一種可有效改善人工濕地填料堵塞的系統及其方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及人工濕地污水處理技術，尤其涉及一種可有效改善人工濕地填料堵塞系統及其方法。
【背景技術】
[0002]人工濕地處理系統是對自然濕地的模擬，它是以污水處理為目標，經人工設計、建造的工程化的濕地系統。它利用自然生態系統中的物理、化學和生物的三重協同作用來實現污水的凈化作用，使水質得到不同程度的改善，實現對廢水的生態處理。
[0003]人工濕地作為一個完整的生態系統，它是由池體、填料、植物及微生物等構成。而填料又是整個系統中相當重要的組成分，它不僅為微生物的附著、植物的生長提供適宜的條件，而且自身還通過沉降絡合、吸附和氧化還原等作用有效去除雜質。
[0004]人工濕地主要依靠填料上生長的微生物磨合植物根莖不斷繁殖進行新陳代謝來處理污水，能有效地去除污水中的有機物、懸浮物、TN(總氮)、TP(總磷)、SS(顆粒懸浮物)、重金屬、病原體等雜質質。但是隨著時間的推移，部分營養物質會逐漸地積累，濕地中的微生物相應大量繁殖，所產生的代謝產物、腐爛的植物根系、以及污水中的一些懸浮物，會不斷堵塞填料空隙。如果此時對濕地不進行及時維護，便很容易產生淤積、堵塞現象。當堵塞現象發生時，使得廢水的有效停留時間減少，原來的流動路徑短路，廢水在濕地表面徑流，水力傳導性、濕地處理效果和運行壽命降低。
[0005]目前針對人工濕地填料堵塞的問題，學者們主要是改善填料的級配和采用動力反沖洗技術等方式。優化填料級配只能延緩填料的阻塞時間，而不能從根本上解決填料的阻塞問題。動力反沖洗技術采用了鼓風設備和栗等動力設備，并配備的了控制系統。其缺點在于耗能高、控制復雜、操作繁瑣及經常需要維護等缺點。
【發明內容】
[0006]本發明為克服現有技術的缺陷，提供一種可有效改善人工濕地填料堵塞的系統及其方法。
[0007]本發明采用以下技術方案:
[0008]—種可有效改善人工濕地填料堵塞的系統，包括依次連接的布水渠、裝有填料層的潛流池和集水渠，布水渠底部設有排空閥門，所述布水渠和潛流池之間設有流通污水的溢流口，所述布水渠底部與潛流池底部之間設有沖洗主管，所述沖洗主管設有控制污水進入潛流池或布水渠內的沖洗閥門，所述沖洗主管還設有位于潛流池內的沖洗支管；所述潛流池與集水渠之間設有集水主管，所述集水主管的一端設有位于潛流池內的集水支管，所述集水主管的另一端設有至少兩個不同高度水位的出水閥門。
[0009]其中，所述布水渠設有進水閥門，所述布水渠的上部和潛流池上部之間設有溢流
□ O
[0010]優選的，所述布水渠的底面沿布水渠寬度方向、與水平面呈一定角度，即布水渠的底面相對于水平面為一斜面，所述排空閥門設置在地勢較低的一端。具有斜面的布水渠底部更加有利于將污水排空。
[0011]優選的，所述沖洗支管的管體設有孔結構。具體為:沖洗支管的下半個圓周設有左右交錯的兩排孔，兩排開孔呈60°、90°或120°角。孔的形狀為長方形或圓形，其中長方形孔的尺寸長50?100cm，寬0.3?1cm，相鄰孔的間隔為10?30cm。圓形孔的尺寸直徑為0.3?1.5cm,相鄰孔間距為I?5cm。有益效果是:經過大量實驗驗證與分析，上述條件下的沖洗效果更好。
[0012]優選的，為使沖洗更加全面，布水渠寬度方向上設置多根沖洗主管，相鄰沖洗主管間距4?6mο
[0013]優選的，沖洗閥門為水平向，可增大液位差更有利于沖洗，且易操作開關。
[0014]優選的，所述集水主管的另一端設有高、中、低水位出水閥門，高水位出水閥門連接的集水主管的管頂高程和填料層頂端相同，中水位出水閥門連接的集水主管的管道高程和填料層的中間相同，低水位出水閥門連接的集水主管的管道高程和填料層的底端相同。所述集水主管的另一端也可設有大于3個不同高度水位的出水閥門。
[0015]優選的，所述布水渠和集水渠均設有蓋板，蓋板為預制成品或者現澆蓋板，厚度為10?15cm，使污水處理的過程呈現一個相對密閉的環境，防止污染環境。
[0016]利用所述系統的一種可有效改善人工濕地填料堵塞的方法，包括以下沖洗方法之一或者多種，包括如下方法:
[0017](I)關閉布水渠排空閥門、沖洗閥門、低水位出水閥門，潛流池水位達到高水位出水閥門管道管底高程，打開低水位出水閥門，污水夾雜填料空隙間雜質流出，實現對填料的正沖洗；
[0018](2)打開布水渠進水閥門，關閉布水渠排空閥門和沖洗閥門，待布水渠水滿時，關閉中水位出水閥門和布水渠進水閥門，同時打開低水位出水閥門，潛流池水排空后，再打開布水渠進水閥門和沖洗閥門，實現對填料的正沖洗；
[0019](3)潛流池進滿污水后，關閉布水渠進水閥門、低水位出水閥門、低水位出水閥門、打開布水渠排空閥門，布水渠內水排空后，打開沖洗閥門，實現對填料的反沖洗。
[0020]進一步，為更好實現本發明所述可有效改善人工濕地填料堵塞的方法，提供一種系統，所述系統包括依次連接的布水渠、裝有填料層的潛流池和集水渠，所述布水渠設有進水閥門，布水渠底部設有排空閥門；所述布水渠和潛流池之間設有流通污水的溢流口，所述布水渠底部與潛流池底部之間設有沖洗主管，所述沖洗主管設有控制污水進入潛流池或布水渠內的沖洗閥門，所述沖洗主管還設有位于潛流池內的沖洗支管；所述潛流池與集水渠之間設有集水主管，所述集水主管的一端設有位于潛流池內的集水支管，所述集水主管的另一端設有至少兩個不同高度水位的出水閥門。
[0021]利用該系統的一種可有效改善人工濕地填料堵塞的方法，實現所述對填料正沖洗的方法具體為:
[0022]人工濕地正常運行時，污水進入布水渠，當水位達到溢流口位置時，由溢流口進入潛流池內，沖洗閥門受到布水渠中高水位污水的壓力處于關閉狀態；污水在潛流池內經過處理后，由集水支管匯入集水主管中，由高水位出水閥門流出，此時低水位出水閥門處于關閉狀態。運行設定時間后，關閉高水位出水閥門，打開低水位出水閥門，由于存在液位壓差，出水流速加快，水流產生的沖擊力對填料空隙間的物質進行疏通，使污水流通通道更加順暢。
[0023]利用所述系統的一種可有效改善人工濕地填料堵塞的方法，實現所述對填料正沖洗的方法具體為:
[0024]當污水由溢流口進入潛流池后，由于水流截面積突然變大，流速急劇減緩。水中的懸浮雜質在進水溢流口后端的填料區沉降速度加快，形成易堵區。運行設定時間后打開沖洗閥門和低水位出水閥門，關閉高水位出水閥門，對易堵塞區進行正沖洗，實現填料間流水通道的疏通，部分沉降物通過低水位出水閥門流入集水渠。
[0025]利用所述系統的一種可有效改善人工濕地填料堵塞的方法，實現所述對填料反沖洗的方法具體為:
[0026]污水由溢流口進入潛流池，關閉低出水閥門。污水水位達到高水位出水閥門連接的出水管管底高程時，關閉布水渠進水閥門，打開布水渠排空閥門，待布水渠排空后，打開沖洗閥門。污水由潛流池內反流到布水渠內，通過布水渠排空閥門流出，實現對填料的反沖洗。
[0027]本發明的有益效果是:
[0028](I)相比于現有技術，本發明提供一種無動力可有效改善人工濕地填料堵塞系統，其結構和操作簡單，無能耗，便于維修，無需鼓風設備、栗等動力設備和控制系統，通過控制該系統中的進出水閥門的開關狀態，同時利用人工濕地的液位差，可以實現對填料進行正沖洗和/或反沖洗，最終實現填料的堵塞問題。
[0029](2)本發明中的可有效改善人工濕地填料堵塞的方法，利用結構簡單、無動力的人工濕地填料防堵塞系統，通過控制濕地內液位的高低和進出水閥門的開關狀態來實現對填料空隙間的物質進行清洗，本發明的方法同現有的利用水氣反沖洗技術相比較，不用復雜的控制系統，亦不需要動力設備，在操作上大大的簡化，維護上更為方便。因此具有更強的