一种多孔全流向水平潜流人工湿地实验装置的制作方法

1.本技术涉及环保技术领域，尤其是涉及一种多孔全流向水平潜流人工湿地实验装置。


背景技术：

2.随着社会经济的不断发展，各种水污染现象日益严重，对自然水体环境造成了严重破坏，也对人类健康造成了影响。人工湿地作为一种生态污水净化处理技术，具有投资省、处理效果好、易于管理维护、环境友好等优点，在水处理领域得到了广泛的关注和应用。
3.水平潜流人工湿地的水流流向不同，对处理效果也有一定的影响，如何选择合适的水流流向，优化人工湿地的各种工艺参数，是一个亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种多孔全流向水平潜流人工湿地实验装置，可以通过改变水流流向的方式为人工湿地的工艺参数优化提供参考。
5.本技术实施例的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
6.本技术实施例提供了一种多孔全流向水平潜流人工湿地实验装置，包括：
7.箱体；
8.隔板，设在箱体内，箱体内的水体流动方向上，隔板将箱体内的空间分为布水区、填料区和集水区；
9.通孔，均布在隔板上；
10.进水管，设在箱体上并与布水区连通；
11.多根排水管，均设在箱体上并与集水区连通；以及
12.填料，设在填料区内；
13.其中，自上而下的方向上，多根排水管间隔设置；
14.排水管上设有阀门。
15.在本技术实施例的一种可能的实现方式中，隔板包括：
16.隔板主体；以及
17.排水格栅，设在隔板主体上且位于隔板主体与箱体的底面之间；
18.其中，排水格栅上的孔的流通面积大于通孔的流通面积。
19.在本技术实施例的一种可能的实现方式中，隔板上的通孔可以根据需要进行部分封闭，从而形成下进下出、下进上出、上进下出和全进全出等不同的水流流向。
20.在本技术实施例的一种可能的实现方式中，自上而下的方向上，填料分为多层，相邻层的填料的材质不同。
21.在本技术实施例的一种可能的实现方式中，所述布水区内设有第一填料。
22.在本技术实施例的一种可能的实现方式中，第一填料为颗粒填料。
23.在本技术实施例的一种可能的实现方式中，所述集水区内设有第二填料。
24.在本技术实施例的一种可能的实现方式中，第二填料为颗粒填料。
25.在本技术实施例的一种可能的实现方式中，还包括设在箱体上的溢流管；
26.溢流管与集水区连通。
27.整体而言，本技术实施例提供的多孔全流向水平潜流人工湿地实验装置，能够模拟人工湿地对污水的处理过程，通过改变布水区侧隔板上的通孔工作与否来实现多种进水方式(例如上进水、中进水和下进水)，改变集水区侧隔板上的通孔工作与否来实现多种排水方式(例如上排水、中排水和下排水)，使用不同高度处的排水管来实现不同水位高度(高水位、中水位和低水位)，在实验条件不变的情况下，进排水方式可以任意调整，能够反应人工湿地在不同的进排水方式下的实际处理效果，为在实际的处理过程中选择合适的工艺参数提供参考。
附图说明
28.图1是本技术实施例提供的一种多孔全流向水平潜流人工湿地实验装置的结构示意图。
29.图2是基于图1给出的一种多孔全流向水平潜流人工湿地实验装置的结构示意图，图中显示了填料。
30.图3是本技术实施例提供的一种隔板的结构示意图。
31.图4是本技术实施例提供的一种第一填料的放置示意图。
32.图5是本技术实施例提供的一种第一填料和第二填料的放置示意图。
33.图6是本技术实施例提供的一种第二填料的放置示意图。
34.图中，11、箱体，12、隔板，13、通孔，14、进水管，15、排水管，16、填料，17、溢流管，18、阀门，21、第一填料，22、第二填料，111、布水区，112、填料区，113、集水区，121、隔板主体，122、排水格栅。
具体实施方式
35.以下结合附图，对本技术中的技术方案作进一步详细说明。
36.为了更加清楚的理解本技术中的技术方案，首先对现有技术进行介绍。
37.人工湿地是人为设计建造和控制运行的，是由填料基质—水生植物—微生物所形成的一个独特的综合生态系统。根据水流方向的不同主要分为表面流人工湿地和潜流人工湿地，而潜流人工湿地又分为水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。潜流人工湿地主要是利用植物根系、填料基质以及两者上生长的生物膜等作用，实现湿地地表下流动污水的净化，去除效果较好，是目前国内外研究和应用较多的一种人工湿地。
38.水平潜流人工湿地是指污水在填料床表面下，从进水端流入填料床，经过水平流动，在出水端流出填料床；流经填料基质时，通过基质的拦截作用、植物根部与生长于基质和根系上的微生物膜的降解作用，使污水净化的生态系统。水平潜流人工湿地水力负荷、污染负荷较大，对bod5、cod、ss、重金属离子等均有较好的效果，且几乎没有异味、不孳生蚊蝇。
39.由于污水是在地表下流动，因此保温性较好，受气候影响较小，出水水质优于传统的二级生物处理，但水平潜流人工湿地控制管理较为复杂，脱氮除磷效果不及垂直流人工
湿地。
40.目前，常见的流向包括下进上出(污水从进水端下部进入，通过填料层后从出水端的上部流出)、上进下出(污水从进水端上部进入，通过填料层后从出水端的下部流出)、下进下出(污水从进水端下部进入，通过填料层后从出水端的下部流出)、全进全出(污水从进水端上、中、下部进入，通过填料层后从出水端的上、中、下部流出)。
41.请参阅图1和图2，为本技术实施例公开的一种多孔全流向水平潜流人工湿地实验装置，实验装置由箱体11、隔板12、通孔13、进水管14、排水管15、填料16和阀门18等组成，箱体11内设置有隔板12，在箱体11内的水体流动方向上，隔板12将箱体11内的空间分为布水区111、填料区112和集水区113，填料区112位于布水区111和集水区113之间。
42.在一些可能的实现方式中，箱体11的材质可以是有机玻璃、钢化玻璃、不锈钢、铝合金、铸铁、塑料等材料中的一种或多种。
43.在一些可能的实现方式中，隔板12的材质可以是有机玻璃、钢化玻璃、不锈钢、铝合金、铸铁、塑料等材料中的一种或多种。
44.填料区112的作用是放置填料16，在一些可能的实现方式中，填料16与水平潜流湿地的结构相似，因为填料16的作用就是模拟水平潜流湿地的工作状态。
45.隔板12上均布有通孔13，通孔13的作用是使需要处理的污水能够从布水区111流入到填料区112，经过填料区112内填料16的处理后，再流入到集水区113。从另一个角度理解，隔板12的作用是使填料区112内的填料16能够保持稳定，并通过隔板12上的通孔13与两侧的布水区111和集水区113连通。
46.进水管14安装在箱体11上并与布水区111连通，作用是将需要处理的污水送入到箱体11内的布水区111中。排水管15的数量为多根，均设在箱体11上并与集水区113连通，作用是将经过处理的污水从箱体11内导出。
47.在自上而下的方向上，排水管15均间隔设置，相邻的排水管15之间的距离可以相等，也可以不等。
48.进水管14和排水管15模拟的是前文中提到的处理污水的水位高低，一般设置高、中、低三个水位，当然，排水管15的数量可以是四根或者五根或者更多。
49.排水管15上均安装有阀门18，实验过程中，根据实验要求打开需要使用的排水管15的阀门18，切换水位时，关闭当前排水管15上的阀门18并开启另外的排水管15上的阀门18。
50.进水方式使用如下方式进行模拟，进行污水处理实验时，首先根据实验工艺要求对隔板12上的通孔13进行封闭，例如需要下部进水，则将对应隔板12上面一半的通孔13利用橡胶塞或膜等进行封闭，反之亦然；如需上部出水，则把对应隔板12下面一半的通孔13利用橡胶塞或膜等进行封闭，反之亦然。
51.请参阅图3，作为申请提供的多孔全流向水平潜流人工湿地实验装置的一种具体实施方式，隔板12由隔板主体121和排水格栅122两部分组成，排水格栅122位于隔板主体121与箱体11的底面之间，排水格栅122上的孔的流通面积大于通孔13的流通面积。
52.排水格栅122的作用是排水格栅122的作用是在需要排尽装置中的水的时候(比如实验结束)，可以从装置的一端(布水区或集水区)往外抽水，装置另外两个区域的水得以通过排水格栅中的空隙流到抽水区，从而全部排出。
53.在一些可能的实现方式中，排水格栅122的高度为5-10cm，间隔10-15cm开设3-5cm宽的矩形空隙。
54.应理解，填料16的作用是模拟湿地，因此应当是一个具有多层的结构，因此，作为申请提供的多孔全流向水平潜流人工湿地实验装置的一种具体实施方式，自上而下的方向上，填料16分为多层，相邻层的填料16的材质不同。
55.例如在一些可能的实现方式中，请参阅图2，填料16从下往上依次为火山岩层、鹅卵石层、粗沙层和土壤层。火山岩层厚度为侧板高度的40％，鹅卵石层厚度为侧板高度的20％，粗沙层厚度为侧板高度的5％，土壤层厚度为侧板高度的15％。
56.当然，各层的填料种类和厚度可以根据污水处理实验的要求进行调整。
57.除此之外，还可以在填料16上种植植物，植物的根系会进入到填料16中，植物根系与生长于基质和根系上的微生物膜的降解作用，可以进一步提高污水的处理效果。
58.这种方式可以进一步提高污水的处理效果，当然，也有利于进行更多种的实验，例如验证不同植物对污水处理结果的影响，从而选择出一类或者几类植物种植在实际使用的湿地上或者人工湿地上。
59.请参阅图4和图5，作为申请提供的多孔全流向水平潜流人工湿地实验装置的一种具体实施方式，布水区111内设有第一填料21，第一填料21的作用是让污水分布均匀和拦截污水中的悬浮物。
60.进一步地，第一填料21为可以是颗粒填料。
61.请参阅图5和图6，作为申请提供的多孔全流向水平潜流人工湿地实验装置的一种具体实施方式，集水区113内设有第二填料22，第二填料22的作用是防止出水直接流到出水管形成短流现象。
62.进一步地，第二填料22为可以是颗粒填料。
63.请参阅图1，作为申请提供的多孔全流向水平潜流人工湿地实验装置的一种具体实施方式，在箱体11上增加了溢流管17，溢流管17与集水区113连通，作用是排出集水区113内多余的水。
64.在一些可能的实现方式中，溢流管17中心位置距箱体11的侧板上沿10-15cm，不设开关，用作多余水的流出。
65.本具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。