一种低畦强化表流人工湿地系统及其运行方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于净化生活等有机污水的表流人工湿地系统的构筑及运行方法，属于水处理技术领域。
【背景技术】
[0002]人工湿地是仿照自然湿地，由人工建造、控制和运行的综合生态系统。污水在有控制地排放到人工湿地之后，在物理、化学、生物三重协同作用下，被湿地中的介质、植物和微生物吸附、过滤、分解，达到污水处理与资源化的良好效益。同时，由于人工湿地具有投资及运行、维护成本低，适用范围广泛，耐冲击和负荷强等诸多优点，目前已经得到了较广泛的应用。根据系统布水方式，人工湿地可划分为表流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。
[0003]其中，表流人工湿地是指污水从湿地表面漫流过的构筑物，与其它类型的人工湿地相比，其结构简单，建筑成本低。污水在基质表面推流下前进，通过植物与微生物的生化作用、基质的吸附过滤沉降来达到净化污水的目的。
[0004]然而，现有的表流人工湿地由于动植物种类较单一、生物链断裂以及水流与床体接触面积小等原因，存在污水净化效率低下、出水浑浊等弊端。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有表流人工湿地存在的净水效率低、出水浑浊等不足，提供一种可实现水生动植物多样性、能显著提高净水效率的低畦强化表流人工湿地系统及其运行方法。
[0006]本发明的低畦强化表流人工湿地系统，采用下述技术方案:
[0007]该人工湿地系统，包括进水管、布水堰、床体、出水堰和出水管，床体内填充有基质，床体上设置有进水管与出水管，床体内在进水管一侧与出水管一侧分别设置有布水堰和出水堰，床体底面由进水端向出水端倾斜，倾斜度为3.5% _5%，在基质表面起垅形成低
m十-
[0008]所述床体呈长方形，长宽比为1.8-2.0:1，其长宽根据实际情况确定，深度为1.2_1.3m0
[0009]所述基质填充深度为0.6-0.7m。
[0010]所述布水堰和出水堰设置在基质表面以上0.3m处。
[0011]所述布水堰和出水堰均为由粒径12-20cm的砾石堆砌的高为0.4-0.45m的三角堰。
[0012]所述在基质表面起垅形成低畦，是指在基质表面堆起下底和高均为0.5-0.6m的梯形垅，使基质表面形成低畦，低畦宽度为3-3.2m，梯形垅所占基质表面面积控制在基质总表面积的35-38%。
[0013]上述低畦强化表流人工湿地系统的运行方法为:
[0014](I)淹没式运行:
[0015]在梯形垅处种植挺水植物，低畦的畦面种植沉水或漂浮植物，养护3-5天，在植物成活之后，投放底栖水生动物，15天后正式运行；运行时，污水由进水管经布水堰进入床体，并且完全淹没基质(包括梯形垅及低畦的畦面)，水流在基质表面及植物植株间流动，得到充分净化后，经出水堰由出水管流出。
[0016](2)非淹没式运行:
[0017]在梯形垅处种植挺水植物，低畦的畦面种植沉水或漂浮植物，养护3-5天，在植物成活之后，投放底栖水生动物，15天后正式运行；运行时，污水由进水管经布水堰进入床体，运行时，污水由进水管经布水堰进入床体，控制污水在低畦的畦面中流动，保证基质处于非完全淹没状态，水流在基质及植物根系的缝隙中流动，得到净化后，经出水堰由出水管流出。
[0018]本发明具有以下特点:
[0019](I)与传统的表流人工湿地相比，基质的接触面积增大，基质的吸附过滤效率更尚O
[0020](2)挺水、沉水和漂浮植物搭配种植，植物的多样性增加，提高污水净化效果。
[0021](3)为水生生物提供了更适宜的生存环境使湿地系统生物链更加完整。
[0022](4)占地面积小，运行维护管理方便，投资及运行费用低。
【附图说明】
[0023]图1是本发明低畦强化表流人工湿地系统的结构示意图。
[0024]图2是图1的俯视图。
[0025]图3是图1的横剖面示意图。
[0026]图中:1、进水管，2、布水堰，3、床体，4、出水管，5、低畦。
【具体实施方式】
[0027]本发明的低畦式表流人工湿地系统，其结构如图1、图2和图3所示。包括进水管1、布水堰2、床体3、出水堰和出水管4。床体3由混凝土筑成，呈长方形，长宽比为1.8-2.0:1，其长宽根据实际情况确定，深度为1.2-1.3m。床体3内填充基质(轻壤土和中壤土)，并压实，填充深度为0.6-0.7m。床体3的长度方向的两侧分别在基质表面以上约0.3m处分别设置进水管I与出水管4。床体3的长度方向的两侧分别设置有布水堰2和出水堰，布水堰2和出水堰均为由粒径12-20cm的烁石或石子堆砌的高为0.4-0.45m的三角堰。床体3底面由进水端向出水端倾斜，倾斜度为3.5% -5%。
[0028]在基质表面堆起下底和高均为0.5-0.6m的梯形垅，使基质表面起垅形成低畦5，低畦宽度为3-3.2m，梯形垅所占基质表面面积控制在基质总表面积的35-38%。
[0029]低畦式表流人工湿地分为淹没式和非淹没式两种运行方法。
[0030]淹没式低畦表流人工湿地，是在基质表面堆积下底和高均为0.5-0.55m的梯形垅，形成低畦6，畦宽3.1-3.2m。梯形垅内种植挺水植物(芦苇、菰草等)，畦面种植沉水或漂浮植物(苦草、莕菜等)。养护3-5天后，投放底栖水生动物(中华田螺等)，15天后即可正式运行。运行时，污水由进水管I经布水堰2进入床体I并且完全淹没梯形。
[0031]非淹没式低畦表流人工湿地，在基质表面堆积的梯形垅高于淹没式，下底和高均为0.55-0.6m，形成低畦6，畦宽3.0-3.lm。梯形垅处种植挺水植物(芦苇)，畦面种植沉水植物(黑藻)。养护3-5天后，投放中华田螺等底栖水生动物，15天后即可正式运行。运行时，污水由进水管I经布水堰2进入床体1，控制污水沿畦面流动而不淹没梯形垅。
【主权项】
1.一种低畦强化表流人工湿地系统，包括进水管、布水堰、床体、出水堰和出水管，其特征是，床体内填充有基质，床体上设置有进水管与出水管，床体内在进水管一侧与出水管一侧分别设置有布水堰和出水堰，床体底面由进水端向出水端倾斜，倾斜度为3.5% -5%，在基质表面起塊形成低畦。
2.根据权利要求1所述的低畦强化表流人工湿地系统，其特征是，所述床体呈长方形，长宽比为1.8-2.0:1，深度为1.2-1.3mο
3.根据权利要求1所述的低畦强化表流人工湿地系统，其特征是，所述基质填充深度为 0.6-0.7m。
4.根据权利要求1所述的低畦强化表流人工湿地系统，其特征是，所述布水堰和出水堰设置在基质表面以上0.3m处。
5.根据权利要求1所述的低畦强化表流人工湿地系统，其特征是，所述布水堰和出水堰均为由粒径12-20cm的砾石堆砌的高为0.4-0.45m的三角堰。
6.根据权利要求1所述的低畦强化表流人工湿地系统，其特征是，所述在基质表面起垅形成低畦，是指在基质表面堆起下底和高均为0.5-0.6m的梯形垅，使基质表面形成低畦，低畦宽度为3-3.2m，梯形垅所占基质表面面积为基质总表面积的35-38%。
7.—种权利要求1所述的低畦强化表流人工湿地系统的运行方法，其特征是，包括淹没式运行和非淹没式运行: (1)淹没式运行: 在梯形垅处种植挺水植物，低畦的畦面种植沉水或漂浮植物，养护3-5天，在植物成活之后，投放底栖水生动物，15天后正式运行；运行时，污水由进水管经布水堰进入床体，并且完全淹没基质(包括梯形垅及低畦的畦面)，水流在基质表面及植物植株间流动，得到充分净化后，经出水堰由出水管流出。 (2)非淹没式运行: 在梯形垅处种植挺水植物，低畦的畦面种植沉水或漂浮植物，养护3-5天，在植物成活之后，投放底栖水生动物，15天后正式运行；运行时，污水由进水管经布水堰进入床体，运行时，污水由进水管经布水堰进入床体，控制污水在低畦的畦面中流动，保证基质处于非完全淹没状态，水流在基质及植物根系的缝隙中流动，得到净化后，经出水堰由出水管流出。
【专利摘要】一种低畦强化表流人工湿地系统及其运行方法，该人工湿地系统包括进水管、布水堰、床体、出水堰和出水管，床体内填充有基质，床体上设置有进水管与出水管，床体内在进水管一侧与出水管一侧分别设置有布水堰和出水堰，床体底面由进水端向出水端倾斜，倾斜度为3.5％-5％，在基质表面起垅形成低畦。上述低畦强化表流人工湿地系统包括淹没式和非淹没式两种运行方法。本发明占地面积小，运行维护管理方便，投资及运行费用低，基质的接触面积增大，基质的吸附过滤效率更高，挺水、沉水和漂浮植物搭配种植，植物的多样性增加，提高污水净化效果，为水生生物提供了更适宜的生存环境使湿地系统生物链更加完整。
【IPC分类】C02F3-32
【公开号】CN104671422
【申请号】CN201510097997
【发明人】张建, 董上上, 邱宪锋, 张成禄, 房鑫, 王希, 康中杰, 鹿绍宇, 邱乙伦
【申请人】山东大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年3月5日