用于潜流湿地的防堵塞构造及潜流湿地的制作方法

本实用新型涉及潜流湿地技术领域，尤其涉及了一种潜流湿地的防堵塞构造及具备该构造的潜流湿地。

背景技术：

潜流湿地的水体在湿地床内部流动,利用填料表面的生物膜、植物根系及微生物等作用，净化效果显著，且建设在地下保温效果好，克服了表流湿地冬季净化不稳定、占地面积大、净化效果低的缺点。现有技术中，潜流湿地包括配水系统、净化系统和排水系统。配水系统包括进水管、进水管上的阀门、配水井、设有配水孔的配水花墙、及配水滤层；配水花墙和配水滤层设置在配水井和净化池之间；净化系统包括净化池，净化池内填充透水性填料及营养性填料，可设置生态分隔层分割净化池为上下两部分，植物种植在生态分隔层的上部；排水系统包括出水管、排水井、设有排水孔的排水花墙、及排水滤层；排水花墙及排水滤层位于净化池和排水井之间。水从进水管进入配水井，依次通过配水花墙和配水滤层进入净化池，最后水通过排水滤层及排水花墙进入排水井后经排水管排出湿地外。

以潜流湿地为核心的净化工艺在地表水原水净化、水污染治理、污水处理厂尾水提升等工程中得到越来越多的应用，建成后1至2年内一般能保持较好的运行效果，之后便会在运行过程中暴露出成本高、运维复杂、容易堵塞导致氮磷等污染物净化效率降低、水力负荷减小，需要经常大规模更换填料等问题。

目前，潜流湿地在填料堵塞板结后，一般采用直接更换填料方式，把填料从较深的池体内挖出来，填充新的填料进入湿地，这样操作不但破坏上部的植物系统和营养层，也使湿地在较长一段时间内需要重新挂膜提升净化能力，不能保障湿地系统的净化效果。另外，有些湿地采用模块式更换填料方式，虽然换填时间缩短，但是需要机械起吊，换填工序复杂，且净化能力也得不到保障。部分有条件的湿地设置反冲洗装置，但是电耗高，效果并不理想。基于更换填料的问题，导致许多潜流湿地都停止运行“晒太阳”，无法发挥正常效能，运行年限无法保障，导致资源产生极大浪费。

潜流湿地净化水质效果明显、优势显著，是国内外广泛推广的健康、安全的生态净化工艺，对于潜流湿地防堵塞的研究是湿地发展的必然趋势，是保持潜流湿地长期稳定运行的关键技术，是进一步改进湿地工艺的应用需求。因此，急需一种简易的防堵塞构造，能全面保障湿地的运行效果和保持稳定的水利负荷，充分发挥潜流湿地净化效能。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供用于潜流湿地的防堵塞构造及具备该构造的潜流湿地，其解决了湿地净化池填料堵塞的问题，并且简单易操作、便于填料更换、冲洗。

技术方案为：一种用于潜流湿地的防堵塞构造，包括潜流湿地内的净化池，净化池内填充透水性填料，还包括多孔性圆筒和多功能管，多孔性圆筒水平固定在净化池的池壁之间，穿过透水性填料；多孔性圆筒内部安装有螺杆和旋转叶轮，螺杆安装在净化池的池壁之间，可围绕多孔性圆筒的中轴线带着旋转叶轮旋转；在多孔性圆筒与旋转叶轮之间填充筒内填料，筒内填料的粒径要大于多孔性圆筒的开孔孔径且小于旋转叶轮的旋转直径；螺杆的一端穿出池壁，与电动机连接；螺杆另一端的池壁上设有多孔性圆筒的出料口；出料口外设置填料回收篮；多功能管一端连通多孔性圆筒的筒身，另一端穿出潜流湿地的地面；多功能管靠近电动机处设置；净化池的外侧设置操作井，操作井内放置电动机；净化池的相对另一外侧设置回收井，回收井内放置填料回收篮。

基于上述技术特征：多孔性圆筒开孔的孔径大小1cm至2cm。由于多孔性圆筒的开孔孔径小于内部的筒内填料，筒内填料不易太小，否则容易挂膜堵塞导致螺杆运转困难，不易更换；筒内填料若是过大，比表面积相对较小，净化能力受限制。所以，多孔性圆筒的开孔孔径大小为1cm至2cm比较合适。

基于上述技术特征：多孔性圆筒开孔均匀分布，多孔性圆筒的开孔率不超过50％。开孔率如果过大，圆筒的刚性会受影响，容易断裂。故选择开孔率不超过50％为宜。

基于上述技术特征：所述筒内填料为类圆形填料。筒内填料是填充在多孔性圆筒中的，比表面积很大，可以快速聚集很多微生物在填料上，即生物挂膜，挂膜后的筒内填料即为挂膜填料，筒内填料上形成的生物膜可有效净化水质。多孔性圆筒内采用其它形状的透水性填料也可，但采用类圆形最佳。因为类圆形填料之间摩擦力小，便于填料的传输和更换，且同样体积下类圆形填料的比表面积比其他形状的填料的更大。

基于上述技术特征：类圆形填料直径大于多孔性圆筒开孔直径1cm以上。可采用大颗粒、进圆形的活性炭、沸石、多孔pe填料等。

基于上述技术特征：多孔性圆筒的体积和占净化池的体积不超过50％。

基于上述技术特征：电动机为移动式。

基于上述技术特征：填料回收篮为移动式。

基于上述技术特征：生态分隔层设置在多孔性圆筒上部，把净化池分割成上下两层，多功能管穿过生态分隔层。

本实用新型还提供一种具备上述任一种防堵塞构造的潜流湿地。

本实用新型的工作原理为：利用操作井将电动机作用在需要更换填料的螺杆上，通过多功能管投加筒内填料，利用螺杆和旋转叶轮的旋转推进作用，把多孔性圆筒内已有的筒内填料逐步向前推进更换，更换的筒内填料自动掉入填料回收篮内，通过手提、绳拉、杆提等方式，将填料回收蓝提出回收井。多功能管在湿地正常运行时可作为填料的通风孔，为填料提供充足氧气；在填料更换时作为筒内填料的投加筒；同时也可作为冲洗通道，利用外部干净的水源通过多功能管冲洗透水性填料及筒内填料。优选的，电动机为移动式使用，避免了每个螺杆都配置一台电动机。相应的，填料回收篮也可为移动式。

本实用新型具有如下技术效果：正常运行时，潜流湿地的来水依次通过配水系统、净化系统和排水系统，利用植物的根系吸收、填料的吸附、微生物的降解等作用，可有效降低水体中的污染物，达到水质净化目的。同时利用防堵塞构造，定期轮流对筒内填料进行更换与清洗，每次更换的筒内填料量宜控制在总量的1/10以下，确保有足够的筒内填料表面形成挂膜，用于净化来水。更换下来的填料进行冲洗或者再生，之后作为新填料再去更换已有的填料，可有效节省成本，也可降低填料冲洗和再生场地面积。通过对更换的填料取样研究，能及时发现潜流湿地微生物膜系统出现的问题，迅速采取针对性措施，可有效保障潜流湿地系统的长期稳定运行。

附图说明

图1采用防堵塞构造的潜流湿地平面示意图。

图2是图1的a-a剖面示意图。

图3是图1的b-b剖面示意图。

图中箭头方向为水流方向。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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，而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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

图1至图3所示为本防堵塞构造在一个潜流湿地中应用的实施例。潜流湿地包括配水系统、净化池、排水系统和防堵塞构造。防堵塞构造即为一种填料更换系统，其不仅解决了湿地净化池填料堵塞的问题，同时也方便填料的更换。

配水系统包括进水管11、阀门12、配水井13、配水花墙14、配水孔15及配水滤层16。阀门12在进水管11上，配水孔15位于配水花墙14上，配水滤层16防止水体中大悬浮颗粒物进入净化池，也防止净化池内透水性填料21的流失。配水井13的水位低于生态分隔层23。配水花墙14与配水滤层16隔开配水井13和净化池，配水滤层16贴在配水花墙14的面向净化池的墙面侧，配水滤层可采用无纺布、排水板、级配碎石等具有过流性能和反滤作用的材料。

净化池内包括透水性填料21、营养性填料22、生态分隔层23、植物24、螺杆25、旋转叶轮26、筒内填料27及多孔性圆筒28。透水性填料21是一种混合填料，因为要过大量的污水，需要孔隙率较大，一般用粗砂、碎石即可。但是，生态分隔层23上的植物根系要往下生长，为了适度提供营养，所以一般在生态分隔层23上的粗砂、碎石中掺和20％左右的营养性填料，既能透水也能提供营养。生态分隔层23把净化池分割成上下两侧，其既能防止上层的营养性填料22与下层的透水性填料21混合，也可让植物24的根系通过进入透水性填料21中。生态分隔层23可采用生态膜袋、椰壳纤维毯、三维复合网等孔隙率较小，亲水性好，且能使植物根系生长通过的材料。多孔性圆筒28开孔均匀分布，孔径大小1至2cm，开孔率不超过50％，水平固定在两个池壁之间，且位于生态分隔层23下，其内部安装有螺杆25和旋转叶轮26，螺杆25安装在两个池壁之间，可围绕中轴线带着旋转叶轮26旋转。在多孔性圆筒28与旋转叶轮26之间填充筒内填料27，其粒径要大于多孔性圆筒28的开孔孔径，且小于旋转叶轮26的旋转直径。螺杆25的一端穿出池壁，与电动机42连接；螺杆25另一端的池壁上设有多孔性圆筒的出料口；出料口外设置填料回收篮44；多功能管43一端连通多孔性圆筒28的筒身，另一端穿过生态分隔层23出潜流湿地的地面；多功能管43靠近电动机42处设置；净化池的外侧设置操作井41，操作井41内放置电动机42；净化池的相对另一外侧设置回收井45，回收井45内放置填料回收篮44。

筒内填料27可采用大颗粒、进圆形的活性炭、沸石、多孔pe填料等类圆形填料，其直径宜大于多孔性圆筒28的开孔直径1cm以上，小于旋转叶轮26的旋转直径。

多孔性圆筒28开孔均匀分布，孔径大小1至2cm，开孔率不超过50％，可采用不锈钢管、塑料管及玻璃钢管等材料。多个多孔性圆筒的体积和占净化池的体积不超过50％。多个多孔性圆筒之间的排列可随意，水平、梅花状都可以。

电动机42为移动式使用，利用操作井41将电动机42作用在需要跟换筒内填料的螺杆25上，通过多功能管43投加筒内填料27，利用螺杆25和旋转叶轮26的旋转推进作用，把多孔性圆筒28内已有的筒内填料27逐步向前推进更换，更换的筒内填料27自动掉入填料回收篮44内，通过手提、绳拉、杆提等方式，将填料回收蓝44提出回收井45。多功能管43在湿地正常运行时可作为填料的通风孔，为填料提供充足氧气；在填料更换时作为筒内填料27的投加筒；同时也可作为冲洗通道，利用外部干净的水源通过多功能管43冲洗透水性填料21及筒内填料27。

排水系统包括出水管31、排水井32、排水花墙33、排水孔34及排水滤层35。排水花墙33用于分割净化池和排水井32，排水滤层35防止净化系统透水性填料21的流失，贴在排水花墙33面对净化池的墙面侧。排水滤层可采用无纺布、排水板、级配碎石等具有过流性能和反滤作用的材料。

植物24种植在净化池的上部，可采用亲水性植物，包括挺水植物芦苇、香蒲、鸢尾、菖蒲等，也可以采用长根系、易维护、四季青的草本类植物，如黑麦草、高羊茅等。

上述事实例中配水系统、净化池、排水系统的设置属于现有技术，图中所示仅为一种示意，生态分隔层可设置也可不设置。本实用新型的防堵塞构造可用于任意一种构造的潜流湿地，不限于上述实施例描述的潜流湿地的构造。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。