一种防堵塞的交替进水轮休式潜流人工湿地系统的制作方法

本实用新型涉及一种防堵塞的交替进水轮休式潜流人工湿地系统，属于湿地领域。

背景技术：

人工湿地作为一种污水处理技术，利用基质、微生物、植物形成整体，多方面协同作用处理污水中的各种污染物，同时还有一定的经济价值和生态景观价值，可提高生物多样性，改善生态环境。

复合垂直流人工湿地是一种新型的垂直流人工湿地，分为下行池和上行池两部分。污水先经过下行池顶部的配水管均匀的从上至下流经下行池，再由底部连通孔进入上行池，然后由下至上穿过上行池，污水经过下行池和上行池表面植物和内部填料净化后，最后由上行池表面集水管收集后排放。复合垂直流人工湿地因脱氮除磷能力好，目前成为了垂直流人工湿地研究的热点。但是在长时间运行过程中容易发生堵塞，成为了制约其发展应用的主要问题，因此堵塞问题得到越来越多的重视。

引起潜流湿地堵塞的原因主要有：污水中大量悬浮物会在基质中被截留，导致孔隙率降低；湿地内部大量微生物在基质表面生长，并形成网状结构生物膜，进而凝聚和吸附污水中的悬浮物和胶体，导致湿地渗透系数不断缩小；部分污水含有大量的无机盐和重金属，产生化学反应导致基质板结。

解决堵塞问题可分为前期预防堵塞、中期运行管理、后期堵塞修复3个阶段。前期预防堵塞可对进水进行强化预处理，减轻湿地系统负荷，加强对人工湿地内部结构的创新设计，以及规范施工和合理选配植物；中期运行管理可通过间歇运行、水位控制等途径来延缓堵塞；后期堵塞的修复主要措施有利用蚯蚓、昆虫等土壤动物进行人工湿地恢复，生物或化学药剂的投加，以及对基质进行翻耕和更换。目前运用较多且能有效解决或延缓堵塞的方法主要有对进水强化预处理以此减轻湿地系统负荷，以及对已堵塞湿地的基质进行轮休或者更换。

因此，针对现有技术中的问题，研究一种抗堵塞能力强，在轮休时不影响湿地正常运行的交替进水轮休式复合潜流人工湿地尤为必要。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种防堵塞的交替进水轮休式潜流人工湿地系统，有前置的预处理池对污水有初步处理的作用，再进入湿地主体单元的水质相比较原来污水水质，不容易引起主体池的基质堵塞。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型的防堵塞的交替进水轮休式潜流人工湿地系统，包括第一处理池、第二处理池、第一主体单元、第二主体单元和出水池；所述第一处理池设有第一配水管，第一配水管上设有第一控制阀，所述第一配水管位于第一处理池的底部，在第一处理池的顶部安装有第一集水管，第一集水管与第三配水管连通，第三配水管位于第一主体单元的顶部，在第一主体单元上部设有第三集水管，在第一主体单元底部设有与出水池连通的第一连通管，在连通管上设有第五控制阀；所述第二处理池设有第二配水管，第二配水管上设有第二控制阀，所述第二配水管位于第二处理池的底部，在第二处理池的顶部安装有第二集水管，第二集水管与第四配水管连通，第四配水管位于第二主体单元的顶部，在第二主体单元上部设有第四集水管，在第二主体单元底部设有与出水池连通的第二连通管，在第二连通管上设有第六控制阀，第一主体单元和第二主体单元的底部通过第三连通管连通；在第一处理池、第二处理池、第一主体单元、第二主体单元均填充有可净化水质的填料。

作为优选，所述填料自上而下分为三层，依次为粒径较小的陶粒、粒径较大的沸石和粒径大的鹅卵石。

作为优选，配水管、集水管和连通管均呈“王”字形布设，支管连接在干管上，支管上布置有支管通孔。

作为优选，所述通孔的孔径5-7mm，孔间距100mm-150mm。

作为优选，所述第一处理池、第二处理池、第一主体单元和第二主体单元内均种植香蒲、芦苇、菖蒲、水芹中的一种或多种。

有益效果：本实用新型的防堵塞的交替进水轮休式潜流人工湿地系统，具有以下优点：

1、有前置的预处理池对污水有初步处理的作用，再进入湿地主体单元的水质相比较原来污水水质，不容易引起主体池的基质堵塞。

2、运行时污水由预处理池进入，经过预处理池的集水管进入湿地主体，最后由湿地主体的集水管进入出水池，容易堵塞的部分有预处理池以及主体池的配水管下10-20mm处，在改变进水后，上一轮运行时较易堵塞的区域处于轮休状态，湿地整体的运行效率没有受到影响，在保证湿地正常运行的同时易堵塞区域也能够得到很好的恢复。

3、通过交替进水改变湿地内的水动力条件，原本的上行池变为下行池，下行池变为上行池，不需要另设排气管，又起到反冲洗的作用，且不浪费清洁水源，湿地运行不用中断。

4、当预处理池由于长期运行积累而导致堵塞难以通过轮休来恢复，可以更换处于轮休状态的预处理池基质，由于预处理池的规模相较湿地主体不大，更换预处理池基质的工程量较小，同时湿地维持运行不受影响。

5、总的来说，这种交替进水轮休式潜流人工湿地在有效提高对污染物的净化能力的同时易堵塞部分可以实现轮休来恢复基质，既提高了湿地系统的工作效率，又有效的缓解了湿地的堵塞问题，延长了湿地的使用年限。后续对基质的维护也只需在轮休时间对易堵塞部分更换，且不影响湿地的正常工作。

附图说明

图1为本湿地系统装置交替进水前后的平面俯视及水流示意图。

图中：16-第一处理池；17-第一主体单元；18-第二处理池；19-第二主体单元；20-出水池。

图2为图1中1-1位置处的剖面图，即第一处理池、第一主体单元和出水池的剖面图。

图中：1-第一控制阀；2-第一配水管；3-第一集水管；4-第三控制阀；5-第三集水管；6-第三配水管；10-连通管；11-第五控制阀；15-放空管。

图3为图1中2-2位置处的剖面图，即第二处理池、第二主体单元和出水池的剖面图。

图中：7-第四配水管；8-第四集水管；9-第四控制阀；12-第二集水管；13-第二配水管；14-第二控制阀。

图4为配水管和集水管的平面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1所示，包括两个预处理池、两个湿地主体池和一个出水池，分别第一处理池16、第二处理池18、第一主体单元17、第二主体单元19和出水池20，隔墙底部设有连通孔，每个单元分别对应一个预处理池，两个主体单元出水口共同汇入一个出水池20。

如图2所示，第一处理池16包括底部的第一配水管2、对应着第一控制阀1，顶部的第一集水管3。第一主体单元17包括底部的第一连通管10及对应着第五控制阀11，基质四分之三处有第三集水管5、对应着第三控制阀4，顶部有第三配水管6。第一处理池和第一主体单元通过第一集水管3和第三配水管6相连接，填料自上而下分为三层，依次为粒径较小的陶粒、粒径较大的沸石和粒径大的鹅卵石。

如图3所示，第二处理池18和第一处理池16、第二主体单元19和第一主体单元17的结构是一致的。第二处理池18包括底部的第二配水管13、对应着第二控制阀14，顶部为第二集水管12。第二主体单元19包括底部的第二连通管20、对应着第六控制阀21，基质四分之三处有第四集水管8、对应着第四控制阀9，顶部有第四配水管7。第二处理池和第二主体单元通过第二集水管12和第四配水管7相连接，填料自上而下分为三层，依次为粒径较小的陶粒、粒径较大的沸石和粒径大的鹅卵石。

在本实用新型中，配水管、集水管和连通管均呈“王”字形布设，支管连接在干管上，支管上布置有支管通孔，孔径5-7mm，孔间距100mm-150mm。

经过前人的研究，总结出基质轮休10-20天后堵塞问题基本可恢复，因此轮休交替进水间隔时间设定为夏季10天，冬季20天，两个间隔为一个周期。具体周期可依据当地气温、生态环境等因素适当调整。

具体运行这种交替进水轮休式人工湿地复合潜流湿地包括以下步骤：

步骤1、打开第一控制阀1、第四控制阀9，关闭第三控制阀4，污水由水泵提升或依靠自流经第一配水管2进入第一处理池16，上行至第一集水管3与第三配水管6连通进入第一主体单元17，污水下行至池底，通过池底的第三连通管进入第二主体单元19，再上行至基质四分之三处，由第四集水管8出水至出水池运行半个周期。此时第二控制阀14打开，第二配水管13可起到将第二处理池18放空的作用，此时的第二处理池18以及第二主体单元19上方四分之一基质部分处于轮休状态。

步骤2、经过半个周期后采取交替进水，打开第二控制阀14、第三控制阀4，关闭第四控制阀9，污水由水泵提升或依靠自流经第二配水管13进入第二处理池18，上行至第二集水管12与第四配水管7连通进入第二主体单元，污水下行至池底，通过池底的第三连通管进入第一主体单元17，再上行至基质四分之三处，由第三集水管5出水至出水池20。此时第一控制阀1打开，第一配水管2可起到将第一处理池16放空的作用，此时的第一处理池16以及第一主体单元17上方四分之一基质部分处于轮休状态。

步骤3、再经过半个周期后，重复上述步骤1、步骤2，实现交替进水轮休式人工湿地的工作运行，容易发生堵塞的部分也在交替进水的同时交替轮休，且不影响湿地的正常运行。

本实施例交替进水轮休式复合潜流人工湿地通过交替进水改变水动力条件能够有效提高对污染物的净化能力，并能对基质起到一定的反冲洗作用，同时易堵塞部分可以实现轮休来恢复基质，方便对基质的维护与检修，既提高了湿地系统的工作效率，又有效的缓解了湿地的堵塞问题，延长了湿地的使用年限。

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实用新型的保护范围。