一种利用堤坡的波式流人工湿地系统的制作方法
【专利摘要】一种利用堤坡的波式流人工湿地系统，沿堤坡的坡度方向依次并排的设置有N级平行于堤坡长度方向的生态混凝土槽，并在其槽内分别设置有基质，基质上种植有湿地植物，第一级生态混凝土槽邻近堤顶一侧的上部设置有平行于堤坡长度方向的用于导入河道上游待处理污水的管线，管线的下部管壁上开有多个出水口，在每级生态混凝土槽内形成有水的流路，N级生态混凝土槽中由N个水的流路首尾相接构成波形水路，在最后一级生态混凝土槽邻近堤坡尾端的一侧设置有用于将该级生态混凝土槽槽内过滤净化后的水排入河道下游的出水口。本实用新型在城市河道中，利用堤防到河岸的带状景观绿化区域营建人工湿地系统，解决了人工湿地系统用地受限的缺陷。
【专利说明】一种利用堤坡的波式流人工湿地系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种人工湿地。特别是涉及一种利用堤坡的波式流人工湿地结构及构建方法。
【背景技术】
[0002]人工湿地系统起源于20世纪50年代，是人工建造并控制运行的植物、基质、微生物的生态体系，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等物理、化学、生物作用，实现对污水、废水、富营养化水体净化的复合生态工程。
[0003]相较传统污水处理厂的净化模式，人工湿地系统具有投资少、运行费低、效果良好、低能耗等优势。欧美已投入运行的人工湿地统计数据表明，其综合费用仅为二级处理厂的1/2至1/10。在以农村为基地中小工矿企业日益发展，以及景观用水需求量剧增与水资源匮乏之间矛盾的国情背景下，重视和发展人工湿地技术显得尤为重要。
[0004]根据水流方式差异，人工湿地系统通常分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地、垂直潜流人工湿地。表面流湿地与沼泽地类似，污水自基质表面流过。潜流是让污水经过基质深层，更有效的发挥基质和植物、微生物的协同作用。多数的人工湿地系统利用两种或多种类型湿地联合，通过营建厌氧-好氧交替运行的环境，促进对N、P、C0D、B0D、SS、大肠杆菌、重金属等的去除。
[0005]人工湿地的作用，不应仅局限于城镇污水净化，在城市河道的景观水资源利用和水质保证上也应发挥更大的作用。人工湿地系统虽然具有低成本、低能耗、运行费用低、生态效果好等优势，但是，目前现有的人工湿地系统，相较二级污水处理方式，占地面积大是成为其不能广为推广的唯一缺憾。
【发明内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种节约占地面积和功能美观的一种利用堤坡的波式流人工湿地系统。
[0007]本实用新型所采用的技术方案是:一种利用堤坡的波式流人工湿地系统，包括有堤坡，在所述的堤坡上并沿所述堤坡的坡度方向依次并排的设置有N级平行于堤坡长度方向的生态混凝土槽，其中N是大于I的整数，所述的N级生态混凝土槽内分别设置有基质，所述的基质上种植有湿地植物，所述的第一级生态混凝土槽邻近堤顶一侧的上部设置有平行于堤坡长度方向的用于导入河道上游待处理污水的管线，所述的管线的下部管壁上开有多个用于向所述的第一级生态混凝土槽内导入上游待处理污水的出水口，在每级生态混凝土槽内形成有水的流路，N级生态混凝土槽中由N个所述的水的流路首尾相接构成波形水路，在最后一级生态混凝土槽邻近堤坡尾端的一侧设置有用于将该级生态混凝土槽槽内过滤净化后的水排入河道下游的出水口。
[0008]所述的波形水路是，由堤顶起在奇数位的生态混凝土槽的底部开有与所述的下一级生态混凝土槽相连通的底部通水孔，在偶数位的生态混凝土槽的上部开有与下一级生态混凝土槽相连通的上部通水孔。
[0009]所述的N级平行于堤坡长度的方向生态混凝土槽内的基质为不同种类的基质，从而形成N个不同基质的植物床体。
[0010]本实用新型的一种利用堤坡的波式流人工湿地系统，在城市河道中，利用堤防到河岸的带状景观绿化区域营建人工湿地系统，解决了人工湿地系统用地受限的缺陷。污水通过多个串联的植物床，通过植物根系生物膜吸附及与基质的物理化学作用，去除N、P等可溶性有机物并降低COD、BOD。本实用新型，污水通过平行于堤的管线在循环之初完成纵向流，并通过阶梯型的种植槽完成波式流，构成了污水与基质的最大接触面积，并营建了充足的好氧-厌氧环境，为除N所必需的硝化-反硝化反应创造条件。由此实现了多层次最大程度的水质净化，在不额外占用城市用地的情况下实现了污水的生态化处理。本实用新型对促进利用人工湿地系统改善河道水质技术的广泛推广产生积极作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的波式流人工湿地系统的断面结构示意图。
[0012]其中:
[0013]1:堤顶2:管线
[0014]3:生态混凝土槽4:湿地植物
[0015]5:基质6:出水口
[0016]7:第一级生态混凝土槽8:底部通水孔
[0017]9:第二级生态混凝土槽10:上部通水孔
[0018]11:第三级生态混凝土槽12:出水口
[0019]13:堤坡14:河道水面
【具体实施方式】
[0020]下面结合实施例和附图对本实用新型的一种利用堤坡的波式流人工湿地系统做出详细说明。
[0021]为了使人工湿地系统更好地在改善河道水质方面发挥更大作用，规避人工湿地系统占地面积大的不利因素，同时为利用最小的空间发挥更大的水质净化处理作用，本实用新型提供了一种利用堤坡的波式流人工湿地系统。
[0022]如图1所示，本实用新型的一种利用堤坡的波式流人工湿地系统，包括有堤坡13，在所述的堤坡13上并沿所述堤坡13的坡度方向依次并排的设置有N级平行于堤坡13长度方向的生态混凝土槽3，其中N是大于I的整数，所述的N级生态混凝土槽3内分别设置有基质5，所述的N级平行于堤坡13长度的方向生态混凝土槽3内的基质5为不同种类的基质,从而形成N个不同基质5的植物床体。所述的基质5上种植有湿地植物4，所述的第一级生态混凝土槽7邻近堤顶I 一侧的上部设置有平行于堤坡13长度方向的用于导入河道上游待处理污水的管线2，所述的管线2的下部管壁上开有多个用于向所述的第一级生态混凝土槽7内导入上游待处理污水的出水口 6，所述的管线2下部管壁上的出水口 6为等距离设置或为不等间距的设置。在每级生态混凝土槽3内形成有水的流路，N级生态混凝土槽3中由N个所述的水的流路首尾衔接构成波形水路，所述的波形水路的具体形成是，由堤顶I起在奇数位的生态混凝土槽3的底部开有与所述的下一级生态混凝土槽3相连通的底部通水孔8，在偶数位的生态混凝土槽3的上部开有与下一级生态混凝土槽3相连通的上部通水孔10。在最后一级生态混凝土槽3邻近堤坡13尾端的一侧设置有用于将该级生态混凝土槽3槽内过滤净化后的水排入河道下游的出水口 12。
[0023]本实用新型利用水泵将待处理污水从河道上游抽至近堤顶I的上方，通过平行于堤的管线2在循环之初完成纵向流，通过污水在基质和生物间的流动完成对其净化的目的。
[0024]本实用新型的一种利用堤坡的波式流人工湿地系统的构建方法，包括如下步骤:
[0025]I)在河道堤坡13上，沿所述堤坡13的坡度方向依次并排的设置N级平行于堤坡13长度方向的生态混凝土槽3，其中N是大于I的整数；
[0026]2)在N级生态混凝土槽3内分别装有不同种类的基质5，并在各级生态混凝土槽3内种植有对水质污染物有净化作用的湿地植物4 ；
[0027]3)在第一级生态混凝土槽7邻近堤顶I 一侧的上部设置有平行于堤坡13长度方向的用于将河道上游待处理污水导入第一级生态混凝土槽7的管线2，所述的管线2下部管壁上等距离的或是不等距离的设置有多个出水口 6 ；
[0028]4)在每级生态混凝土槽3内形成有水的流路，N级生态混凝土槽3中由N个所述的水的流路首尾衔接构成波形水路，以使污水最大程度的接触基质5从而增加去污成效；所述的波形水路的形成是:由堤顶I起，在奇数位的生态混凝土槽3的底部开有与下一级生态混凝土槽3相连通的底部通水孔8，在偶数位的生态混凝土槽3的上部开有与下一级生态混凝土槽3相连通的上部通水孔10 ；
[0029]5)在最后一级生态混凝土槽3邻近堤坡13尾端的一侧设置有用于将该级生态混凝土槽3槽内过滤净化后的水排入河道下游的出水口 12 ；
[0030]6)利用水泵将待处理污水从河道上游抽至近堤顶I上方，通过平行于堤的管线2引入第一级生态混凝土槽7，并沿波形水路依次过滤净化，最后排入河道下游，完成上游待处理污水的过滤净化。
[0031]本实用新型的一种利用堤坡的波式流人工湿地系统，首先利用水泵将待处理污水从河道上游抽至近堤顶I的上方，通过平行于堤坡13长度方向的管线2在循环之初完成纵向流。利用梯度堤坡13构筑多级生态混凝土槽3，种植湿地植物4，形成多个不同基质5的植物床体；污水由上述管线下端的等距出水口 6注于最上端的第一级生态混凝土槽7 ;污水由第一级生态混凝土槽7下行自底部通水孔8流入第二级生态混凝土槽9 ;污水再经过第二级生态混凝土槽9上行至上部通水孔10，流入第三级生态混凝土槽11 ;污水依次继续沿堤坡的阶梯状的生态混凝土槽3前行至第N级生态混凝土槽；污水完成过滤净化后最终自最后一级即第N级生态混凝土槽下端的出水口 12排入河道下游。按上述过程，使河道上游的污水依次不断的经过N级生态混凝土槽3过滤净化后排入河道下游。
【权利要求】
1.一种利用堤坡的波式流人工湿地系统，包括有堤坡(13)，其特征在于，在所述的堤坡(13)上并沿所述堤坡(13)的坡度方向依次并排的设置有N级平行于堤坡(13)长度方向的生态混凝土槽(3)，其中N是大于I的整数，所述的N级生态混凝土槽(3)内分别设置有基质(5 )，所述的基质(5 )上种植有湿地植物(4 )，第一级生态混凝土槽(7 )邻近堤顶(I) 一侧的上部设置有平行于堤坡(13)长度方向的用于导入河道上游待处理污水的管线(2)，所述的管线(2)的下部管壁上开有多个用于向所述的第一级生态混凝土槽(7)内导入上游待处理污水的出水口(6)，在每级生态混凝土槽(3)内形成有水的流路，N级生态混凝土槽(3)中由N个所述的水的流路首尾相接构成波形水路，在最后一级生态混凝土槽(3)邻近堤坡(13)尾端的一侧设置有用于将该级生态混凝土槽(3)槽内过滤净化后的水排入河道下游的出水口(12)。
2.根据权利要求1所述的一种利用堤坡的波式流人工湿地系统，其特征在于，所述的波形水路是，由堤顶(I)起在奇数位的生态混凝土槽(3)的底部开有与下一级生态混凝土槽(3)相连通的底部通水孔(8)，在偶数位的生态混凝土槽(3)的上部开有与下一级生态混凝土槽(3)相连通的上部通水孔(10)。
3.根据权利要求1所述的一种利用堤坡的波式流人工湿地系统，其特征在于，所述的N级平行于堤坡(13)长度的方向生态混凝土槽(3)内的基质(5)为不同种类的基质，从而形成N个不同基质(5)的植物床体。
【文档编号】C02F3/32GK203451289SQ201320566759
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】张雅卓, 练继建 申请人:天津大学