CN110357269B - 一种曝气碎石坡人工湿地 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种曝气碎石坡人工湿地，包括湿地池，湿地池的内壁设置有湿地外墙，湿地池内设置有进出水部，进出水部包括设置在湿地池的池底的出水区填料层和设置在出水区填料层上的配水渠，出水区填料层内设置有穿孔收水管，配水渠的侧部设置有进水管，进出水部两侧设置有碎石斜坡，碎石斜坡包括从上至下设置的填料主体斜坡和填料底层斜坡，碎石斜坡上种植有植被层，碎石斜坡的坡脚与湿地外墙之间为集水区，集水区内设置有爆气机。本发明将自然跌水曝气和曝气机曝气相结合，对碎石斜坡底部的充氧能力好。堵塞对湿地***运行的影响也远小于常规潜流湿地。整体建设成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及人工湿地处理污水技术领域，具体涉及一种曝气碎石坡人工湿地。
背景技术
传统的人工湿地分为表面流人工湿地和潜流人工湿地，两种湿地形式各有优缺点。表面流人工湿地建设成本低，不易堵塞，对水体充氧能力好，但占地面积大，污染物去除能力相对较低。潜流人工湿地对污染物去除能力相对较好但较易堵塞，底层填料区往往溶解氧量低，底层填料利用率低，整体建设成本高。随着我国对石料开采的管控日益严格，各种潜流湿地的填料价格快速上涨，人工湿地作为一种污水处理工艺和其他工艺相比性价比越来越低。
因此，针对现有技术中存在的不足之处，结合表面流人工湿地和潜流湿地各自优点开发一种不易堵塞、污染物去除能力强、充氧能力好、填料使用量少、整体性价比好的新型人工湿地甚为必要。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处，提供一种曝气碎石坡人工湿地，不易堵塞、污染物去除能力强、充氧能力好、填料使用量少、整体性价比好的新型人工湿地甚为必要。
本发明的目的通过以下技术措施实现：
一种曝气碎石坡人工湿地，包括湿地池，湿地池的内壁设置有湿地外墙，湿地池内设置有进出水部，进出水部包括设置在湿地池的池底的出水区填料层和设置在出水区填料层上的配水渠，出水区填料层内设置有穿孔收水管，配水渠的侧部设置有进水管，进出水部两侧设置有碎石斜坡，碎石斜坡包括从上至下设置的填料主体斜坡和填料底层斜坡，碎石斜坡上种植有植被层，碎石斜坡的坡脚与湿地外墙之间为集水区，集水区内设置有爆气机。
如上所述的穿孔收水管与出水管连接，出水管上设置有出水阀门。
如上所述的进出水部的两侧均沿进出水部的延伸方向间隔设置有湿地隔墙，每个湿地隔墙包括设置在碎石斜坡上的斜坡隔墙段，以及与斜坡隔墙段连接并用于分隔集水区的集水区隔墙段。
如上所述的填料主体斜坡的顶部比配水渠的顶部低200～300mm，所述的碎石斜坡的斜坡坡比为1:2～1:2.5，填料主体斜坡为12～18mm粒径的碎石填料，填料底层斜坡为50～80mm粒径的碎石填料，填料底层斜坡的厚度为0.2m～0.3m。
如上所述的出水区填料层为80～100mm粒径的碎石填料，出水区填料层的厚度为0.4m～0.6m。
如上所述的碎石斜坡的坡脚与湿地外墙间距大于等于0.8m，集水区的水深大于等于0.5m。
如上所述的湿地隔墙的间隔为15～20m。
如上所述的穿孔收水管上的开孔孔径为15～20mm，相邻开孔的间距为150～200mm。
如上所述的植被层为美人蕉、芦苇、鸢尾中的一种或多种，种植密度为9～16株/平方米。
如上所述的湿地池的池底低于地面，湿地外墙的顶部高于地面。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
1、将自然跌水曝气和曝气机曝气相结合，对碎石斜坡底部的充氧能力好。
2、配水渠的出水水头大，水流快，水流一部分在碎石斜坡的表面流动，具有一定表面流人工湿地特性，抗堵性较好。即便出现填料堵塞，堵塞对湿地***运行的影响也远小于常规潜流湿地。
3、碎石填料使用量远小于同等占地面积的潜流人工湿地，而且结构紧凑，不须要建收水渠，整体建设成本较低。
4、本发明整体造型高低起伏并配有曝气机，整体景观性明显好于常规的表面流人工湿地和潜流人工湿。
附图说明
图1是本发明的平面示意图；
图2是本发明的剖面示意图。
其中：1-进水管；2-配水渠；3-植被层；4-填料主体斜坡；5-填料底层斜坡；6-出水区填料层；7-湿地外墙；8-集水区；9-曝气机；10-湿地隔墙；11-穿孔收水管；12-出水管；13-出水阀门；14-湿地池；15-进出水部；16-碎石斜坡；17-斜坡隔墙段；18-集水区隔墙段。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
如图1～2所示，一种曝气碎石坡人工湿地，包括湿地池14，湿地池14的内壁设置有湿地外墙7，湿地池14内设置有进出水部15，进出水部15包括设置在湿地池14的池底的出水区填料层6和设置在出水区填料层6上的配水渠2，出水区填料层6内设置有穿孔收水管11，配水渠2的侧部设置有进水管1，进出水部15两侧设置有碎石斜坡16，碎石斜坡16包括从上至下设置的填料主体斜坡4和填料底层斜坡5，碎石斜坡16上种植有植被层3，碎石斜坡16的坡脚与湿地外墙7之间为集水区8，集水区8内设置有爆气机9。
穿孔收水管11与出水管12连接，出水管12上设置有出水阀门13。
进出水部15的两侧均沿进出水部15的延伸方向间隔设置有湿地隔墙10，每个湿地隔墙10包括设置在碎石斜坡16上的斜坡隔墙段17，以及与斜坡隔墙段17连接并用于分隔集水区8的集水区隔墙段18。
填料主体斜坡4的顶部比配水渠2的顶部低200～300mm，所述的碎石斜坡16的斜坡坡比为1:2～1:2.5，填料主体斜坡4为12～18mm粒径的碎石填料，填料底层斜坡5为50～80mm粒径的碎石填料，填料底层斜坡5的厚度为0.2m～0.3m。
出水区填料层6为80～100mm粒径的碎石填料，出水区填料层6的厚度为0.4m～0.6m。
碎石斜坡16的坡脚与湿地外墙7间距大于等于0.8m，集水区8的水深大于等于0.5m。
湿地隔墙10的间隔为15～20m。
穿孔收水管11上的开孔孔径为15～20mm，相邻开孔的间距为150～200mm。
植被层为美人蕉、芦苇、鸢尾中的一种或多种，种植密度为9～16株/平方米。
湿地池14的池底低于地面，湿地外墙7的顶部高于地面。
湿地进水由进水管1进入配水渠2，由配水渠2顶部两侧均匀溢流至两侧的碎石斜坡16上，被碎石斜坡16和其上部生长的植被层3净化和跌水曝气后流至坡下，在集水区8形成水面。本发明还在集水区内设置曝气机9进行曝气，进一步提升水中溶解氧量，之后水体会流经填料底层斜坡5和出水区填料层6，最终被穿孔收水管11收集后外排。为保证填料水流的均匀性，沿配水渠1水流方向隔一段距离设置湿地隔墙10。
实施例2：
进水管1为DN250的PE管。
配水渠2为钢筋混凝土渠道，规格为：长×宽×高＝30m×1.0m×1.0m，两侧边墙顶部做成堰板形式，保证溢流出水的均匀性。
植被层3为美人蕉，种植密度为9株/平方米。
填料主体斜坡4为12～15mm粒径的碎石填料，碎石斜坡16的斜坡坡比为1:2，填料主体斜坡4的厚度(高度)为1.3m，填料主体斜坡4的顶部比配水渠2的顶部低200mm。
填料底层斜坡5为50～60mm粒径的碎石填料，厚度为0.2m。
出水区填料6为80～90mm粒径的碎石填料，厚度为0.4m。
湿地外墙7为钢筋混凝土外墙，与碎石斜坡16的坡脚之间的间距为0.8m。
集水区8的水深为0.5m。
曝气机9为提水式曝气机，功率为3.5kw，每相邻两个集水区隔墙段内的集水区8内布置两台。
湿地隔墙10为钢筋混凝土隔墙，湿地隔墙由配水渠2侧部边墙延伸至湿地外墙7，完全阻断相邻碎石斜坡16和集水区8，相邻湿地隔墙10间距为15m。
穿孔收水管11为DN250的穿孔PE管，开孔孔径为15mm，相邻开孔的孔间距为150mm，穿孔收水管11位于配水渠2下方，埋设于出水区填料6内。
出水管12为DN250的PE管。
出水阀门13位于总出水管12上，采用DN250闸阀。
其他与实施例1一致。
本实施例设于一污水处理厂旁，实施例进水为污水处理厂排放的尾水，处理水量为80m3/d。在连续运行的3个月里，湿地出水稳定，植被生长良好。
表1实施例1运行水质监测结果
实施例3
进水管1为DN300的UPVC管。
配水渠2为钢筋混凝土渠道，规格为：长×宽×高＝45m×1.5m×1.2m，两侧边墙顶部做成堰板形式，保证溢流出水的均匀性。
植被层3为芦苇，种植密度为16株/平方米。
填料主体斜坡4为15～18mm粒径的碎石填料，碎石斜坡16的斜坡坡比为1:2.5，填料主体斜坡4的厚度(高度)1.5m，填料主体斜坡4的顶部比配水渠2的顶部低300mm。
填料底层斜坡5为60～80mm粒径的碎石填料，厚度为0.3m。
出水区填料6为90～100mm粒径的碎石填料，厚度为0.6m。
湿地外墙7为毛石混凝土外墙，与碎石斜坡16的坡脚之间的间距为1.0m。
集水区8的水深为0.6m。
曝气机9为提水式曝气机，功率为3.0kw，每相邻两个集水区隔墙段内的集水区8内布置三台。
湿地隔墙10为毛石混凝土隔墙，湿地隔墙由配水渠2侧部边墙延伸至湿地外墙7，完全阻断相邻斜碎石斜坡16和集水区8，相邻湿地隔墙10间距为20m。
穿孔收水管11为DN300的穿孔UPVC管，开孔孔径为20mm，相邻开孔的孔间距为200mm，穿孔收水管11位于配水渠2下方，埋设于出水区填料6内。
出水管12为DN300的UPVC管。
出水阀门13位于总出水管12上，采用DN300蝶阀。
其他与实施例1一致。
本实施例设于一污水处理厂旁，实施例进水为污水处理厂排放的尾水，处理水量为150m3/d。在连续运行的3个月里，湿地出水稳定，植被生长良好。
表2实施例2运行水质监测结果
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (9)
1.一种曝气碎石坡人工湿地，包括湿地池（14），其特征在于，湿地池（14）的内壁设置有湿地外墙（7），湿地池（14）内设置有进出水部（15），进出水部（15）包括设置在湿地池（14）的池底的出水区填料层（6）和设置在出水区填料层（6）上的配水渠（2），出水区填料层（6）内设置有穿孔收水管（11），配水渠（2）的侧部设置有进水管（1），进出水部（15）两侧设置有碎石斜坡（16），碎石斜坡（16）包括从上至下设置的填料主体斜坡（4）和填料底层斜坡（5），碎石斜坡（16）上种植有植被层（3），碎石斜坡（16）的坡脚与湿地外墙（7）之间为集水区（8），集水区（8）内设置有曝气机（9），所述的填料主体斜坡（4）的顶部比配水渠（2）的顶部低200～300mm，所述的碎石斜坡（16）的斜坡坡比为1:2～1:2.5，填料主体斜坡（4）为12～18mm粒径的碎石填料，填料底层斜坡（5）为50～80mm粒径的碎石填料，填料底层斜坡（5）的厚度为0.2m～0.3m，配水渠（2）的出水水头大，水流快，水流一部分在碎石斜坡（16）的表面流动，具有表面流人工湿地特性，抗堵性较好。
2.根据权利要求1所述的一种曝气碎石坡人工湿地，其特征在于，所述的穿孔收水管（11）与出水管（12）连接，出水管（12）上设置有出水阀门（13）。
3.根据权利要求1所述的一种曝气碎石坡人工湿地，其特征在于，所述的进出水部（15）的两侧均沿进出水部（15）的延伸方向间隔设置有湿地隔墙（10），每个湿地隔墙（10）包括设置在碎石斜坡（16）上的斜坡隔墙段（17），以及与斜坡隔墙段（17）连接并用于分隔集水区（8）的集水区隔墙段（18）。
4.根据权利要求1所述的一种曝气碎石坡人工湿地，其特征在于，所述的出水区填料层（6）为80～100mm粒径的碎石填料，出水区填料层（6）的厚度为0.4m～0.6m。
5.根据权利要求1所述的一种曝气碎石坡人工湿地，其特征在于，所述的碎石斜坡（16）的坡脚与湿地外墙（7）间距大于等于0.8m，集水区（8）的水深大于等于0.5m。
6.根据权利要求3所述的一种曝气碎石坡人工湿地，其特征在于，所述的湿地隔墙（10）的间隔为15～20m。
7.根据权利要求3所述的一种曝气碎石坡人工湿地，其特征在于，所述的穿孔收水管（11）上的开孔孔径为15~20mm，相邻开孔的间距为150～200mm。
8.根据权利要求3所述的一种曝气碎石坡人工湿地，其特征在于，所述的植被层为美人蕉、芦苇、鸢尾中的一种或多种，种植密度为9～16株/平方米。
9.根据权利要求1所述的一种曝气碎石坡人工湿地，其特征在于，所述的湿地池（14）的池底低于地面，湿地外墙（7）的顶部高于地面。
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