[发明专利]兼有水质净化和盾构废浆/弃土消纳处置功能的人工湿地装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境保护技术领域的装置，具体是涉及一种兼有水质净化和盾构废浆/弃土消纳处置功能的人工湿地。

背景技术

在盾构施工过程中，开挖土料与泥水混合形成高密度泥浆，由排浆泵及管道输送至地面，经过滚动筛，除砂器等物理分离形成工程上无法回用的厚浆，厚浆排入弃浆池，久而久之表层干化为弃土。泥水盾构的出浆量一般为掘土体积的2～3倍，若不经妥善，必将会对周边生态环境造成破坏。同时，盾构弃土均为地下深层土质，本身的污染性小，是极好的资源化材料，因此应加以适当处理，以利于今后的开发利用。

传统的泥浆处理技术有填埋法、固化法、土地耕作法等。普通的填埋法土方工程量比较大，并且不具备生态功能，可能会为环境安全留下隐患；固化法成本偏高，并且彻底改变了盾构弃土的物理性质，加大了资源化利用的难度；土地耕作法对地形地貌以及土壤结构要求较高，不易展开实施。

开发针对盾构废浆和弃土的生态方法可以有效解决这类环境问题。既能够有效储备废弃物资源，同时也不造成环境污染。采用生态人工湿地(Constructed Wetland，CW)是一种应用广泛的生态工程技术，指用人工筑成水池或沟槽，底面铺设防渗漏隔水层，填充一定深度的基质层，种植水生植物，利用基质、植物、微生物的物理、化学、生物协同作用使污水得到净化。传统人工湿地按照污水流动方式分为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。目前人工湿地普遍用于水质污染的净化和生态环境的改善，得到广泛的重视和发展。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种将废浆和弃土作为具有利用价值的资源封存起来，既解决了废浆和弃土的消纳问题，又起到净化水质的作用，低碳环保、运行成本低、易于管理维护的兼有水质净化和盾构废浆/弃土消纳处置功能的人工湿地装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：兼有水质净化和盾构废浆/弃土消纳处置功能的人工湿地装置，该装置按水流方向包括进水槽，湿地床和出水槽，其特征在于，所述的湿地床内设有废浆消纳区或者弃土消纳区，当待处理盾构废弃物为液态废浆时，所述的湿地床包括自上而下分别是人工浮床区、过渡区和废浆消纳区，或者，当待处理盾构废弃物为固状弃土时，所述的湿地床包括自上而下分别是人工湿地区和弃土消纳区。

所述的装置为长方体槽状，其长宽比为(3～5)∶1，装置主体位于地面以下，高度相对水面液位的超高不小于0.3m，所述的人工浮床区水深为0.4～0.5m，过渡区为0.2～0.3m，所述的废浆消纳区深度为3～5m；所述的人工湿地区包括植物区和基质层，植物区水深为0.2～0.3m、基质层厚度为0.2～0.3m，所述的弃土消纳区深度一般为3～5m。

所述的装置的BOD₅负荷为15～50Kg/hm².d，水力负荷小于0.1m³/m².d，水力停留时间为3～6d，水力坡度为小于0.5％。

所述的进水槽与湿地床之间设有穿孔墙，通过穿孔墙进行均匀布水，所述的穿孔墙的孔洞设于水面以下0.1～0.2m处。

所述的湿地床与出水槽之间设有可控制液位的多根集水弯管，多根集水弯管并列设置。

所述的多根集水弯管根据实际需要可设置1-10根。

所述的废浆消纳区上部中央位置设有三角反射档板，该三角反射档板通过泥浆输送管连接泥浆泵，待处置废浆通过泥浆泵及泥浆输送管道从废浆消纳区上部中央位置注入，通过三角反射档板将泥浆分散进入到废浆消纳区，同时加大颗粒碰撞，增进泥水分离，所述的废浆消纳区底部设有防渗层；

所述的弃土消纳区底部以及弃土消纳区与湿地植物区之间均设有防渗层，待处置弃土一次性填入弃土消纳区中，待处置含水率低于20％，人工湿地区为表面流人工湿地或水平潜流人工湿地。

所述的防渗层的渗透系数小于或等于10^-8m/s，该防渗层由工程防水材料制成，所述的防渗层为黏土层或聚乙烯薄膜。

所述的人工浮床区或人工湿地区种植具有一定景观或经济价值的水生植物，种植密度为3株/m²～9株/m²；可选择多种植物作为优势种搭配栽种，增加植物的多样性并具有景观效果。

所述的人工浮床区由浮床植物通过扦插移栽而成，应用定植篮或穿孔泡沫板对植物进行固定；所述的湿地植物区由水生植物通过扦插移栽固定于土壤中而成。