一种人工湿地抗堵塞布水和反冲洗的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种人工湿地抗堵塞布水和反冲洗的装置，位于人工湿地表面及下填料层内的布水管通过进水阀及管路连接湿地进水，可实现从上往下逐层无间断配水，在布水管连接进水的湿地同一端，出水管和填料层内布水管分别通过反冲洗进水阀及管道连接反冲洗进水，可作为反冲洗分层进水管,在布水管连接湿地进水的相对一端，湿地底部出水管连接出水阀门及管道、布水管分别连接反冲洗出水阀及管道，可就近收集反冲洗水排出,填料内布水管距离两端10～30cm处通过中间管连接空气管，空气管与大气相通，可实现利用填料层内管道布水时系统的自动进气增氧。结构简单，使用方便，可延缓湿地堵塞，延长湿地使用时间，提高了反冲洗效率，节约水资源。
【专利说明】
-种人工湿地抗堵塞布水和反冲洗的装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于污水处理生态工程技术领域，更具体设及一种人工湿地抗堵塞布 水和反冲洗的装置，它适用于人工湿地填料堵塞的问题。
【背景技术】
[0002] 人工湿地是一种生态环保的污水处理技术，常用于污水处理及尾水深度净化，处 理效果良好，且兼具景观效果，运行维护简单、费用低，因而应用范围广泛。但人工湿地普遍 存在堵塞问题，造成其处理效果下降，水力传导能力降低，表面积水和蚊蛹拳生等现象，已 成为制约该技术推广应用的一大瓶颈。已有报道表明，湿地堵塞最严重的区域在靠近布水 的位置，主要为渺泥和悬浮物等的积累，生物膜过度生长，使得溶解氧下降。
[0003] 针对运一难题的技术方法主要有：
[0004] (1)对湿地进水进行预处理。如《一种人工湿地防堵塞方法》(化200910199880.9) 公开了一种在湿地主体单元前设置渗滤巧对进水进行预处理和水量调节的方法。《滤布防 堵塞强化复合流人工湿地生活污水处理系统》(化200910194656.0)则采用滤布进行污水 预处理。
[0005] (2)优化湿地结构与运行方式。如《一种延长复合垂直流人工湿地服务年限的装 置》(化201320304263.2)中公开了一种可W交替更换进出水方向的复合垂直流人工湿地 系统，该系统可W有效的延长湿地使用年限。
[0006] (3)选择合适的填料与级配方式。通过选取合适的填料W及优化填料级配可W有 效延缓堵塞的发生。一般填料粒径越大，湿地越不容易堵塞，但会影响净化效果，需要在运 两点上寻求平衡。
[0007] (4)对堵塞后湿地系统进行恢复。已报道的措施主要有更换湿地表层填料，进行填 料反冲洗，超声波清洗填料，引入版蝴等上壤生物等。
[000引现有的技术方法可W在一定程度上预防和解决湿地堵塞的问题，但通常旨在预防 与延缓湿地堵塞的发生，或作为湿地堵塞后的恢复措施，鲜有能将预防湿地堵塞，延长湿地 使用寿命，同时保证湿地处理水量水质，并有益于堵塞恢复等方面结合的综合性技术，且常 需另建构筑物、管道系统或装置，占地面积增大，成本投入高，不够经济实用，适用范围比较 有限。
【发明内容】
[0009] 本实用新型的目的是在于提供了一种人工湿地抗堵塞布水和反冲洗的装置，结构 简单，使用方便，可延缓湿地堵塞，延长了湿地使用时间，提高了反冲洗效率，节约水资源。
[0010] 为了实现上述的目的，本实用新型采用W下技术措施：
[0011] 其技术构思是:一种人工湿地抗堵塞布水和反冲洗装置，能延缓湿地堵塞，保证湿 地的长期有效运行，同时提高湿地填料恢复和反冲洗效率。基于人工湿地运行时，靠近布水 的填料最易发生堵塞的现实，本实用新型考虑因时适势地变换布水位置，将湿地内各个空 间高度的填料轮换作为布水的最近层，W解决人工湿地表层发生堵塞时，需整体停止运行， 进行堵塞恢复的技术短板。从而增加湿地使用寿命，充分利用各层填料，延长湿地填料的恢 复周期，减少填料恢复对系统稳定性的冲击，如填料内微生物活性等。湿地反冲洗时，将上 述出水管和分层布水管用作反冲洗进水及集水管，根据各层实际堵塞情况设定反冲洗强度 和反冲洗时间等参数，合理分配反冲洗水，针对性地进行清洗，并就近排出反冲洗水，缩短 反冲洗水在湿地内的流动距离和能量损耗，减少了冲洗下来的堵塞物质被再次截留和沉降 的程度。
[0012] -种人工湿地抗堵塞布水和反冲洗的装置，该装置包括人工湿地池体、填料床、栽 种于填料表面的挺水植物、从上往下依次分层铺设的位于人工湿地表面及其下填料层内的 第一布水管、第二布水管、第=布水管、与填料内第二布水管、第=布水管连接的中间管和 空气管、位于湿地底部的出水管、湿地第一进水阀、第二进水阀、第=进水阀和出水阀及管 路、湿地第一反冲洗进水阀、第二反冲洗进水阀、第=反冲洗进水阀与第一反冲洗出水阀、 第二反冲洗出水阀、第=反冲洗出水阀及管路、第一填料层、第二填料层、第=填料层，其特 征在于:位于人工湿地表面及其下填料层内的第一布水管、第二布水管、第=布水管一端分 别通过第一进水阀、第二进水阀、第=进水阀及管路连接湿地进水水源，在第一布水管、第 二布水管和第=布水管连接进水的湿地同一端，出水管和第=布水管、第二布水管分别通 过第一反冲洗进水阀、第二反冲洗进水阀、第=反冲洗进水阀及管道连接反冲洗进水水源， 在第一布水管、第二布水管和第=布水管连接湿地进水的相对一端，湿地底部出水管连接 出水阀口及管道、第=布水管、第二布水管、第一布水管分别连接第一反冲洗出水阀、第二 反冲洗出水阀、第=反冲洗出水阀及管道，第二布水管、第=布水管距离两端10~30cm处通 过中间管连接空气管，空气管与大气相通，W实现利用填料内管道布水时系统的自动进气 增氧。
[0013] 所述的人工湿地池体为混凝±砖搁结构；其中填充的填料为沸石、无烟煤、页岩、 赔石、陶瓷滤料、碱石、钢渣、生物陶粒、砂和±壤其中的一种或二至十种混合（多种）；填料 顶部栽种的挺水植物为芦韦、香蒲、莎草、黑=棱、灯屯、草、美人蕉、水杉、富蒲、水葱、慈茹、 水雍草、莲子草、水芹、苔草等中的一种或二至十四种混栽(多种）。
[0014] 所述的第一布水管、第二布水管、第S布水管和出水管为PVC管材，布水管分层数 量、位置和间距视湿地运行工况、填料粒径、级配和总深度等条件确定；
[0015] 所述的第一布水管、第二布水管、第=布水管和出水管包括水平布置的布水干管 和一端与干管相连水平延伸的布水支管，支管数为6~12根，支管上设有支管孔，W最大程 度实现均匀布水。
[0016] 所述的中间管和空气管皆为PVC管材，中间管直径为25mm、32mm中一种，长20-50mm，中间管与第二布水管、第=布水管的干管连接处距离布水管两端均为10-15cm，空气 管直径为32mm、40mm、50mm中一种，顶部高出填料表面5-lOcm，且安有多孔通气隔离网罩，防 止杂物落入管路中。
[0017] 与现有技术相比，本实用新型有W下优点和技术效果：
[0018] 1、本实用新型通过分层布水，缓解了表层填料集中堵塞现象，解决了由于湿地表 层堵塞所致的表层W下填料得不到充分利用的实际问题，延长了湿地的使用寿命。
[0019] 2、利用下层管路配水运行时，其上层填料可同步静置或配合其他措施进行堵塞恢 复，实现湿地无间断运行。
[0020] 3、本实用新型的新型反冲洗方式对各层针对性地恢复，反洗效果更佳，实现了水 量优化配置与利用，高效环保。
[0021] 4、反冲洗管路即布水和出水管，无需单独铺设，节约了建设和维护成本。
[0022] 本实用新型较常规的湿地系统堵塞恢复周期延长了 1.68倍，期间各污染物指标去 除率保持在较高稳定水平，有效延缓了湿地的堵塞，增加了湿地的使用寿命;实现相同的反 冲洗效果，本实用新型相对传统地反冲洗方式用水量减少了 47%，达到了反冲洗水合理高 效环保分配的目标。
【附图说明】
[0023] 图1为一种人工湿地抗堵塞布水和反冲洗的装置整体结构示意图；
[0024] 图2为一种人工湿地抗堵塞布水和反冲洗的装置中的管道示意图；
[0025] 图3为一种人工湿地抗堵塞布水和反冲洗的装置俯视示意图；
[0026] 图4为一种人工湿地抗堵塞布水和反冲洗的装置中的空气管与布水干管连接的剖 面示意图。
[0027] 其中：1-第一进水阀；2-第二进水阀；3-第立进水阀；4-出水阀；5-第一反冲洗进 水阀；6-第二反冲洗进水阀；7-第=反冲洗进水阀；8-第一反冲洗出水阀；9-第二反冲洗出 水阀；10-第S反冲洗出水阀；11-人工湿地池体；12-填料床;13-挺水植物；14-第一布水管； 15-第二布水管；16-第S布水管；17-出水管；18-布水干管；19-布水支管；19-1-支管孔;20-空气管;21-中间管；111-第一填料层;222-第二填料层;333-第=填料层。
【具体实施方式】
[0028] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用W解释本 实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0029] 实施例1:
[0030] 本实用新型采用的技术方案如下:在现有普通人工湿地表层及其下分层设置布水 系统，湿地表层W下布水管道上连接有与大气连通的通气管，W实现其自动增氧。湿地运行 时，首先用表层管路布水，工作一段时间，当湿地堵塞时，换用下一层布水系统配水，该管道 W上填料层同步静置或配合其他方式进行部分堵塞恢复，如此依次往下推进逐层进水，W 延长湿地使用寿命和堵塞恢复周期。当用最下层布水管道配水一段时间后，湿地再次堵塞 时，关闭各进水阀口出水阀口，湿地停止运行，进入反冲洗堵塞恢复阶段。从下往上依次开 启各层反冲洗进水阀口，将出水管或该层布水管用作反冲洗进水管，并根据该层填料堵塞 严重程度设定该层反冲洗强度和反冲洗时间等参数，开启该层对侧最近反冲洗出水阀口， 就近排出反冲洗水，W提高反冲洗效率，节约水资源。
[0031] -种人工湿地抗堵塞布水和反冲洗的装置，该装置包括人工湿地池体11，尺寸为 长Im X宽Im X高1.6m，由混凝±和砖搁筑而成;充填于池体中的填料床12，其顶部湿地设有 超高空间IOcm;栽种于填料表面的挺水植物美人蕉13、从上往下依次分层铺设的位于人工 湿地表面及其下填料层内的第一布水管14、第二布水管15、第=布水管16、与填料内第二布 水管15、第=布水管16连接的中间管21和空气管20、位于湿地底部的出水管17、湿地第一进 水阀1、第二进水阀2、第=进水阀3和出水阀4及管路、湿地第一反冲洗进水阀5、第二反冲洗 进水阀6、第=反冲洗进水阀7与第一反冲洗出水阀8、第二反冲洗出水阀9、第=反冲洗出水 阀10及管路、第一填料层111、第二填料层222、第=填料层333,其特征在于:位于人工湿地 表面及其下填料层内的第一布水管14、第二布水管15、第=布水管16-端分别通过第一进 水阀1、第二进水阀2、第=进水阀3及管路连接湿地进水水源，W实现其依次进水布水功能； 在第一布水管14、第二布水管15和第=布水管16连接进水的湿地同一端，出水管17和第= 布水管16、第二布水管15分别通过第一反冲洗进水阀5、第二反冲洗进水阀6、第=反冲洗进 水阀7及管道连接反冲洗进水水源，W实现其依次作为反冲洗进水和布水管路的功能;在第 一布水管14、第二布水管15和第=布水管16连接湿地进水的相对一端，湿地底部出水管17 连接出水阀口 4及管道、第=布水管16、第二布水管15、第一布水管14分别连接第一反冲洗 出水阀8、第二反冲洗出水阀9、第=反冲洗出水阀10及管道，反冲洗时由上述布水管收集反 冲洗出水后排出。第二布水管15、第S布水管16距离两端15cm处分别通过中间管21连接空 气管20,空气管20与大气相通，W实现利用填料内管道布水时系统的自动进气增氧。
[0032] 所述的第一布水管14、第二布水管15、第S布水管16和出水管17均为PVC管材，皆 由水平布置的干管18和一端与干管相连的均匀分布，水平延伸的8根支管19组成，支管19 一 端通过S通连接干管18,另一端封堵。干管18直径为50mm，长1.0m，支管19直径32mm，长 0.4m，其上设有均匀分布的支管孔19-1，W最大程度实现均匀布水，孔径5mm，孔距120mm。
[0033] 所述的中间管21和空气管20皆为PVC管材，中间管21直径32mm，长50mm，其与第二 布水管15、第S布水管16的干管连接处距离布水管两端均为15cm;空气管20直径50mm，顶部 高出填料表面5cm，安有多孔通气隔离网罩20-1，防止杂物落入管路中。
[0034] 所述布水管14，15，16距基质表面垂直高度分别为:0畑1，40畑1，80畑1，湿地填料级配 和布水管道分层设置详见下表：
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[0036]对于填料深度小于1. Om的人工湿地，布水分层为2-3层;深度介于1.0-1.5m，分层 数为3-4层;深度进一步加大，分层数亦可增加，但考虑到湿地内溶解氧等条件对湿地处理 效果的影响，需有辅助曝气等措施，同时应权衡填料成本的增加与湿地使用寿命的延长两 点考虑。填料粒径d6〇<2mm时，分层高度为10-20cm; d册介于2-8mm时，分层高度为20-40cm; dso 〉2mm时，分层高度大于40cm。
[0037]本领域的技术人员容易理解，W上所述仅为发明的较佳实施例而已，并不用W限 制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均 应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种人工湿地抗堵塞布水和反冲洗的装置，该装置包括人工湿地池体（11)、填料床 (12)、栽种于填料表面的挺水植物（13)、从上往下依次分层铺设的位于人工湿地表面及其 下填料层内的第一布水管（14)、第二布水管（15)、第三布水管（16)、与填料内第二布水管 (15)、第三布水管（16)连接的中间管(21)和空气管(20)、位于湿地底部的出水管（17)、湿地 第一进水阀（1)、第二进水阀（2)、第三进水阀（3)和出水阀（4)及管路、湿地第一反冲洗进水 阀（5)、第二反冲洗进水阀(6)、第三反冲洗进水阀（7)与第一反冲洗出水阀(8)、第二反冲洗 出水阀(9 )、第三反冲洗出水阀（10 )及管路、第一填料层（111 )、第二填料层(222 )、第三填料 层(333)，其特征在于:位于人工湿地表面及其下填料层内的第一布水管（14)、第二布水管 (15)、第三布水管（16)-端分别通过第一进水阀（1)、第二进水阀（2)、第三进水阀（3)及管 路连接湿地进水水源，在第一布水管（14)，第二布水管（15)和第三布水管（16)连接进水的 湿地同一端，出水管（17)和第三布水管（16)、第二布水管（15)分别通过第一反冲洗进水阀 (5)、第二反冲洗进水阀（6)、第三反冲洗进水阀（7)及管道连接反冲洗进水水源，在第一布 水管（14)、第二布水管（15)和第三布水管（16)连接湿地进水的相对一端，湿地底部出水管 (17)连接出水阀门（4)及管道，第三布水管（16)、第二布水管（15)、第一布水管（14)分别连 接第一反冲洗出水阀(8)、第二反冲洗出水阀(9)、第三反冲洗出水阀（10)及管道，第二布水 管（15)、第三布水管（16)分别通过中间管(21)连接空气管(20)，空气管(20)与大气相通。2. 根据权利要求1所述的一种人工湿地抗堵塞布水和反冲洗的装置，其特征在于:所述 的第一布水管（14)、第二布水管（15)、第三布水管（16)和出水管（17)均为PVC管材，包括水 平布置的布水干管（18)和一端与干管相连水平延伸的布水支管（19)，支管为6~12根，支管 上设有支管孔(19-1)。3. 根据权利要求1所述的一种人工湿地抗堵塞布水和反冲洗的装置，其特征在于:所述 的中间管（21)和空气管（20)为PVC管材，中间管（21)直径为25mm、32mm中一种，长50mm，中间 管（21)与第二布水管（15)、第三布水管（16)的干管连接处距离布水管两端为15cm，空气管 (20)直径为32mm、40mm、50mm中一种，顶部高出填料表面5-10cm，安有多孔通气隔离网罩 (20-1)〇4. 根据权利要求1所述的一种人工湿地抗堵塞布水和反冲洗的装置，其特征在于:所述 的填料顶部栽种的挺水植物为芦苇、香蒲、莎草、黑三棱、灯心草、美人蕉、水杉、菖蒲、水葱、 慈菇、水雍草、莲子草、水芹、苔草等中的一种或二至十四种混栽。
【文档编号】C02F3/32GK205472964SQ201620205458
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月17日
【发明人】吴振斌, 王媚, 徐栋, 张义, 武俊梅, 陈迪松, 贺锋, 周巧红
【申请人】中国科学院水生生物研究所