水下潜流人工湿地的制作方法

1.本发明涉及人工湿地结构技术领域，具体地指一种水下潜流人工湿地。


背景技术：

2.沿湖雨污排口输入的污水、初期雨水是导致湖泊水质恶化和生态植被破坏的主要污染源。受周边污染源分布情况及排水体系限制，很多沿湖排口难以截流或封堵，会持续污染湖泊水体，因此需要对此类排口进行水质净化处理。然而排口较多的湖泊多为城中湖，周边用地普遍较为紧张。潜流湿地具备较强的水质净化能力，但由于占地面积大，防洪要求高，较易堵塞，用此技术处理排口污水受限较大，其他陆上末端净化技术也普遍存在同类问题。因此，很多湖泊特别是城中湖排口水质净化处理往往只能采取生态浮床、曝气机、人工水草等原位处理方式，此类方式由于湖水混入、停留时间短等因素，普遍净化效率有限。
3.因此，针对现有技术的不足，研究一种排口水质净化能力强，不占用陆上用地，抗堵塞能力强的水下潜流湿地系统甚为必要。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种水下潜流人工湿地。
5.本发明的技术方案为：一种水下潜流人工湿地，包括，
6.沉淀池，所述沉淀池是与湖泊排口连通的用于对排水进行沉淀处理的池体结构；
7.湿地单元，所述湿地单元是没入湖泊底部用于对沉淀池的出水进行净化处理；
8.连接管，所述连接管是一端连接沉淀池上端排水口、另一端连接湿地单元底部进水口的柔性软管；
9.所述湿地单元包括由多块湿地边墙连接而成的不透水湿地池体；所述湿地池体内填充有用于净化的填料，湿地池体的上端开口处布置有沉水植被层。
10.根据本发明提供的一种水下潜流人工湿地，所述湿地池体内由下至上依次布置有防渗膜、粘土层、填料层和表层固定网；所述沉水植被层位于表层固定网上；所述填料层靠近下端的位置布置有穿孔管；所述穿孔管上开设有多个通孔，穿孔管的进口端穿过湿地边墙与连接管出口端连通。
11.根据本发明提供的一种水下潜流人工湿地，所述穿孔管包括沿湿地池体宽度方向布置的横向管和沿湿地池体长度方向布置的纵向管，多根横向管和多根纵向管相互连通均匀分布于填料层内。
12.根据本发明提供的一种水下潜流人工湿地，所述填料层包括由下至上依次叠加布置的下填料层、中填料层和上填料层；所述下填料层的填料粒径大于中填料层的填料粒径大于上填料层的填料粒径。
13.根据本发明提供的一种水下潜流人工湿地，所述上填料层包括多个陶粒网箱；所述陶粒网箱内填充有轻质陶粒填料，多个陶粒网箱拼装连接形成上填料层。
14.根据本发明提供的一种水下潜流人工湿地，所述陶粒网箱是在拆除表面的表层固
定网和沉水植被层后可自行漂浮到水面的轻质网箱结构。
15.根据本发明提供的一种水下潜流人工湿地，所述沉淀池包括隔水布；所述隔水布沿竖向布置于排口外侧形成围绕排口的包围式结构，隔水布的上端漂浮在水面上，下端固定在湖泊底部。
16.根据本发明提供的一种水下潜流人工湿地，所述隔水布的上端设置有漂浮体，多个漂浮体相互间隔布置。
17.根据本发明提供的一种水下潜流人工湿地，所述隔水布的下端安装有铁链坠子。
18.根据本发明提供的一种水下潜流人工湿地，所述沉水植被层种植的植物为粉绿狐尾藻、苦草或是菹草中的一种或是几种。
19.本发明的优点有：1、本发明通过在湖泊排口布置沉淀池和湿地单元，湿地单元完全没入水中，不侵占湖泊周边土地，不占用陆地面积，净化效果好，还能起到恢复水生生态、提升景观的作用；
20.2、本发明的湿地单元结构简单，形成的湿地池体位于水中，具有良好的过滤效果，可有效减少周边湖水对湿地运行的影响，保证湿地良好的净化效果；
21.3、本发明通过在填料层内布置穿孔管，将穿孔管均匀分布于填料层内，使沉淀池排放的水能够均匀分布到填料层内进行净化处理，净化处理的效果极好；
22.4、本发明的填料层包括上、中、下三层，粒径逐渐增大，易于堵塞的小粒径填料在上层，方便清理，不易堵塞的大粒径填料在下层，避免了清洗不方便的问题；
23.5、本发明的上填料层是由陶粒网箱组成的，陶粒网箱结构简单，填充填料后具有良好的净化效果，而且陶粒网箱发生堵塞后，便于清理；
24.6、本发明的陶粒网箱是轻质填料填充的可漂浮式结构，当发生堵塞时，只需要清除表面的沉水植被层和表层固定网，就可以很轻易的取出陶粒网箱进行清洗；
25.7、本发明的沉淀池是通过隔水布包围排口形成的池体使结构，一方面减轻了水下潜流湿地处理负荷，提升了系统整体净化能力，另一方面有效缓解了水下潜流湿地的堵塞风险；
26.8、本发明的隔水布布置结构简单，通过漂浮体支撑隔水布，使隔水布漂浮悬置于排口处的水体中，形成沉淀池池体结构；
27.9、本发明的隔水布下端通过铁链坠子埋设在湖泊底部，使隔水布能够将排口排水与湖泊水体隔绝开来，避免直接污染湖泊水体；
28.10、本发明的沉水植被层选取沉水植物作为湿地植被，能很好的对水体进行净化处理，净化能力比常规潜流湿地采用的挺水植物净化能力更强。
29.本发明结构简单，安装布置方便，不侵占陆地空间，能够对排口排水进行很好的处理，不易堵塞，具有极大的推广价值。
附图说明
30.图1：本发明的人工湿地俯视图；
31.图2：本发明的穿孔管布置结构示意图；
32.图3：本发明的人工湿地结构示意图；
33.其中：1—连接管；2—湿地边墙；3—沉水植被层；4—防渗膜；5—粘土层；6—表层
固定网；7—穿孔管；8—下填料层；9—中填料层；10—上填料层；11—陶粒网箱；12—隔水布；13—漂浮体；14—铁链坠子；15—排口。
具体实施方式
34.下面详细描述本发明的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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发明和简化描述，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发明的限制。
36.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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
37.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
38.本技术提供一种水下潜流人工湿地，主要用于湖泊排口位置，用于对湖泊排口的排水进行净化处理，避免排口排水直接排放对湖泊造成污染。本技术主要包括两个部分，一个是沉淀池一个是湿地单元，沉淀池直接与排口15连通，排口15排出的水直接进入到沉淀池内，本技术的沉淀池和湿地单元都是处于湖泊中的结构，不侵占陆地空间，沉淀池是依托湖泊堤岸形成的池体单元，用于对排口15排水进行沉淀处理，避免排水中的杂质进入到湿地单元中，以免湿地单元堵塞影响净化的效果。湿地单元是对沉淀池沉淀后的排水进行净化处理的结构，本技术的湿地单元是没入湖泊水面以下的潜流式人工湿地，湿地单元的所有结构均处于水面以下，排口15排水经过沉淀后进入到湿地单元进行净化处理。湿地单元净化后的水排放到湖泊内。
39.本技术的湿地单元和沉淀池之间通过柔性的连接管1连接在一起，柔性连接管1可以适应位置的变化，适应湖泊波浪的影响，连接管1是一端连接沉淀池上端排水口、另一端连接湿地单元底部进水口的柔性软管，即进入湿地单元的水是从湿地单元的底部进入的，由下至上穿过湿地单元，最后净化后的水从湿地单元的上端排出。
40.湿地单元本身是由湿地边墙2围成的不透水结构，湿地边墙为钢筋混凝土或毛石混凝土材质，高度为1～1.2m，湿地边墙2围绕形成上下两端开口的环状结构，湿地池体内填充有用于净化的填料，湿地池体的上端开口处布置有沉水植被层3。沉水植被层3处于水面以下，可以对排水进行吸附、处理等。
41.使用时，排口15的排水进入到沉淀池内，在沉淀池内进行沉淀，排水中的杂质在沉淀池内沉淀，上层澄清排水通过连接管1从湿地单元的底部进入到湿地单元，湿地单元中的填料会对这部分排水进行吸附过滤处理，然后经过沉水植被层3的处理后进入到湖泊水体中。
42.在本技术的一些实施例中，对于湿地单元进行了优化，具体的如图3所示，湿地池
体内由下至上依次布置有防渗膜4、粘土层5、填料层和表层固定网6，沉水植被层3位于表层固定网6上，填料层靠近下端的位置布置有穿孔管7，穿孔管7上开设有多个通孔，穿孔管7的进口端穿过湿地边墙2与连接管1出口端连通。
43.防渗膜4用于对湿地池体的底部进行封闭，防渗膜4为hdpe防渗膜，满铺于湿地池体底部隔绝池体内外空间，避免排水直接进入到湖泊水体，也避免湖泊水体从湿地池体进入到湿地池体内，粘土层5起到同样的作用，粘土层5为压实粘土，压实系数不小于0.9，厚度为300～350mm。穿孔管7连接连接管1，用于将连接管1的出水分散到湿地单元内。填料层为过滤吸附层，用于对排水进行吸附过滤处理。填料层的上表面覆盖有表层固定网6，表层固定网6是避免填料漂浮到湖泊中，表层固定网6为聚乙烯网，孔径为30～50mm。沉水植被层3处于表层固定网6上，用于对经过过滤吸附处理的排水进行最后一步的吸附处理，排水经过沉水植被层3后排放到湖泊中。
44.在本技术的另外一些实施例中，本技术的穿孔管7包括沿湿地池体宽度方向布置的横向管和沿湿地池体长度方向布置的纵向管，如图2所述，多根横向管和多根纵向管相互连通均匀分布于填料层内。穿孔管7为dn80～dn150的pe或upvc穿孔管，孔径为8～15mm，相邻两孔间距为150～200mm，呈“王”字型布置在下填料层8中。连接管1管径与穿孔管7相同，为聚乙烯软管，一端连接在沉淀池上部，一端与穿孔管7连接，起到将排口15污水输送到湿地池体的作用。
45.穿孔管7需要均匀的将连接管1的出水分散到湿地池体内，因此本实施例通过将穿孔管7设置为多根横向管和多根纵向管，横向管和纵向管均匀分散在湿地池体内，可以将沉淀池的排水均匀分布，使湿地池体内的填料能够很好的对排水进行处理。
46.在本技术进一步的实施例中，本实施例对填料层的结构进行了优化，具体的，如图3所示，本实施例的填料层包括由下至上依次叠加布置的下填料层8、中填料层9和上填料层10，下填料层8的填料粒径大于中填料层9的填料粒径大于上填料层10的填料粒径。中填料层9为粒径20～30mm的碎石填料，厚度为300～350mm；下填料层8为粒径50～70mm的碎石填料，厚度为300～350mm。
47.处于湿地池体下端的填料的粒径大，处于湿地池体上端的填料的粒径小，由于排水是自下而上的流动，因此湿地池体下部的填料接触到的排水杂质含量最多，如果采用粒径较小的填料，就非常容易堵塞，因此本案将大粒径的填料布置在湿地池体的下部，而流入到湿地池体上层的排水杂质含量减少，使用小粒径的填料吸附效果好，不容易堵塞。而且即便是上层的小粒径填料出现堵塞，因为处于湿地池体上层，方便清理。
48.在本技术的一些实施例中，本实施例对上填料层10进行了优化，具体的如图3所示，上填料层10包括多个陶粒网箱11，陶粒网箱11内填充有轻质陶粒填料，多个陶粒网箱11拼装连接形成上填料层10。
49.陶粒网箱11长度和宽度均为1～2m，厚度为250～350mm的封闭模块化网箱，采用不锈钢骨架，聚乙烯网面，网孔孔径为10～12mm，内部填充轻质陶粒填料，满铺于中填料层9上。轻质陶粒填料为粒径12～15mm，密度0.6～0.8g/cm2的轻质页岩陶粒或粉煤灰陶粒。陶粒网箱11与轻质陶粒填料的组合结构方便清理，一旦出现堵塞情况，即可将陶粒网箱11取出进行清洗。
50.在本技术的进一步实施例中，本实施例的陶粒网箱11是在拆除表面的表层固定网
6和沉水植被层3后可自行漂浮到水面的轻质网箱结构。
51.因为本技术的湿地单元完全没入水中，在陶粒网箱11出现堵塞时，不方便将其取出清洗，因此本实施例将陶粒网箱11与轻质陶粒填料设置为可漂浮的结构，当去掉表层固定网6和沉水植被层3后，陶粒网箱11在浮力的作用下，自动漂浮到水面上，方便对陶粒网箱11进行清洗。
52.在本技术的一些实施例中，本实施例对沉淀池的结构做了进一步的优化，具体的如图1和3所示，沉淀池包括隔水布12，隔水布12沿竖向布置于排口外侧形成围绕排口的包围式结构，隔水布12的上端漂浮在水面上，下端固定在湖泊底部。
53.使用隔水布12作为沉淀池的池体部分，布置起来极为方便，无需在湖泊内进行土建施工，隔水布12形成的沉淀池是柔性的结构，适应水流冲击的能力好，隔水布12形成的沉淀池可以根据需求进行范围的调整，适应各种不同的地形要求。
54.在本技术的另外一些实施例中，本实施例对沉淀池的结构做了进一步的优化，具体的如图1和3所示，隔水布的上端设置有漂浮体13，多个漂浮体13相互间隔布置。
55.通过漂浮体13在水中对隔水布12进行支撑，利用漂浮体13使隔水布12悬置于水中，形成稳定的沉淀池池体结构，布置方便，另外可以通过调节漂浮体13改变沉淀池的结构，以此来适应不同的地形要求。
56.在本技术的另外一些实施例中，本实施例对沉淀池的结构做了更进一步的优化，具体的如图3所示，隔水布12的下端安装有铁链坠子14。铁链坠子14将隔水布12的下端埋设在湖泊底部，使沉淀池内外两侧的水体相互隔绝。整个布置结构极为简单。
57.在本技术的一些实施例中，对于沉水植被层3做了进一步的优化，具体的，沉水植被层3种植的植物为粉绿狐尾藻、苦草或是菹草中的一种或是几种，种植密度为16～24株/m2。
58.实际使用时，排口15的排水直接进入到隔水布12围成的沉淀池内，排水在沉淀池内沉淀，上层排水通过连接管1进入到湿地池体，排水通过穿孔管7均匀分散到湿地池体内，排水由下至上依次穿过下填料层8、中填料层9和上填料层10，穿过表层固定网6进入到沉水植被层3，经过植被处理后排放到湖泊水体中。
59.当填料出现堵塞时，将对应堵塞区域的沉水植被层3揭开，取下对应堵塞区域的表层固定网6，堵塞的陶粒网箱11会自动漂浮到水面上，在水面上对堵塞的陶粒网箱11进行清洗，完成后下放陶粒网箱11归为，恢复表层固定网6和沉水植被层3即可。
60.如图2所示，本技术的横向指图2中的左右方向，纵向指图2中的上下方向，竖向指图2中垂直纸面的方向。
61.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。