
[0038]3)本发明在建造过程中,不需要对土地进行平整,结构简单,施工简便,进而降低了建设成本,有效解决了现有垂直流需要对斜坡进行开挖平整,成本高,施工难度大,布水系统复杂等冋题;
[0039]4)本发明管网单元建造简单,布水均匀,进而有效节省了管网成本;
[0040]5)本发明具有很强的地形适应性和灵活性,即各水平潜流人工湿地单元间连接方式可根据进水污染负荷、出水水质及湿地单元面积等设计参数灵活选择,还可以根据实际情况将多套阶梯式水平潜流人工湿地组合系统依据地形以并联形式自由组合,可适应不同地形,满足不同水量的污染处理需求,适用范围更广,具有很好的应用前景。
【附图说明】
[0041]图1为实施例1中阶梯式水平潜流人工湿地组合系统结构示意图;
[0042]图2为实施例1中阶梯式水平潜流人工湿地组合系统结构剖视图;
[0043]图3为实施例1中水平潜流人工湿地单元结构剖视图;
[0044]图4为实施例1中多套阶梯式水平潜流人工湿地组合系统依据地形以并联的形式自由组合结构示意图;
[0045]图5为实施例2中阶梯式水平潜流人工湿地组合系统结构示意图;
[0046]图6为实施例2中阶梯式水平潜流人工湿地组合系统结构剖视图;
[0047]图7为实施例3中阶梯式水平潜流人工湿地组合系统结构示意图。
[0048]图中标记说明:
[0049]I 一水平潜流人工湿地单元、2—管网单元、3—池体、4 一基质、5—植物、6—外墙、71 一进水端挡墙、72 —出水端挡墙、8—池底、9 一进水管、10 —出水管、11 一连接管、12—布水管、13—排水管、14—排水渠、15—配水区、16—沉淀池。
【具体实施方式】
[0050]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0051]实施例1:
[0052]本实施例中一种阶梯式水平潜流人工湿地组合系统,如图1、图2、图3所示,由三级依坡度从上往下呈阶梯状分布的长方形水平潜流人工湿地单元I和管网单元2构成,水平潜流人工湿地单元I间以串联方式连接。水平潜流人工湿地单元I由池体3、基质4、植物5组成。池体3由上下级水平潜流人工湿地单元I的外墙6、进水端挡墙71、出水端挡墙72和池底8共同构成。管网单元由进水管9、出水管10和连接上下级水平潜流人工湿地单元I的连接管11构成。
[0053]该系统运用于某城市河道的入河径流污染的净化处理。由于管网收集系统不完善,同时缺少平整土地用于污水处理设施建设,该河段汇水区内的生活污水和雨污径流汇集后通过排污沟直接排入河道。
[0054]本工程通过对河边坡地进行充分利用,建设人工湿地处理系统,对入河径流污染进行净化处理。人工湿地处理系统选址于排污沟旁的平面斜坡处,该坡坡角约30°,坡长约30m。人工湿地处理系统占地面积约400平方米,设计处理规模120吨/天。湿地设计进水水质为地表水质标准劣V类,出水水质标准为V类水。
[0055]如图4所示,本实施例人工湿地处理系统包括以并联方式连接的4套阶梯式水平潜流人工湿地组合系统和一座沉淀池16。沉淀池16与4套阶梯式水平潜流人工湿地组合系统之间通过管网单元2连接。阶梯式水平潜流人工湿地组合系统单套面积为90m2,由三级面积为15mX2m的长方形水平潜流人工湿地单元I串联而成,三级水平潜流人工湿地单元I的外墙6高度从上之下分别为1.2m、1.7m、2.2m。沉淀池16大小为6mX6mX6m。
[0056]建设水平潜流人工湿地组合系统。首先,对坡面进行修整,去除凸出物,填平凹陷处;其次,在斜坡同一水平面处沿线开挖地基,建设三级水平潜流人工湿地单元I的硬质外墙6及进水端挡墙71、出水端挡墙72。进水端挡墙71、出水端挡墙72分别预留进水管口、出水管口。其中,进水管口距离进水端挡墙71上沿20cm,出水管口比进水管口低5cm。以坡面为池底8,上下级湿地外墙6、进水端挡墙71、出水端挡墙72和池底8共同构成湿地单元池体3 ;再次,用混凝土浇筑池底8,硬化防渗;然后,填装基质4。基质层进水端前20cm段为配水区15,填充粒径为20?50mm的碎石,其余部分填充粒径为5?15mm的碎石。基质层填充至距池体上沿20cm处;最后,种植植物5。三级水平潜流人工湿地单元I从上到下分别种植美人蕉、再力花和鸢尾。
[0057]建设沉淀池16,即沉淀池16建设在紧邻排污沟的坡岸处,为钢筋混凝土结构。
[0058]安装管网单元2,即管网单元2由布水管12、进水管9、出水管10、连接管11和排水管13组成。布水管12连接沉淀池16和阶梯式水平潜流人工湿地组合系统进水管9。排水管13连接阶梯式水平潜流人工湿地组合系统出水管10。进水管9安装于水平潜流人工湿地单元I的进水管口,并与布水管12相连。出水管10安装于水平潜流人工湿地单元I的出水管口。连接管11上端与上级水平潜流人工湿地单元I的出水管10相连,下端与下级水平潜流人工湿地单元I的进水管9相连。
[0059]入河径流污水先经引水管引入沉淀池16进行预沉淀,然后通过提升栗经布水管12栗入各阶梯式水平潜流人工湿地组合系统,经人工湿地净化后排入河道。本人工湿地处理系统对污水有良好净化效果,对COD、TP、TN、NH/-N的去除率达到50-60%。
[0060]实施例2:
[0061 ] 本实施例中一种阶梯式水平潜流人工湿地组合系统,如图5和图6所示,由四级依坡度从上往下呈阶梯状分布的长方形水平潜流人工湿地单元I和管网单元2构成,水平潜流
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