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一種適用于水體富營養化治理的表潛一體式復合人工濕地.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510376649.8

申請日:

2015.07.01

公開號:

CN104986862A

公開日:

2015.10.21

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):C02F 3/32申請日:20150701|||公開
IPC分類號: C02F3/32 主分類號: C02F3/32
申請人: 武漢中科水生環境工程股份有限公司
發明人: 劉志軍; 王碩; 嚴倩倩; 徐小樂
地址: 430071湖北省武漢市武昌區新民主路786號華銀大廈25樓
優先權:
專利代理機構: 武漢開元知識產權代理有限公司42104 代理人: 俞鴻
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510376649.8

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.02.22|||2015.11.18|||2015.10.21

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及人工濕地處理污水的技術領域,具體地指一種適用于水體富營養化治理的表潛一體式復合人工濕地。包括設置在第一濕地墻體和第二濕地墻體之間的上下疊加不連通的表面流人工濕地和水平潛流式人工濕地、設置在第一濕地墻體和外圍濕地墻體之間的下行式垂直流人工濕地和設置在第二濕地墻體和外圍濕地墻體之間的上行式垂直流人工濕地。本發明通過將表面流、水平潛流和垂直潛流人工濕地以折流的方式組合在一起,有效的降低了人工濕地的占地面積。另外本發明結構緊湊,多重復合的設計,具有極高的運行效率,調節池和中間水池的設置,有效的增強了人工濕地的抗堵塞能力。

權利要求書

權利要求書
1.  一種適用于水體富營養化治理的表潛一體式復合人工濕地,包括與外側隔離的“口”字形外圍濕地墻體(1)、設置在外圍濕地墻體(1)內的平行間隔布置的第一濕地墻體(2)和第二濕地墻體(3)、布置在外圍濕地墻體(1)上的進水管(4)和出水管(5),其特征在于:還包括設置在第一濕地墻體(2)和第二濕地墻體(3)之間的上下疊加不連通的表面流人工濕地(6)和水平潛流式人工濕地(7)、設置在第一濕地墻體(2)和外圍濕地墻體(1)之間的下行式垂直流人工濕地(8)和設置在第二濕地墻體(3)和外圍濕地墻體(1)之間的上行式垂直流人工濕地(9);
所述的表面流人工濕地(6)的出口端與下行式垂直流人工濕地(8)的上端連通;
所述的下行式垂直流人工濕地(8)與上行式垂直流人工濕地(9)相對設置于表面流人工濕地(6)的兩側,下行式垂直流人工濕地(8)與上行式垂直流人工濕地(9)包括植被層和填料層,且下行式垂直流人工濕地(8)的植被層種植于陶粒網箱(16)內;所述的下行式垂直流人工濕地(8)下端與水平潛流式人工濕地(7)下端連通;所述的上行式垂直流人工濕地(9)下端與水平潛流式人工濕地(7)下端連通;
所述的進水管(4)與表面流人工濕地(6)進口端連通,出水管(5)與上行式垂直流人工濕地(9)出口端連通。

2.  如權利要求1所述的一種適用于水體富營養化治理的表潛一體式復合人工濕地,其特征在于:所述的第一濕地墻體(2)下端設置有不少于2個的連通下行式垂直流人工濕地(8)與水平潛流式人工濕地(7)的第一整流孔(10);所述的第二濕地墻體(3)下端設置有不少于2個的連通上行式垂直流人工濕地(9)與水平潛流式人工濕地(7)的第二整流孔(11)。

3.  如權利要求1所述的一種適用于水體富營養化治理的表潛一體式復合人工濕地,其特征在于:所述的表面流人工濕地(6)的進 口端設置有與之連通的調節池(12);所述的調節池(12)的有效水深不小于1.5m,調節池(12)與進水管(4)的出口端連通。

4.  如權利要求3所述的一種適用于水體富營養化治理的表潛一體式復合人工濕地,其特征在于:所述的表面流人工濕地(6)的出口端設置有與之連通的中間水池(13);所述的中間水池(13)的有效水深不小于1.5m,中間水池(13)的出口端與下行式垂直流人工濕地(8)連通。

5.  如權利要求1所述的一種適用于水體富營養化治理的表潛一體式復合人工濕地,其特征在于:所述的下行式垂直流人工濕地(8)的上端安裝有配水管(21),配水管(21)的進口端與中間水池(13)的出口端連通。

6.  如權利要求1所述的一種適用于水體富營養化治理的表潛一體式復合人工濕地,其特征在于:所述的上行式垂直流人工濕地(9)的上端安裝有集水管(22),集水管(22)的出口端與出水管(5)的進口端連通。

7.  如權利要求1所述的一種適用于水體富營養化治理的表潛一體式復合人工濕地,其特征在于:所述的填料層包括由上至下依次排列的第一礫石層(18)、第二礫石層(19)和第三礫石層(20)。

8.  如權利要求7所述的一種適用于水體富營養化治理的表潛一體式復合人工濕地,其特征在于:所述的第一礫石層(18)的厚度為700~900mm;所述的第二礫石層(19)的厚度為600~700mm;所述的第三礫石層(20)的厚度為600~900mm。

9.  如權利要求8所述的一種適用于水體富營養化治理的表潛一體式復合人工濕地,其特征在于:所述的第一礫石層(18)由粒徑為6~12mm的礫石組成;所述的第二礫石層(19)由粒徑為15~25mm的礫石組成;所述的第三礫石層(20)由粒徑為30~60mm的礫石組成。

10.  如權利要求1所述的一種適用于水體富營養化治理的表潛一體式復合人工濕地,其特征在于:所述的植被層(15)種植的植物為 蘆葦、香蒲、再力花、鳶尾、美人蕉、燈芯草或菖蒲中的一種或幾種。

說明書

說明書一種適用于水體富營養化治理的表潛一體式復合人工濕地
技術領域
本發明涉及人工濕地處理污水的技術領域,具體地指一種適用于水體富營養化治理的表潛一體式復合人工濕地。
背景技術
人工濕地技術起源于上世紀70年代,是在土地處理、穩定塘、生物濾池等污水處理技術基礎上發展起來的一種人工構建并控制的主要利用天然凈化能力的污水處理技術。經過多年發展,該技術已在生活污水處理、面源污染控制、水體修復等領域有了廣泛的應用。它主要是通過濕地植物、土壤、填料、微生物的物理、化學、生物三重協同作用來凈化污水,具有結構簡單,維護方便,運行費用低,景觀效果好的優點。
人工濕地可分為表面流人工濕地、水平潛流式人工濕地和垂直流人工濕地,三種人工濕地各有不同的優缺點,例如表面流人工濕地存在易滋生蚊蠅、去污能力有限、硝化能力不高的缺點;水平潛流人工濕地存在易堵塞、硝化能力差的缺點;垂直潛流人工濕地存在易堵塞、建設成本高和管理維護復雜的缺點,實際使用時可以綜合三者的優點實行串聯組合的方式進行處理污水,例如申請號為201310721638.X名為“一種組合人工濕地系統及其污水處理方法”的中國專利介紹了一種將表面流人工濕地和潛流式人工濕地組合在一起的一種人工濕地,該方案將表面流人工濕地和潛流式人工濕地有機的組合在一起,解決了表面流人工濕地和潛流式人工濕地單獨使用時出現的缺陷,但是該方案需要串聯組合多級表面流人工濕地和潛流式人工濕地,占地面積太大,對于一些生活用地緊張的城市明顯不太適用。
發明內容
本發明的目的就是要解決上述背景技術提到的現有技術人工濕地占地面積達、易發臭和堵塞的問題,提供一種適用于水體富營養化治理的表潛一體式復合人工濕地。
本發明的技術方案為:一種適用于水體富營養化治理的表潛一體式復合人工濕地,包括與外側隔離的“口”字形外圍濕地墻體、設置在外圍濕地墻體內的平行間隔布置的第一濕地墻體和第二濕地墻體、布置在外圍濕地墻體上的進水管和出水管,其特征在于:還包括設置在第一濕地墻體和第二濕地墻體之間的上下疊加不連通的表面流人工濕地和水平潛流式人工濕地、設置在第一濕地墻體和外圍濕地墻體之間的下行式垂直流人工濕地和設置在第二濕地墻體和外圍濕地墻體之間的上行式垂直流人工濕地;
所述的表面流人工濕地的出口端與下行式垂直流人工濕地的上端連通;
所述的下行式垂直流人工濕地與上行式垂直流人工濕地相對設置于表面流人工濕地的兩側,下行式垂直流人工濕地與上行式垂直流人工濕地包括植被層和填料層,且下行式垂直流人工濕地的植被層種植于陶粒網箱內;所述的下行式垂直流人工濕地下端與水平潛流式人工濕地下端連通;所述的上行式垂直流人工濕地下端與水平潛流式人工濕地下端連通;
所述的進水管與表面流人工濕地進口端連通,出水管與上行式垂直流人工濕地出口端連通。
進一步的所述的第一濕地墻體下端設置有不少于2個的連通下行式垂直流人工濕地與水平潛流式人工濕地的第一整流孔;所述的第二濕地墻體下端設置有不少于2個的連通上行式垂直流人工濕地與水平潛流式人工濕地的第二整流孔。
進一步的所述的表面流人工濕地的進口端設置有與之連通的調節池;所述的調節池的有效水深不小于1.5m,調節池與進水管的出 口端連通。
進一步的所述的表面流人工濕地的出口端設置有與之連通的中間水池;所述的中間水池的有效水深不小于1.5m,中間水池的出口端與下行式垂直流人工濕地連通。
進一步的所述的下行式垂直流人工濕地的上端安裝有配水管,配水管的進口端與中間水池的出口端連通。
進一步的所述的上行式垂直流人工濕地的上端安裝有集水管,集水管的出口端與出水管的進口端連通。
進一步的所述的填料層包括由上至下依次排列的第一礫石層、第二礫石層和第三礫石層。
進一步的所述的第一礫石層的厚度為700~900mm;所述的第二礫石層的厚度為600~700mm;所述的第三礫石層的厚度為600~900mm。
進一步的所述的第一礫石層由粒徑為6~12mm的礫石組成;所述的第二礫石層由粒徑為15~25mm的礫石組成;所述的第三礫石層由粒徑為30~60mm的礫石組成。
進一步的所述的植被層種植的植物為蘆葦、香蒲、再力花、鳶尾、美人蕉、燈芯草或菖蒲中的一種或幾種。
本發明具有的優點有:1、通過折流的方式將表面流、水平潛流和垂直潛流人工濕地有機的組合在一起,極大程度的減少了人工濕地的占地面積,尤其適用于處理用地緊張的城市產生的生活污水;
2、通過將表面流和潛流人工濕地組合在一起,極大程度的增強了人工濕地處理污水的效率,也避免了單獨使用表面流或者潛流人工濕地時的各種缺點;
3、通過設置陶粒網箱、調節池、中間水池、溢流管和整流孔等調節設施,提高了整個人工濕地抗堵塞的能力,解決了人工濕地后續運作過程中出現的維修難的問題;
4、本發明的人工濕地結構布置精巧,能夠很好的適用于城市土地緊張的區域,既節省了大量的用地,又解決了普通的表面流濕地易 發臭污染周邊環境、潛流式人工濕地易堵塞的問題,具有極大的推廣價值。
附圖說明
圖1:本發明的俯視圖;
圖2;本發明的A-A視圖;
圖3;本發明的B-B視圖;
圖4;本發明的C-C視圖;
圖5:本發明的植被種植結構示意圖;
其中:1—外圍濕地墻體;2—第一濕地墻體;3—第二濕地墻體;4—進水管;5—出水管;6—表面流人工濕地;7—水平潛流式人工濕地;8—下行式垂直流人工濕地;9—上行式垂直流人工濕地;10—第一整流孔;11—第二整流孔;12—調節池;13—中間水池;14—填料層;15—植被層;16—陶粒網箱;17—溢水管;18—第一礫石層;19—第二礫石層;20—第三礫石層;21—配水管;22—集水管;23—第一溢水孔;24—第二溢水孔。
具體實施方式
如圖1~5所示的復合人工濕地,將人工濕地與外側隔開的外圍濕地墻體1為“口”字形,實際使用過程中,可以采用其他的形狀,根據實際地形來布置,外圍濕地墻體1內設置有兩堵間隔平行布置的第一濕地墻體2和第二濕地墻體3,第一濕地墻體2和第二濕地墻體3將外圍濕地墻體1分割成三個腔室,其中第一濕地墻體2和第二濕地墻體3之間設置有上下疊加不連通的表面流人工濕地6和水平潛流式人工濕地7、第一濕地墻體2和外圍濕地墻體1之間設置有下行式垂直流人工濕地8、第二濕地墻體3和外圍濕地墻體1之間設置上行式垂直流人工濕地9,下行式垂直流人工濕地8與上行式垂直流人工濕地9相對設置于表面流人工濕地6的兩側,這樣以折流的方式將表面流和潛流式人工濕地結合在一起,減小占地面積,節省空間。
如圖1所示,實際運行時為了保證穩定供水,在表面流人工濕地 6的進口端設置有調節池12,調節池12有效水深不小于1.5m,調節水池12與表面流人工濕地6間隔的濕地墻體上段設置有多個第一溢水孔23,待處理的污水經過調節水池12的緩沖作用,從第一溢水孔23平穩均勻的流到表面流人工濕地6上,使表面流人工濕地6上各處位置處理的污水大致相當,提高表面流人工濕地6的處理效率。另外,調節池12上還設置有溢水管17,溢水管17的作用是在進水管4水量過大導致水流不及時將水排放到人工濕地外,避免對人工濕地造成損壞。
如圖5所示,在表面流人工濕地6出口端相對于調節池12的位置處設置有中間水池13,中間水池13與表面流人工濕地6之間的墻體上設置有多個第二溢水孔24,經過表面流人工濕地6處理后的污水通過第二溢水孔24均勻穩定的進入到中間水池13,中間水池13與下行式垂直流人工濕地8連通。中間水池13的作用于調節池12的作用類似,主要是將污水平穩均勻的分布到下行式垂直流人工濕地8上。
下行式垂直流人工濕地8在使用過程中需要保證污水能夠均勻的流經下行式垂直流人工濕地8上端面,因此在下行式垂直流人工濕地8的上端面上設置有配水管21,配水管21的進口端與中間水池13的出口端連通,配水管21為具有多個放水孔的管狀結構,通過設置在主題上的多個放水孔將污水均勻的分布到下行式垂直流人工濕地8的上端面,有效的提高下行式垂直流人工濕地8處理效率。
相對于下行式垂直流人工濕地8上的配水管21,上行式垂直流人工濕地9上端面設置有集水管22,集水管22的結構與配水管21的結構相同,主要作用是將上行式垂直流人工濕地9處理后的污水收集排放,其中集水管22的出口端與出水管5連通。
經過下行式垂直流人工濕地8處理后的污水需要進入到水平潛流式人工濕地7,因此在第一濕地墻體2的下端設置有不少于2個的第一整流孔10,污水通過第一整流孔10進入到水平潛流式人工濕地7中。
經過水平潛流式人工濕地7處理后的污水進入到上行式垂直流人工濕地9的下端,因此在第二濕地墻體3的下端設置有不少于2個的第二整流孔11,污水通過第二整流孔11進入到上行式垂直流人工濕地9。
如圖1、2和3所示,表面流人工濕地6與水平潛流式人工濕地7不連通,兩者之間設置一層防滲膜,防滲膜的上方鋪設一層厚度為500~800mm的粘土,再在粘土層上種植植被,表面流人工濕地6有效處理水深為400~600mm。
如圖5中,表面流人工濕地6上端種植的植被包括沉水植物和浮葉植物,其中沉水植物為狐尾藻、金魚藻、黑藻、苦草、菹草中的一種或幾種的組合,如圖5中為黑藻和苦草混合種植。表面流人工濕地6上種植的浮葉植物為睡蓮、芡實、荇菜、菱角、馬來眼子菜中的一種或幾種的組合,如圖5中為睡蓮和芡實混合種植。
水平潛流式人工濕地7主要由礫石組成,其中礫石的粒徑為30~60mm,礫石層的厚度為1200~1500mm,礫石層能夠起到過濾和吸附的作用。
如圖3~4所示,下行式垂直流人工濕地8和上行式垂直流人工濕地9包括填料層14和植被層15,其中下行式垂直流人工濕地8中的植被層15種植在陶粒網箱16內,進水中的雜物容易堵塞填料層14,增加陶粒網箱16便于在填料層14被堵塞時,將植被層15拿出來,清理下行式垂直流人工濕地8。
其中,填料層14包括依次上下疊加布置的第一礫石層18、第二礫石層19和第三礫石層20,三層礫石層可以有效的將污水中的雜質吸附去除掉。三層礫石層的厚度和粒徑均不相同,分別為第一礫石層18為700~900mm,由粒徑為6~12mm的礫石組成;第二礫石層19為600~700mm,由粒徑為6~12mm的礫石組成;第三礫石層20的厚度為600~900mm,由粒徑為30~60mm的礫石組成。
實際應用中,下行式垂直流人工濕地8位于進水一端,污水中含有的雜質比上行式垂直流人工濕地9所處理的污水多,因此,下行式 垂直流人工濕地8中的第三層礫石層20比上行式垂直流人工濕地9的第三層礫石層20厚100~150mm,但礫石層的粒徑相同,均為30~60mm。
下行式垂直流人工濕地8整體厚道高于上行式垂直流人工濕地9,這樣可以形成一個高度差,有利于污水的流動。
植被層15種植的植物為蘆葦、香蒲、再力花、鳶尾、美人蕉、燈芯草或菖蒲中的一種或幾種。
實施例1:表面流人工濕地6長10700mm、寬6520mm,表面種植的沉水植物為黑藻和苦草,種植的浮葉植物為睡蓮和芡實,種植的密度為25株/m2。下行式垂直流人工濕地8和上行式垂直流人工濕地9長12000mm、寬4000mm,表面種植的植物層為鳶尾、美人蕉和菖蒲,各占32m2,種植密度為25株/m2。采用該方案處理富營養污水的結果見表1:
表1:實施例1處理結果

實施例2:表面流人工濕地6長10700mm、寬6520mm,表面種植的沉水植物為金魚藻和苦草,種植的浮葉植物為睡蓮和芡實,種植的密度為25株/m2。下行式垂直流人工濕地8和上行式垂直流人工濕地9長12000mm、寬4000mm,表面種植的植物層為美人蕉,種植密度為25株/m2。采用該方案處理富營養污水的結果見表2:
表2:實施例2處理結果


對比兩次實施例的處理結果,可以看到水質有明顯的改善,證明本發明具有良好的改善水質的優點。
本發明通過將表面流、水平潛流和垂直潛流人工濕地以折流的方式組合在一起,有效的降低了人工濕地的占地面積。另外本發明結構緊湊,多重復合的設計,具有極高的運行效率,陶粒網箱、調節池和中間水池的設置,有效的增強了人工濕地的抗堵塞能力。

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一種 適用于 水體 富營養化 治理 表潛一 體式 復合 人工 濕地
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