专利名称：北方低温地区潜流人工湿地冬季运行方法
技术领域：
本发明涉及一种人工湿地的运行方法，特别涉及北方低温地区潜流人工湿地冬季运 行方法。
二背景技术：
自然湿地作为一种宝贵的资源，不仅具有重要的生态功能，同时，以其水质净化功 能而被喻为"地球之肾"而得到高度重视，人工湿地是自然湿地在水质净化方面的功能 强化，即具较强的水质净化功能、又有良好的生态效果，自20世纪70年代在德国研究 应用以来，作为一种新型的水质净化工艺而成为各国的研究热点。人工湿地水质净化系 统水质净化效果好、工程投资省、运行费低、管理简单，是一种较为理想的污水处理技 术，已在生活污水、工业废水、城市暴雨径流和农业废水等处理与管理方面得到推广应 用和试验。受冬季严寒气候影响，人工湿地在北方低温地区的应用和推广受到阻碍，往 往因为湿地冻结而无法运行。采取何种经济便捷的保温措施，确保冬季正常运行，是北 方低温地区人工湿地推广应用的瓶颈制约因素，通常采用的覆盖秸秆、阳光温棚等保温 措施，存在造价高，费时费力，容易造成二次污染等问题。
三
发明内容
本发明根据多年的研究试验结果，提供一种自然、经济、不需外加保温结构的北方 低温地区潜流人工湿地冬季运行方法。
本发明的技术方案是，湿地进水管为地埋管，埋深以不冻冰为宜，尽量引取冰下水 温高的水源，进水管连接湿地单元布水花管；湿地单元内高密度种植卢等，卢苹品种选 择高杆粗壮的品种，芦苇生长后形成的高密度芦苹荡冬季不收割，利用卢苇杆挡风，芦 苇叶自然凋落形成覆盖层保温；湿地单元出水处设置水位调节井，井内设水位调节管， 由水位调节管控制湿地单元水位，冬季运行时控制水位低于湿地单元表面10 20cm。
该技术方案既可适用于水平潜流人工湿地，也可适用于垂直间歇流人工湿地，后者 间歇流交替周期为12小时，淹水6小时、落干6小时，每天两个循环周期，每天夜间 12点至次日5点要求为淹水期。
进一步地，对于水平潜流人工湿地，，所述布水花管顶部埋深约30cnu在所述湿地 单元末端集水区由横向集水花管集水，集水花管埋深为距底部1/3湿地深度。
进一步地，对于垂直间歇流人工湿地，布水花管埋于湿地单元表面碎石或卵石层中， 所述表面碎石或卵石层厚度约30cm，粒径10 20誦。
本发明一改在冬季将湿地单元内的芦苇割除的传统做法，结合碎石床的水位调节控 制，利用芦苇叶和芦苇杆保温，工程措施和生物措施相结合，既保证了湿地在冬季度的 正常运行，又不会造成二次污染，生态效果显著，具有显著的经济效益和生态效益。
四
图1为水平潜流人工湿地冬季运行方式示意图。 图2为垂直间歇流人工湿地冬季运行方式示意图。
图中，l为进水管，2为布水花管，3为首部布水区，4为末端集水区，5为集水花 管，6为水位调节井，7为水位调节伸縮管，8为溢流口， 9为退水管，IO为芦苇，11 为水位线，12为垂流湿地表面碎石(卵石)层，13为渗滤层，14为底部集水层。
五具体实施例方式
本发明具体实施时，包含结构设计和运行管理两部分内容。
所述结构设计为确保人工湿地冬季正常运行的先决条件，水平潜流人工湿地和垂直 间歇流人工湿地在冬季保温运行结构设计上原理一致，但由于两者结构不同，故冬季保 温运行的具体实施方式
也有所不同。所述水平潜流人工湿地冬季保温运行结构如图1所 示，要求湿地进水管1为地埋管，埋深以不冻冰为宜，尽量引取冰下水温高的水源，进 水管1连接湿地单元首部布水区内的横向布水花管2，所述横向布水花管2顶部埋深 30cm，水流经布水花管2布水后，纵向水平渗流穿过湿地单元渗滤层13，在湿地单元末 端集水区4由横向集水花管5集水，集水花管5埋深为距底部l/3湿地深度，水流经集 水花管5集水后由管道接入出水水位调节井6，井内设水位调节伸缩管7，控制湿地单 元水位。所述垂直间歇流人工湿地冬季保温运行结构如图2所示，同样要求湿地进水管 l为地埋管，埋深以不冻冰为宜，尽量引取冰下水温高的水源，进水管l连接湿地单元 上部布水花管2，布水花管2布设要求可将水流均匀分布于整个湿地单元表面，布水花 管2埋于湿地单元表面碎石(或卵石)层12中，要求碎石(或卵石)层12厚约30cm， 粒径10 20mm，可快速过水，将布水花管2出水均匀分布开，水流经布水花管2布水后，
垂向渗流穿过湿地单元渗滤层13，在湿地单元底部集水层14由集水花管5集水，水流 经集水花管5集水后由管道接入出水水位调节井6，井内设水位调节伸縮管7，控制湿 地单元水位。
所述运行管理包含植物管理和水位调节管理。植物管理要求在湿地植物种植时选择 高杆粗壮的芦苇品种，种植密度大(每平米约12丛，每丛4 6苗)，确保湿地单元内卢 苇快速生长形成高密度芦苇荡，该芦苇冬季不收割，利用芦苇杆挡风、芦苇叶自然凋落 形成覆盖层保温。水位运行管理就是要确保冬季运行时控制水位低于湿地单元表面 10 20cm，水面不出露，也不浸湿表层的芦苇落叶，湿地单元水位由水位调节井6内的 水位调节伸缩管7控制；对于垂直间歇流人工湿地，间歇流交替周期采用12小时，淹 水6小时、落干6小时，每天两个循环周期，夜间12点至次日5点最低气温时段要求 为淹水运行。
权利要求
1.一种北方低温地区潜流人工湿地的冬季运行方法，其特征在于，湿地进水管为地埋管，埋深以不冻冰为宜，尽量引取冰下水温高的水源，进水管连接湿地单元布水花管；湿地单元内高密度种植芦苇，芦苇品种选择高杆粗壮的品种，芦苇生长后形成的高密度芦苇荡冬季不收割，利用芦苇杆挡风，芦苇叶自然凋落形成覆盖层保温；湿地单元出水处设置水位调节井，井内设水位调节管，由水位调节管控制湿地单元水位，运行时控制水位低于湿地单元表面10~20cm，水面不出露，也不浸湿表层的芦苇落叶。
全文摘要
本发明公开了一种北方低温地区潜流人工湿地冬季运行方法。本发明的技术方案是，湿地进水管为地埋管，埋深以不冻冰为宜，尽量引取冰下水温高的水源；湿地单元内高密度种植芦苇，芦苇品种选择高杆粗壮的品种，芦苇生长后形成的高密度芦苇荡冬季不收割，利用芦苇杆挡风，芦苇叶自然凋落形成覆盖层保温；湿地单元出水处设置水位调节井，井内设水位调节管，由水位调节管控制湿地单元水位低于湿地单元表面10～20cm。该技术方案既可适用于水平潜流人工湿地，也可适用于垂直间歇流人工湿地。本发明一改在冬季将湿地单元内的芦苇割除的传统做法，利用芦苇叶和芦苇杆保温，既保证了湿地在冬季度的正常运行，不会造成二次污染，生态效果显著。
文档编号C02F3/32GK101100337SQ200710130720
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月20日 优先权日2007年7月20日
发明者何春利, 刘培斌, 吴敬东, 李其军, 黄炳彬 申请人:北京市水利科学研究所