[发明专利]一种强化电阻率差异的人工湿地堵塞区域探测方法

说明书

本发明公开了一种强化电阻率差异的人工湿地堵塞区域探测方法。通过添加NaCl溶液的方式来强化堵塞区域与未堵塞区域的电阻率差异。添加NaCl溶液后，堵塞区域中短时间内无法流进NaCl溶液，所以堵塞区域的电阻率会比未堵塞的区域电阻率高。因此，未加入和加入NaCl溶液测得的电阻率分布存在较大差异，而NaCl溶液饱和人工湿地中由于堵塞区域的存在，相较于未加入NaCl溶液的人工湿地电阻率分布变化较大，其电阻率分布图上出现的高阻区域即为堵塞区域，实现人工湿地堵塞区域的监测和定位。本发明具有简单、经济、实施方便的特点，为人工湿地的持续、高效运行提供有力的技术保障。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种强化电阻率差异的人工湿地堵塞区域探测方法。

背景技术

人工湿地污水处理技术是20世纪70年代兴起的一种污水处理生态工程新技术，由于具有灵活性好、投资少、能耗低、去污能力较强、管理方便、无二次污染等优点，应用日益普遍。然而近年来，人工湿地在运行过程中频繁出现堵塞等问题，净化性能下降，使用年限缩短。如美国及英国的355个潜流人工湿地中，近一半在使用五年内发生堵塞，填料水力传导率大幅下降，80%的水流直接由床体表面越流排出系统，出水水质恶化，服务年限由设计时的50-100年降低为10年、5年甚至更短；国内的白泥坑、雁田、沙田等人工湿地也出现了不同程度的堵塞现象。可见，人工湿地系统内部的堵塞问题已严重影响到人工湿地的持久、高效运行。

目前，对人工湿地发生堵塞判断的研究方法比较单一，都是基于示踪实验的表观水力停留时间（HRT）和停留时间分布（RDT）来研究人工湿地水力性能特征，并通过人工湿地水力性能来确定人工湿地是否发生堵塞。然而这种确定堵塞的方法都是针对人工湿地整体进行评价的，无法对堵塞区域进行精确的预报和定位，致使在治理堵塞的时候只能针对于人工湿地整体进行更换填料或疏通，时间成本高、经济效益差。因此，针对人工湿地堵塞区域的精确监测是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有人工湿地无法精确监测和定位堵塞区域，致使堵塞治理维护没有有效的技术依据的问题，提供一种实施方便、堵塞监测和定位准确的探测方法，可实现人工湿地堵塞区域的精确监测和定位，为人工湿地的持续、高效运行提供技术保障。

具体步骤为：

（1）人工湿地资料收集：主要包括床体结构和填料。

（2）首先基于人工湿地的原始状态，在未加入NaCl溶液的情况下，测量人工湿地的电阻率分布情况。

（3）在人工湿地进水区加入浓度为100-400mg/L的NaCl溶液，并持续用NaCl溶液置换掉人工湿地中的污水。

（4）监测人工湿地出水口处NaCl溶液的浓度，当人工湿地出水中的NaCl溶液浓度与加入的NaCl溶液浓度相同时，封闭人工湿地进出水，直到测量完成。

（5）测量NaCl溶液饱和人工湿地的电阻率分布。

（6）对比未加入NaCl溶液和NaCl溶液饱和人工湿地的电阻率分布图，如果人工湿地没有发生堵塞，各部分电阻率特征相似，电阻率分布差别不大。

（7）如果人工湿地发生堵塞，则堵塞区域中的填料孔隙多为无机物、不可溶的有机物、可溶性有机物以及比重较小且含水率高达99%的活性污泥状物质填充；另外，由于水中的腐殖质、富里酸及植物纤维有机物能够形成低密度、高持水性的凝胶状污泥填充，从而使堵塞区域水力传导降低直至堵塞，因此添加NaCl溶液后，堵塞区域中短时间内无法流进NaCl溶液，所以堵塞区域的电阻率会比未堵塞的区域电阻率高。因此，未加入和加入NaCl溶液测得的电阻率分布存在较大差异，而NaCl溶液饱和人工湿地中由于堵塞区域的存在，相较于未加入NaCl溶液的人工湿地电阻率分布变化较大，其电阻率分布图上出现的高阻区域即为堵塞区域，至此能实现人工湿地堵塞区域的监测和定位。