一种能够冬季运行的人工潜流湿地系统的制作方法

本实用新型涉及人工湿地污水处理技术领域，更具体涉及一种能够冬季运行的人工潜流湿地系统。

背景技术：

人工湿地是一种生物工程措施，人工潜流湿地是以亲水植物为表面绿化物，以砂石土壤为填料。污水在湿地床的内部流动，一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的根系及表层土和填料的截流作用，以提高其处理效果和处理能力，另一方面由于水流在地表以下流动，具有保温性能好、处理效果受气候影响小、卫生条件较好的特点。

但在北方地区，人工潜流湿地的表层会形成冰层，不仅影响人工湿地对污水的处理效果，使得污水去除效率大幅下降，而且会造成填料层冻结、床体缺氧、管道破裂等多种不利后果。人工潜流湿地因为结冰问题而冬季不运行或水质处理效果差。所以如何对人工潜流湿地运行过程中进行保温成为了一个需要解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种能够冬季运行的人工潜流湿地系统，以解决现有的人工潜流湿地因发生结冰而在冬季无法运行，以及现有的人工潜流湿地在冬季无法进行保温的问题，以实现人工潜流湿地在冬季能够进行保温的目的，以使得人工潜流湿地在冬季能够正常运行，以提高水质处理效果。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

一种能够冬季运行的人工潜流湿地系统，包括依次水平设置的配水渠、潜流湿地填料区和退水渠；所述配水渠与潜流湿地填料区之间分别通过冬季布水管和夏季配水管相连通，夏季配水管的布置位置高于冬季布水管的布置位置，设置在配水渠内的夏季配水管一端连通设置有用于在非冬季时将进水口调节至低于非冬季进水位位置、在冬季时将进水口调节至结冰水位位置的夏季配水管活动弯头，设置在配水渠内的冬季布水管一端连通设置有用于在非冬季时将进水口调节至高于非冬季进水位位置、在冬季时将进水口调节至低于冬季进水位位置的冬季布水管活动弯头，结冰水位、非冬季进水位和冬季进水位的高度依次降低；所述退水渠与潜流湿地填料区之间通过集水管相连通，设置在退水渠内的集水管一端连通设置有能够调节退水水位高度的集水管活动弯头。

进一步优化技术方案，所述潜流湿地填料区包括由下至上依次设置的填料层和湿地植物层。

进一步优化技术方案，所述填料层包括由上至下依次设置的填料、回填黏土和土工膜。

进一步优化技术方案，所述潜流湿地填料区内设置有用于在冬季时向潜流湿地填料区内通入空气、以增加溶解氧的曝气系统。

进一步优化技术方案，所述曝气系统包括设置在配水渠内的曝气泵以及设置在潜流湿地填料区内并与曝气泵相连通的通气管。

进一步优化技术方案，所述配水渠与潜流湿地填料区相接触的外侧壁上设置有与夏季配水管位置相对应的布水溢流堰，夏季配水管将水排入到布水溢流堰内。

进一步优化技术方案，所述配水渠的顶端盖设有第一仿栈道木盖板，退水渠的顶端盖设有第二仿栈道木盖板。

由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。

本实用新型在潜流湿地设计夏季和冬季两套布水、集水系统，结冻前湿地高水位运行，在湿地表层形成冰盖，然后降低水位运行，在填料和冰盖之间形成空气层，起到保温作用，有效解决人工潜流湿地在冬季结冰而影响正常使用的问题，提高水质处理效果。本实用新型通过在配水渠与潜流湿地填料区之间连通设置有冬季布水管和夏季配水管，夏季配水管一端连通设置的夏季配水管活动弯头以及冬季布水管一端连通设置的冬季布水管活动弯头能够在非冬季时和冬季时分别进行相应地调节，实现了在冬季湿地表层形成冰盖时通过降低冬季布水管活动弯头的位置来实现降低湿地运行水位的目的。

本实用新型潜流湿地填料区内设置的曝气系统能过保证潜流湿地填料区与外界空气连通，配水渠设置的曝气泵进行曝气，增加潜流湿地填料区内水中的溶解氧，提高了潜流湿地填料区对污水的处理效果。

本实用新型有效解决了人工潜流湿地在冬季因结冰而影响正常使用的问题，提高了水质处理效果，与常规污水处理厂相比，冬季可节省水处理成本0.8元/m³，一座日处理10万m³/d的人工湿地，每年冬季可节省成本720万元。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中：1、配水渠，11、第一仿栈道木盖板，12、冬季进水位，13、非冬季进水位，14、结冰水位，2、潜流湿地填料区，21、填料层，22、湿地植物层，23、冬季运行水位，24、非冬季运行水位，3、退水渠，31、第二仿栈道木盖板，32、冬季退水位，33、非冬季退水位，4、曝气系统，41、通气管，42、曝气泵，5、冬季布水管，51、冬季布水管活动弯头，6、夏季配水管，61、夏季配水管活动弯头，7、布水溢流堰，8、集水管，81、集水管活动弯头。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

一种能够冬季运行的人工潜流湿地系统，结合图1所示，包括依次水平设置的配水渠1、潜流湿地填料区2和退水渠3。

配水渠1与潜流湿地填料区2之间分别通过冬季布水管5和夏季配水管6相连通，夏季配水管6的布置位置高于冬季布水管5的布置位置。

设置在配水渠1内的夏季配水管6一端连通设置有夏季配水管活动弯头61，夏季配水管活动弯头61用于在非冬季时将进水口调节至低于非冬季进水位13位置，在冬季时将进水口调节至结冰水位14位置。

设置在配水渠1内的冬季布水管5一端连通设置有冬季布水管活动弯头51，冬季布水管活动弯头51用于在非冬季时将进水口调节至高于非冬季进水位13的位置，在冬季时将进水口调节至低于冬季进水位12的位置。

结冰水位14、非冬季进水位13和冬季进水位12的高度依次降低。

夏季配水管活动弯头61与夏季配水管6形成l形管路结构，夏季配水管6的出水口轴线低于潜流湿地填料区2内的非冬季运行水位24的位置。

冬季布水管活动弯头51与冬季布水管5形成l形管路结构，冬季布水管5的出水口轴线低于潜流湿地填料区2内的冬季运行水位23的位置。

退水渠3与潜流湿地填料区2之间通过集水管8相连通，设置在退水渠3内的集水管8一端连通设置有集水管活动弯头81，集水管活动弯头81能够调节退水水位高度。

退水渠3内设置有冬季退水位32和非冬季退水位33，非冬季退水位33的位置高于冬季退水位32的位置，非冬季运行水位24与非冬季退水位33相平齐，冬季运行水位23与冬季退水位32相平齐。

潜流湿地填料区2包括由下至上依次设置的填料层21和湿地植物层22。填料层21包括由上至下依次设置的填料、回填黏土和土工膜。填料的厚度为1.5m，回填黏土的厚度为0.2m，土工膜200g/0.5mm/200g。位于土工膜的下方为原土，在铺设填料层时需要将原土进行平整碾压。

潜流湿地填料区2内设置有曝气系统4，曝气系统4用于在冬季时向潜流湿地填料区2内通入空气，以增加水中的溶解氧。

曝气系统4包括曝气泵42以及通气管41。曝气泵42设置在配水渠1内；通气管41设置在潜流湿地填料区2内，并与曝气泵42相连通，本实用新型中的通气管41共设置有两个，分别设置在潜流湿地填料区2的左右两侧。

配水渠1与潜流湿地填料区2相接触的外侧壁上设置有布水溢流堰7，布水溢流堰7与夏季配水管6的位置相对应。夏季配水管6将水排入到布水溢流堰7内。

配水渠1的顶端盖设有第一仿栈道木盖板11，退水渠3的顶端盖设有第二仿栈道木盖板31。

本实用新型的工作原理如下。

在非冬季运行时：通过调整旋转冬季布水管活动弯头51，使冬季布水管5的进水端高于非冬季进水位13，使夏季配水管6及布水溢流堰7的进口端低于非冬季进水位13，配水渠1内的污水仅能过通过夏季配水管6进入到潜流湿地填料区2内。污水通过夏季配水管6及布水溢流堰7后，在潜流湿地填料区2内按非冬季运行水位24运行。调整集水管活动弯头81的出水端至非冬季退水位33的位置，经潜流湿地填料区2处理后的污水由退水渠3按非冬季退水位33退水至外河。

在冬季运行时：在潜流湿地填料区2的水面结冰前，调整夏季配水管活动弯头61至结冰水位14的位置，使配水渠1的水位按结冰水位14运行，配水渠1内的污水通过夏季配水管活动弯头61进入到潜流湿地填料区2内。

当整个潜流湿地填料区表面结冰牢固后，破除配水渠1中冬季布水管5处的冰层以及退水渠3中集水管8处的冰层。通过调整冬季布水管活动弯头51，使冬季布水管5的进水口端低于冬季进水位12，夏季配水管6及布水溢流堰7进口端的高程不变(位于冬季进水位12以上)。污水通过冬季布水管5后，在潜流湿地填料区2内按冬季运行水位12运行。调整集水管活动弯头81的出水端至冬季退水位32，经潜流湿地填料区2处理后的污水由退水渠3按冬季退水位32退水至外河。

在冬季运行水位23和结冰水位14间形成约0.3m厚的冰层和0.2m高的空气层(华北地区，其它地区因地而异)，空气层起到了保温的作用，保证了空气层下部的潜流湿地能够正常运行，确保潜流湿地内各种细菌的正常生存代谢，有效解决北方人工潜流湿地冬季因结冰而不能正常运行的问题，同时潜流湿地填料区2内设置的通气管能够在曝气泵42的作用下向潜流湿地填料区2内通入空气，保证潜流湿地填料区2能够与外界空气相连通，增加了溶解氧，提高了污水的处理效果。