一种潜流人工湿地堵塞监测装置的制作方法

本技术涉及潜流人工湿地监测，具体为一种潜流人工湿地堵塞监测装置。

背景技术：

1、潜流人工湿地因其良好的污染物去除效果被广泛应用在污水处理厂尾水处理、再生水回用等领域，一般而言，在潜流人工湿地进水处设置过滤装置对悬浮固体颗粒物进行过滤，但是潜流人工湿地在长时间运行过程中难免会出现堵塞的情况，按照成因主要来自三方面：(1)物理成因，包括填料老化脱落产生的细小颗粒物，进水没过滤完全的ss在湿地过水缝隙不断积累形成较大颗粒团，堵塞过水通道；(2)化学成因，湿地内部污染物与填料之间发生化学或微电解反应，形成沉淀物质，积累形成堵塞物质；(3)生物成因，主要是湿地微生物生长代谢产生的胞外聚合物。

2、如何去除堵塞目前没有特别有效的方法，尤其是物理化学原因造成的堵塞，现有的堵塞去除方法也主要针对生物原因形成的堵塞，如停床整修或潮汐运行，然而据调研，现有潜流人工湿地，尤其是污水处理厂尾水人工湿地，为了达到受纳水体的水质目标，都是不间断运行的，一旦停止运行或者潮汐运行，都无法满足受纳水体达标要求。其他措施，如投放特定微生物菌剂，技术还不成熟，未能应用到实际工程中。人工湿地一旦堵塞，不仅会对出水水质造成较大影响，影响受纳水体断面达标，同时，堵塞严重时潜流人工湿地会形成渍水，滋生蚊蝇，影响观感。目前，在工程中遇到堵塞最常见的做法是对潜流人工湿地进行填料开挖，置换填料，工程量大、成本高，如果能在潜流人工湿地发生严重堵塞前，对其进行监测，以了解潜流人工湿地的堵塞状况，提前采取措施，避免更严重堵塞的发生，对维持潜流人工湿地正常运行、保障受纳水体断面达标或再生水循环利用具有重要的意义，同时有针对性的对局部堵塞位点进行填料置换，也为运维节省了成本。

3、目前未见成熟的潜流人工湿地监测方法，授权公开号为cn106680326b的发明专利《一种潜流人工湿地堵塞的探测方法》通过排空潜流人工湿地，测量视电阻的方式来评估潜流人工湿地的堵塞程度，但是现实工程中，潜流人工湿地一般都是不间断运行，很难有排空条件；授权公告号为cn 112393816b的发明专利《一种潜流人工湿地堵塞和短流的探测方法》介绍了一种在湿地中放入大量温度传感器，通入不同温度水以了解潜流人工湿地堵塞的方法，在现实工程中难以实现，一是大量传感器投资较大，且长期埋在污水流过的环境中存在运维困难、易损耗的问题，二是变温通水同样需要提前排空潜流人工湿地水，难以实现，三是变温会不会对潜流人工湿地微生物菌落、植物生存造成影响还有待进一步评估。王宇擎等人(2018年)撰写的论文《潜流人工湿地堵塞程度的原位测定研究》中，描述了以渗透系数法为测定原理构建了人工湿地堵塞程度原位测定法，并结合压力探测和数据处理模块开发了人工湿地堵塞程度原位测定仪，简单便捷，但是该方法是基于渗透系数法来算得各参数的，潜流人工湿地粒径一般较大，而达西渗流仅对沙土及极细的黏土有效，曹志翔等人(2019年)在论文《粗粒土渗透系数计算模型及试验研究》中描述非达西渗透模型各参数条件随粗颗粒粒径、空隙率的变化而变化，不是一个确定值，王宇擎等人的方法虽简便可行，但是误差难以评估。

技术实现思路

1、本实用新型目的是提供一种潜流人工湿地堵塞监测装置，解决现有技术中存在的上述问题。

2、本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种潜流人工湿地堵塞监测装置，包括：监测管，监测管上下两端开口，监测管内部从底部往上大于30cm的位置设置控制其内部通道开闭的启闭盘。

4、本实用新型的有益效果为：根据文献及试验情况，潜流人工湿地主要在补水层下30cm的位置处较容易堵塞，故本实用新型重点关注植物覆盖层下30cm的填料层堵塞状况，所述装置在使用时，将填料层上所覆种植土层挪开，然后将监测管垂直插入填料中，插入深度为30cm，启闭盘先闭合，然后向监测管内注入水，使得监测管内在启闭盘的上方区域可以盛装一定量的水，再开启启闭盘，监测管内所盛装的水可以经启闭盘往下流，通过水位-时间数据，则可以评估该点的堵塞情况，监测过程中不影响人工湿地的正常运行，而且正常工况下测得的堵塞参数更可信，在时间充足的情况下可以对每个监测点位挨个测量，成本极低，准确度高，没有使用各类模型，免去了模型误差，数据均为测试结果的直接反映，直观反映真实堵塞状况，测试过程快速、便捷，且操作方便、简单。

5、在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

6、进一步，监测管为透明管，监测管的壁面上沿其长度方向设置刻度线，刻度线的起点从监测管底部开始，且往上依次增加。

7、采用上述进一步的有益效果为：该结构的监测管可以适用于使用秒表法监测填料堵塞状况，水位变化观察直观准确。

8、进一步，启闭盘上具有压力传感器。

9、采用上述进一步的有益效果为：在监测管内盛装水以后，所盛装的水将对压力传感器产生一个压力，水位不同，压力传感器所测得的压力值将不同，通过压力-时间变化可以对应计算水位-时间数据，以便评估堵塞情况，数据可以自动保存，以便追溯。

10、进一步，启闭盘为百叶式结构，监测管外具有控制启闭盘中各启闭页转动以完成启闭盘开闭的控制杆。

11、进一步，启闭盘位于监测管内部从监测管底部往上35cm处的位置。

12、进一步，监测管的长度为100cm，监测管的内部口径为30cm。

技术特征：

1.一种潜流人工湿地堵塞监测装置，其特征在于，包括：监测管(1)，所述监测管(1)上下两端开口，所述监测管(1)内部从底部往上大于30cm的位置设置控制其内部通道开闭的启闭盘(2)。

2.根据权利要求1所述一种潜流人工湿地堵塞监测装置，其特征在于，所述监测管(1)为透明管，所述监测管(1)的壁面上沿其长度方向设置刻度线，所述刻度线的起点从监测管(1)底部开始，且往上依次增加。

3.根据权利要求1所述一种潜流人工湿地堵塞监测装置，其特征在于，所述启闭盘(2)上具有压力传感器。

4.根据权利要求1所述一种潜流人工湿地堵塞监测装置，其特征在于，所述启闭盘(2)为百叶式结构，所述监测管(1)外具有控制启闭盘(2)中各启闭页(210)转动以完成启闭盘(2)开闭的控制杆(220)。

5.根据权利要求1～4任一项所述一种潜流人工湿地堵塞监测装置，其特征在于，所述启闭盘(2)位于监测管(1)内部从监测管(1)底部往上35cm处的位置。

6.根据权利要求5所述一种潜流人工湿地堵塞监测装置，其特征在于，所述监测管(1)的长度为100cm，所述监测管(1)的内部口径为30cm。

技术总结
本技术涉及潜流人工湿地堵塞监测装置，监测管内部从底部往上大于30cm的位置设置控制其内部通道开闭的启闭盘。本技术的有益效果为：将监测管垂直插入填料中，插入深度为30cm，启闭盘先闭合，然后向监测管内注入水，使得监测管内在启闭盘的上方区域可以盛装一定量的水，再开启启闭盘，监测管内所盛装的水可以经启闭盘往下流，通过水位‑时间数据，则可以评估该点的堵塞情况，监测过程中不影响人工湿地的正常运行，正常工况下测得的堵塞参数更可信，在时间充足的情况下可以对每个监测点位挨个测量，成本极低，准确度高，没有使用各类模型，免去了模型误差，数据均为测试结果的直接反映，直观反映真实堵塞状况，测试过程快速、便捷。

技术研发人员：苏苑君,谢舒婷,张锐,王跃昌,游觅
受保护的技术使用者：远浪潮生态建设（湖北）有限公司
技术研发日：20230329
技术公布日：2024/1/13