[发明专利]一种正粒径水平潜流人工湿地系统及运行方法在审

专利信息
申请号: 201810701239.X 申请日: 2018-06-29
公开(公告)号: CN110655190A 公开(公告)日: 2020-01-07
发明(设计)人: 王亚宜;赵宇豪;曹丽娟;姜广萌 申请(专利权)人: 同济大学
主分类号: C02F3/32 分类号: C02F3/32
代理公司: 31225 上海科盛知识产权代理有限公司 代理人: 吴文滨
地址: 200092 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 基质层 反应单元 基质区 出水单元 基质粒径 进水单元 湿地系统 依次设置 基质 粒径 水平潜流人工湿地 环境变化 粒径分布 水流方向 重力流动 纵向空间 水源水 植物区 出水 错流 短流 两级 排出 湿地 开发
【说明书】:

发明涉及一种正粒径水平潜流人工湿地系统及运行方法,湿地系统包括沿水平方向依次设置的进水单元、反应单元及出水单元,反应单元包括基质区以及设置在基质区上的植物区,基质区包括沿水流方向依次设置的第一基质层、第二基质层,第一基质层内的基质粒径大于第二基质层内的基质粒径;运行方法为:水源水经进水单元进入反应单元,依次在第一基质层、第二基质层内反应后,由出水单元排出。与现有技术相比,本发明湿地系统占地面积较小,充分开发利用纵向空间,将基质的粒径级数分为两级,使反应单元内的基质以正粒径分布,利用重力流动,减少短流与错流,节省了湿地的占地面积,提高了出水处理效果和抗击环境变化能力,经济效益好。

技术领域

本发明属于给水处理技术领域,涉及一种正粒径水平潜流人工湿地系统及运行方法。

背景技术

人工湿地是借助人为力量建立起来的、与天然湿地功能相类似的一种湿地类型,是根据天然湿地生态修复的原理,借助人工强化的控制运行措施实现水体原位净化的技术措施。人工湿地对污染物质的去除是基于基质-植物-微生物的共同作用,通过构成人工湿地生态系统,实现污染物质的去除。填料不仅能够作为物理吸附介质,对污染物质进行截留,同时还能够为微生物提供栖息场所。植物通过自身的合成与分解代谢实现对原水中污染物质的去除。同时,植物发达的根系系统与填料组成微孔结构,为微生物提供了较适宜的溶解氧环境,有助于填料中生物反应的进行。原水(水源水)通过水平推流方式在人工湿地系统中得到处理,不仅增加了池体的空间利用率,同时提高了对污染物质的处理能力。由于水平潜流通常是地下式或半地下式,系统保温性能优于表面流湿地,进水液面位于基质层以下,减少了蚊蝇滋生的现象。另一方面,湿地系统中水生植物的设置具有较好的美学价值,改善了城市水环境。因此,人工湿地技术具有较为广阔的发展空间。

然而,系统堵塞是人工湿地面临的一大难题,会导致孔隙率与渗透系数减小,使产水率降低,出现短流现象,进而影响湿地系统的处理效果,缩短湿地寿命。水源水中的固体物质分两类:一类是可生物降解的有机质,另一类是不可生物降解的悬浮物质。当两类物质进入湿地系统之后,可生物降解的有机质伴随着微生物的生长而被降解,微生物的生长会堵塞填料空隙;不可生物降解的悬浮物质沉积在颗粒填料内部的空隙中,同时填料本身的化学反应也会堵塞填料空隙。而在湿地中,基质粒径是影响孔隙度与渗透系数的关键因素,基质粒径越大,则孔隙率越大,渗透系数越大,越不容易堵塞,相应的基质截留能力越差,对污染物处理效果越差;基质粒径越小,则孔隙度越小,渗透系数越小,越容易堵塞,相应的基质截留能力越好,对污染物处理效果越好。现阶段应用的潜流人工湿地仅仅是传统的表面流人工湿地、水平潜流式人工湿地、垂直流人工湿地的平面串联应用,仍存在着占地面积较大,工艺较复杂,系统易堵塞等问题。

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用于水源水原位净化的正粒径水平潜流人工湿地系统及运行方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:

一种正粒径水平潜流人工湿地系统,该湿地系统包括沿水平方向依次设置的进水单元、反应单元及出水单元,所述的反应单元包括基质区以及设置在基质区上的植物区,所述的基质区包括沿水流方向依次设置的第一基质层、第二基质层,所述的第一基质层内的基质粒径大于第二基质层内的基质粒径。第一基质层及第二基质层沿水流方向形成正粒径排列。基质区内有微生物。

进一步地,所述的进水单元包括进水池、与进水池的内部相连通的进水管以及设置在进水池与反应单元之间的第一卵石层。第一卵石层作为进水区,对进水进行均布。

进一步地,所述的进水单元还包括与进水池的内部相连通的溢流管,并且所述的进水管的高度大于溢流管的高度。

作为优选的技术方案,所述的进水管为DN25mm进水管,所述的溢流管为DN50mm的溢流管。

进一步地,所述的进水池与第一卵石层之间设有第一穿孔花墙,该第一穿孔花墙上布设有多个穿墙孔。

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