一種預加工插合式組合人工濕地系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種預加工插合式組合人工濕地系統，包括依次連接的進水分布管、濕地系統處理區和出水收集管，所述濕地系統處理區包括多個由模塊化濕地槽串聯組合而成的處理單元，每個處理單元均與進水分布管上的一個出水口對應連接，處理單元的出水口則與出水收集管匯總連接；所述模塊化濕地槽中設置有穿孔布水隔板，將模塊化濕地槽分隔為依次連接的進水分布區、濕地槽處理區和出水收集區。本發明避免了人工濕地發生堵塞時導致的整體停止運行，通過局部改造可以減少大量人力物力，提高了人工濕地系統的運行穩定性；避免了傳統人工濕地容易出現的底部開裂滲漏現象，減小了對周邊環境的負面影響。
【專利說明】
一種預加工插合式組合人工濕地系統
技術領域
[0001] 本發明是一種污(廢)水處理的系統裝置，屬于污水處理裝置制造的技術領域。
【背景技術】
[0002] 人工濕地作為一種新型生態污水處理技術，由于具有投資省、運行費用低、操作簡 便、處理效果好等諸多優勢，在各類有機污(廢)水的處理及微污染水體的生態修復中得到 了迅速的發展和推廣應用。
[0003] 人工濕地利用濕地基質、微生物和植物的聯合作用，實現對污染物的去除。在長期 運行過程中，人工濕地存在局部堵塞、水流分布不均、基質吸附飽和導致處理率低下等問 題。傳統人工濕地一旦發生以上問題，則不得不停止運行、進行反洗，甚至需要將整個濕地 的填料、植物全部挖出更換。這樣不僅消耗大量人力物力，十分不經濟，還會影響人工濕地 系統的穩定運行。此外，人工濕地一般采取鋪設土工布、澆筑混凝土等施工方式，但是由于 濕地面積較大，整體施工往往易導致開裂滲漏，污染地下水，且在施工過程中對周邊環境造 成負面影響。這些問題成為濕地技術發展的瓶頸，限制了人工濕地技術的進一步推廣和應 用。
[0004] 本發明針對人工濕地污水處理技術存在的以上問題，提出一種預加工的插合式組 合人工濕地系統。
【發明內容】
[0005] 技術問題:本發明提供一種預加工插合式組合人工濕地系統，避免了人工濕地發 生堵塞時導致的整體停止運行，通過局部改造可以減少大量人力物力，提高了人工濕地系 統的運行穩定性;避免了傳統人工濕地容易出現的底部開裂滲漏現象，減小了對周邊環境 的負面影響。
[0006] 技術方案:本發明的預加工插合式組合人工濕地系統，包括依次連接的進水分布 管、濕地系統處理區和出水收集管，所述濕地系統處理區包括多個由模塊化濕地槽串聯組 合而成的處理單元，每個處理單元均與進水分布管上的一個出水口對應連接，處理單元的 出水口則與出水收集管匯總連接;所述模塊化濕地槽中設置有穿孔布水隔板，將模塊化濕 地槽分隔為依次連接的進水分布區、濕地槽處理區和出水收集區。
[0007] 進一步的，本發明中，所述模塊化濕地槽處理區由上中下三層基質構成，分別為上 層基質層，中層基質層，下層基質層，所述中層基質層和下層基質層填充礫石、沸石或煤渣， 所述上層基質層填充土壤或細沙，并在上層基質層中栽種有濕地植物。
[0008] 進一步的，本發明中，所述穿孔布水隔板的開孔率為40~60%，孔眼大小為 (p20-40irim〇
[0009] 進一步的，本發明中，所述處理單元中，前一個模塊化濕地槽的出水橡膠軟管插入 到后一個模塊化濕地槽的進水橡膠軟管中，實現前后相鄰的模塊化濕地槽的管路連接;所 述模塊化濕地槽上分別設置有固定柱和固定槽，前后相鄰的模塊化濕地槽通過固定柱與固 定槽的插接來實現固定連接。
[0010]本發明具體的實例中，模塊化濕地槽的外觀尺寸為長1.5m X寬0.5m X高0.5m，用 混凝土澆注成模塊化濕地槽，混凝土預制濕地槽的厚度和強度滿足要求，避免濕地運行中 的開裂導致的污水滲漏;在模塊化濕地槽的進水區的前端混凝土外墻上距底部0.4m處預留 直徑IOcm的圓孔，在圓孔上裝上橡膠軟管，同時在濕地槽出水區末端的混凝土外墻距底部 0.4m處預留直徑9cm的圓孔，并在圓孔上安裝IOcm長的橡膠軟管，濕地槽末端的橡膠軟管剛 好能夠插入濕地槽前端的橡膠軟管中，做好濕地槽末端的橡膠軟管、濕地槽前端橡膠軟管 與混凝土外墻以及濕地槽末端的橡膠軟管和濕地槽前端的橡膠軟管之間的防滲漏措施;在 模塊化濕地槽的進水分布區的后端設置進水穿孔布水隔板，均勻分布進入濕地的污水;在 模塊化濕地槽的出水收集區的前端設置出水穿孔布水隔板，能夠均勻收集出水。
[0011] 進一步的，本發明的優選方案中，所述模塊化濕地槽進水分布區填充一定粒徑的 沸石或礫石，使污水能夠均勻進入濕地槽處理區；所述模塊化濕地槽出水分布區填充合適 粒徑的沸石或礫石，能夠保證處理后的水均勻的由出水區排出。所述模塊化濕地槽處理區 由上中下三層基質構成，分別為上層基質層、中層基質層、下層基質層，所述上層基質層深 15cm，可根據實際的處理對象填充粒徑較小的土壤或者細沙，例如土壤較適宜植物的生長 而細沙在濕地運行中較不容易堵塞，并在上層基質層中栽種合適的植物，常見的濕地植物 油黃菖蒲、花葉蘆竹、香蒲等;所述中層基質層15cm，根據濕地要處理的對象填充粒徑中等 (φ5~25mm)的基質，例如要處理的污水中含有較高水平的氨氮，可以填充較多的沸石以增 強去除效果，或者污水中磷含量較高也可以考慮填充除磷材料鋼渣等;所述下層基質層厚 度15cm，填充粒徑較大(φ 15~35mm)的基質如礫石、爐渣等，也可根據實際需要填充合適 的基質材料。
[0012] 進一步的，本發明的優選方案中，所述處理單元中，前一個模塊化濕地槽的出水橡 膠軟管插入到后一個模塊化濕地槽的進水橡膠軟管中，實現前后相鄰的模塊化濕地槽的管 路連接;所述模塊化濕地槽上分別設置有固定柱（長30mmX寬30mmX高50mm)和固定槽，前 后相鄰的模塊化濕地槽通過固定柱與固定槽的插接來實現固定連接。
[0013] 本發明組合人工濕地系統中，濕地系統處理區需要的模塊化濕地槽的數量可計算 得到，可以靈活的應對各種不同的處理要求，具有較大的適應性。具體方法為，根據人工濕 地要處理污水的水量和水質以及要達到的水質要求來計算組合濕地系統的總面積，用濕地 系統的總面積除以濕地槽的面積得出需要的模塊化濕地槽的數量。
[0014] 本發明中的人工濕地組合系統局部發生堵塞時，只需拿出發生堵塞的部分模塊化 濕地槽，對其進行反沖洗或者重新填充新的基質，而且不需消耗大量的人力、財力，很好的 解決了傳統型人工濕地建成后一旦發生堵塞問題就很難處理的難題，從而能夠做到在應對 濕地堵塞時對整個人工濕地系統的影響最小;該發明中運用的小型化的模塊濕地槽可以在 加工工廠用混凝土預制，集中批量生產，然后再運送到需要的區域，而且模塊化的濕地槽安 裝較方便，避免了傳統人工濕地以其大面積、現場施工對周邊環境造成的負面作用，同時模 塊濕地槽以其小型化混凝土制作而成的特點，很好的減少了大塊混凝土容易開裂的問題， 即便濕地槽在使用中發生開裂現象，也比較容易更換新的濕地槽，很好的避免因濕地墻體 開裂而導致的污水泄露污染地下水的問題。
[0015] 有益效果:本發明與現有技術相比，具有以下優點：
[0016] 1、本發明中的濕地系統由多個預加工模塊化濕地槽組裝而成，當該濕地系統局部 發生堵塞時，只需更換發生堵塞的濕地槽，避免了傳統人工濕地系統的整體更換，最大程度 的減少了對運行過程的不利影響，而且與傳統人工濕地更換基質耗時較多相比，大大縮短 了濕地的適應期和啟動期；
[0017] 2、當濕地系統水流分布不均時，本發明中的模塊化濕地槽設計易于調換不同位置 的濕地槽或者更換水流不均的濕地槽改善濕地系統的水流狀況，與傳統人工濕地相比，能 方便有效的解決濕地中水流不均的問題，增加了濕地運行的穩定性。
[0018] 3、濕地槽因其預加工模塊化的特點，可在生產工廠集中批量預加工完成，有效的 解決了傳統濕地大規模的施工引起周邊環境的惡化的問題，而且該濕地槽尺寸相對較小， 安裝和更換等維護措施較方便進行；
[0019] 4、本發明中的模塊化濕地槽的設計易于填料的更換，也可根據不同進水水質放置 不同功能性填料，解決了填料飽和后水質變差的難題。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發明的預加工插合式人工濕地系統平面布置示意圖；
[0021 ]圖2為模塊化濕地槽的平面布置示意圖；
[0022] 圖3為模塊化濕地槽的立面示意圖；
[0023] 圖4為相鄰的模塊化濕地槽固定柱與插槽的插合方式的立面示意圖；
[0024] 圖5為模塊化濕地槽末端出水口和進水口立面示意圖；
[0025] 圖6為模塊化濕地槽中基質的填充方式示意圖；
[0026] 圖7為穿孔布水隔板的穿孔示意圖。
[0027]圖中有:濕地系統處理區1，模塊化濕地槽2，進水分布管3，出水收集管4，濕地槽處 理區2-1，進水橡膠軟管2-2,出水橡膠軟管2-3,進水分布區2-4,出水收集區2-5,穿孔布水 隔板2-6，固定柱2-7-1，固定槽2-7-2，上層基質層4-1，中層基質層4-2，下層基質層4-3。
【具體實施方式】
[0028] 下面結合實施例和說明書附圖對本發明作進一步的說明。
[0029] 本發明為一種預加工的插合式組合人工濕地系統，其特征在于，該組合人工濕地 系統包括依次連接的進水分布管3、濕地系統處理區1和出水收集管4,所述的濕地系統處理 區1是多個預加工模塊化濕地槽2串聯組裝而成;根據要處理的污水水量和水質計算出濕地 系統處理區1的總面積，進而根據濕地系統處理區1總面積除以模塊濕地槽2面積計算而出 所需模塊化濕地槽2數目。進水分布管3包括進水總管和支管，污水先由總管進入，之后再通 過各支管流入濕地；出水收集管4包括出水收集總管和出水收集支管，濕地出水先由與模塊 化濕地槽連接的出水收集支管，再經過出水收集總管排出。
[0030] 在本發明中，所述模塊化濕地槽2中設置有穿孔布水隔板2-6將模塊化濕地槽2分 隔為進水分布區2-4、濕地處理區2-1和出水收集區2-5;本實施例中，模塊化濕地槽2的外觀 尺寸為長1.5m X寬0.5m X高0.5m，用混凝土饒注成模塊化濕地槽2，混凝土預制濕地槽的厚 度和強度滿足要求，避免濕地運行中的開裂導致的污水滲漏;在模塊化濕地槽2進水區前端 混凝土墻上距底部0.4m處預留直徑IOcm的圓孔，在圓孔上裝上橡膠軟管2-2,同時在濕地槽 出水區后端的混凝土外墻距底部0.4m處預留直徑9cm的圓孔，并在圓孔上安裝IOcm長的橡 膠軟管2-3,橡膠軟管2-3剛好能夠插入橡膠軟管2-2中，做好橡膠軟管2-2、橡膠軟管2-3與 混凝土外墻結合處和橡膠軟管2-2、橡膠軟管2-3之間的防滲漏措施。
[0031]本發明中，所述的模塊濕地槽2的進水分布區2-4填充一定粒徑的沸石或礫石，使 污水能夠均勻進入濕地槽處理區2-1;穿孔布水隔板2-6的開孔率在40~60%左右，孔眼大 小為φ20~40mm(可視濕地填料基質的粒徑確定）；模塊化濕地槽出水分布區2-5填充合適 粒徑的沸石或礫石，能夠保證處理后的水均勻的由出水區2-5排出。模塊化濕地槽處理區2-1根據填充的基質的粒徑不同分為上中下三部分，上層基質層4-1深15cm，可根據實際的處 理對象填充粒徑較小的土壤或者細沙，例如土壤較適宜植物的生長而細沙在濕地運行中較 不容易堵塞；中層基質層4-2厚15cm，根據濕地要處理的對象填充粒徑中等(φ5~25mm )的 基質，例如要處理的污水中含有較高水平的氨氮，可以填充較多的沸石以增強去除效果，或 者污水中磷含量較高也可以考慮填充除磷材料鋼渣等;下層基質層4-3厚度15cm，填充粒徑 較大(φ 15~35mm )的基質如礫石、爐渣等，也可根據實際需要填充合適的基質材料。模塊化 濕地槽2的上層基質4-1中栽種濕地植物，可根據濕地系統要處理的對象確定合適植物種 類，還可參照當地的氣候條件優選出植物，例如常見的濕地植物黃菖蒲、花葉蘆竹、香蒲等。 [0032]本發明中所述的預加工插合式人工濕地系統，其特征在于，所述處理單元中，前一 個模塊化濕地槽2的出水橡膠軟管2-3插入到后一個模塊化濕地槽2的進水橡膠軟管2-2中， 實現前后相鄰的模塊化濕地槽2的管路連接;所述模塊化濕地槽2上分別設置有固定柱2-7-1和固定槽2-7-2,前后相鄰的模塊化濕地槽2通過固定柱2-7-1與固定槽2-7-2的插接來實 現固定連接。在本實例中，模塊化濕地槽2后端固定柱2-7-1的外觀尺寸為長30mm X寬30mm X高50mm，模塊化濕地槽2前端固定槽2-7-2外觀尺寸為長30mm X寬30mm X高50mm。
[0033]上述實施例僅是本發明的優選實施方式，應當指出：對于本技術領域的普通技術 人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和等同替換，這些對本發明 權利要求進行改進和等同替換后的技術方案，均落入本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種預加工的插合式組合人工濕地系統，其特征在于，該系統包括依次連接的進水 分布管（3)、濕地系統處理區（1)和出水收集管(4)，所述濕地系統處理區（1)包括多個由模 塊化濕地槽(2)串聯組合而成的處理單元，每個處理單元均與進水分布管(3)上的一個出水 口對應連接，處理單元的出水口則與出水收集管(4)匯總連接;所述模塊化濕地槽(2)中設 置有穿孔布水隔板(2-6)，將模塊化濕地槽(2)分隔為依次連接的進水分布區（2-4)、濕地槽 處理區（2-1)和出水收集區（2-5)。2. 根據權利要求1所述的預加工插合式組合人工濕地系統，其特征在于，所述模塊化濕 地槽處理區（2-1)由上中下三層基質構成，分別為上層基質層(4-1)，中層基質層(4-2)，下 層基質層(4-3)，所述中層基質層(4-2)和下層基質層(4-3)填充礫石、沸石或煤渣，所述上 層基質層(4-1)填充土壤或細沙，并在上層基質層(4-1)中栽種有濕地植物。3. 根據權利要求1所述的預加工插合式組合人工濕地系統，其特征在于，所述穿孔布水 隔板(2-6)的開孔率為40~60 %，孔眼大小為φ20~40mm4. 根據權利要求1、2或3所述的預加工插合式組合人工濕地系統，其特征在于，所述處 理單元中，前一個模塊化濕地槽(2)的出水橡膠軟管(2-3)插入到后一個模塊化濕地槽(2) 的進水橡膠軟管(2-2)中，實現前后相鄰的模塊化濕地槽(2)的管路連接;所述模塊化濕地 槽(2)上分別設置有固定柱(2-7-1)和固定槽(2-7-2)，前后相鄰的模塊化濕地槽(2)通過固 定柱(2-7-1)與固定槽(2-7-2)的插接來實現固定連接。
【文檔編號】C02F3/32GK105858901SQ201610331540
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】黃娟, 曹沖, 閆春妮, 彭程
【申請人】東南大學