CN113233603A - 一种可组装拆卸的湿地用基质床装置及其应用方法 - Google Patents

Abstract

一种可组装拆卸的湿地用基质床装置，包括基质床装置本体，所述基质床装置本体包括骨架网络***以及装片，所述骨架网络***设置为空腔，所述装片的侧壁为双层结构，所述装片的两层侧壁上均设置有装片孔洞，所述装片内设置有基质，基质内种植湿生植物，所述装片基质内设置有管状结构，所述骨架网络***包括骨架单体以及万能接头，所述骨架单体内设置有骨架凹槽，所述装片插在所述骨架凹槽中，所述装片底部设置有圆锥插座。

Description

一种可组装拆卸的湿地用基质床装置及其应用方法

技术领域

本发明涉及污染水体净化领域，尤其涉及一种可组装拆卸的湿地用基质床装置及其应用方法。

背景技术

湿地是地球上水陆相互作用形成的独特生态区域，是介于陆地和水生环境之间的过渡带，与海洋、森林并称为地球上最重要的三大生态***，具有抵御洪水、改善气候、美化环境和净化水体等多种功能，因此湿地有“地球之肾”的美称。湿地具有减缓水流、促进沉积物沉降的自然特性，其中生长的植物、微生物也可以使水体净化。天然湿地可在水体流动的过程中直接对水体起到净化作用，通过物理、化学、生物三重协调作用，通过过滤、吸附、沉淀、植物吸收及微生物降解等方式实现对水体的净化。

虽然湿地的作用很大，但是湿地生态***非常脆弱，易受自然和人为因素干扰发生退化。湿地生态***受水文、土壤、气候的相互作用。湿地生态***的破坏在许多情况下不可逆转，为了眼前经济利益而破坏湿地生态***，降低湿地生态***的服务功能，从可持续发展的角度来看，是得不偿失的。而且天然湿地在没有人工控制的情况下，无法应对高负荷废水的排入。

因此出现了人工湿地技术。人工湿地是由天然湿地发展而来，是模拟天然湿地建造而成的一种生态水体净化工艺，其主要利用湿地基质、植物和微生物之间的物理、化学和生物三重协同作用来达到净化水体的目的。相比较传统的污水处理技术，人工湿地具有投资低、能耗低、运行维护简单、效果显著等优点，并具有生态景观的作用。目前在人工湿地的设计过程中，基于不同的物理构造，人们将其分成了不同种类的人工湿地，根据湿地***的水流形态及布水方式将其分为了自由表面流人工湿地和潜流人工湿地，而潜流人工湿地又可以分为水平潜流人工湿地和垂直潜流人工湿地。

不同种类的人工湿地效果各异，但总体都存在着缺点，出现了诸多问题，大致如下：(1)人工湿地规模大，占地面积大，实际应用存在技术困难；(2)处理效率不高，对水体不能达到有效的净化；(3)在运行中出水效果受季节影响变化大；(4)不同用水期，水力负荷变化大，出水效果不稳定；(5)长期使用后，基质易堵塞，湿地水力传导能力下降，最终影响其运行寿命等；(6)湿地在运行管理方面，因管理不合理或人工懈怠，枯枝烂叶腐烂堵塞湿地，甚至释放化学物质抑制周边植被生长，使湿地丧失处理能力，甚至成为污染源。

因此，现有的相关技术还有待创新与发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明旨在提供一种可组装拆卸的湿地用基质床装置及其应用方法，可以解决现有人工湿地规模大，占地面积大，实际应用存在技术困难；处理效率不高，对水体不能达到有效的净化，长期使用后，基质易堵塞，湿地水力传导能力下降，最终影响其运行寿命等问题。

本发明的技术方案如下：

一种可组装拆卸的湿地用基质床装置，包括基质床装置本体，其中，所述基质床装置本体包括骨架网络***以及装片，所述骨架网络***设置为空腔，所述装片的侧壁为双层结构，所述装片的两层侧壁上均设置有装片孔洞，所述装片内设置有基质，基质内种植湿生植物，所述装片基质内设置有管状结构，所述骨架网络***包括骨架单体以及万能接头，所述骨架单体内设置有骨架凹槽，所述骨架单体的每段中设置有3-4个骨架凹槽，所述装片插在所述骨架凹槽中，所述装片底部设置有圆锥插座，所述骨架单体上设置有骨架孔洞。

所述可组装拆卸的湿地用基质床装置，其中，所述装片的两层侧壁上均设置有孔径不同的装片孔洞，所述装片孔洞的孔径尺寸与所述基质的粒径大小相适配。

所述可组装拆卸的湿地用基质床装置，其中，所述装片内设置有基质，基质为火山灰、炉渣或砾石，基质内种植湿生植物，湿生植物为芦苇和香蒲。

所述可组装拆卸的湿地用基质床装置，其中，所述管状结构路径设置为蜿蜒曲折型。

所述可组装拆卸的湿地用基质床装置，其中，所述万能接头设置为A型万能接头和B型万能接头，所述装片设置为A型装片和B型装片，所述A型装片的侧面设置有五个A型装片凸起，所述B型装片的侧面设置有五个B型装片凹槽，所述A型装片和所述B型装片以不同的凸起和凹槽连接。

一种可组装拆卸的湿地用基质床装置的应用方法，其中，

首先，对施放区域进行调查评估，选择合理的连接方式，所述装片可以选择ABA型或BAB型，第一位的凸起可***第一位的凹槽或***第二号的凹槽，用以错开位置，做出不同的形状，前端所述装片选择粗孔装片，后端所述装片选择细孔装片，所述基质根据不同形式也相应的变化，达到分级过滤，所述骨架单体通过两种所述万能接头将所述骨架单体组装成“W”型、“N”型、“L”型过水通路；

然后，将选择好的连接方式，在地面区域安装，然后将所述骨架单体放置在水平面上，将装满基质的所述装片***到所述骨架凹槽内，再将不同所述骨架单体并列放置，运送到施放区域，整体放置于水中，所述装片下端的所述圆锥插座***底泥中以固定住整个装置；

再者，安装完成后，水流正常流动通过所述基质床本体，当水流接触到所述装片时，大型颗粒被阻挡在外，一部分水流进入所述装片内部的所述管状结构，经过基质过滤，另一部分水沿缝隙流过，没有经过第一级所述装片的基质，但由于交错组合连接模式，水流在下一级中可得到净化。

本发明提供一种可组装拆卸的湿地用基质床装置及其应用方法，通过基质床本体的设计，可使沿着河流流动的水体得到有效的净化，同时，在长期的净化过程中，生物不断富集，植物不断生长，可形成一个微型的生态***，达到了天然湿地的某些作用，涵养水分，促进生物生长，使生态环境得到进一步的改善。

附图说明

图1为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的整体结构示意图；

图2为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的A型万能接头示意图；

图3为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的B型万能接头示意图；

图4为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的A型骨架示意图；

图5为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的B型骨架示意图；

图6为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的骨架单体结构示意图；

图7为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的骨架凹槽结构示意图；

图8为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的A型装片单体结构示意图；

图9为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的B型装片单体结构示意图；

图10为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的装片内部结构示意图；

图11为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的A型与B型装片连接结构示意图；

具体实施方式

本发明提供了一种可组装拆卸的湿地用基质床装置及其应用方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图所示，图1为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的整体结构示意图，图2为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的A型万能接头示意图，图3为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的B型万能接头示意图，图4为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的A型骨架示意图，图5为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的B型骨架示意图，图6为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的骨架单体结构示意图，图7为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的骨架凹槽结构示意图，图8为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的A型装片单体结构示意图，图9为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的B型装片单体结构示意图，图10为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的装片内部结构示意图，图11为本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置的A型与B型装片连接结构示意图。本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置包括装片120，所述骨架单体111，骨架凹槽113，骨架孔洞114，圆锥插座115，装片孔洞116，管状结构117，骨架118，A型装片卡槽119，B型装片卡槽120，装片把手121，A型装片凸起122，植物生长区123，B型装片凹槽124，A型万能接头125，B型万能接头126。

本发明可组装拆卸的湿地用基质床装置包括基质床装置本体，所述基质床装置本体包括骨架网络***以及装片120，所述骨架网络***起到了底座的支撑作用，所述骨架网络***设置为空腔，可供水中微生物的富集及小型水生生物的驻扎、生长等，所述装片120上设置有装片把手121和植物生长区123，所述装片120的侧壁为双层结构，所述装片120的两层侧壁上均设置有孔径不同的装片孔洞116，所述装片120内设置有基质，基质可为火山灰、炉渣以及砾石等，同时，基质内可种植各类湿生植物，湿生植物可为芦苇和香蒲，基质在水流通过的过程中可截留下污染物质，实现湿地净化的目的和效果，所述装片孔洞116的孔径尺寸与所述基质的粒径大小相适配，所述装片120基质内设置有管状结构117，所述管状结构117路径设置为蜿蜒曲折型，此种结构使水在通过每片所述装片120时，都能够延长流程，以达到更好的过滤效果。所述骨架网络***包括骨架单体111以及万能接头，所述骨架单体111是由骨架118组成的，所述骨架118分别设置为A型骨架和B型骨架，所述骨架单体111内设置有骨架凹槽113，所述装片120分为粗孔装片和细孔装片两种，所述骨架单体111的每段中设置有3-4个骨架凹槽113，所述装片120插在所述骨架凹槽113中，所述骨架凹槽113设置为A型装片凹槽119和B型装片凹槽120两种结构，所述装片120底部设置有圆锥插座115，所述圆锥插座115用于***底泥中以固定，所述骨架单体111上设置有骨架孔洞114，所述骨架孔洞114为微生物繁殖提供了场所，通过积累水中沉积物，吸引生物的驻扎聚集，逐步可形成微型的生态***，增益水体的净化。

所述万能接头分为两种结构，分别为A型万能接头125和B型万能接头126，所述A型万能接头125的横截面为长方形，所述B型万能接头126的横截面为圆形，所述装片120也分为A型装片和B型装片，所述A型装片的侧面设置有五个A型装片凸起122，所述B型装片的侧面设置有五个B型装片凹槽124，所述A型装片和所述B型装片以不同的凸起和凹槽连接，也可以改变两种所述装片错开的面积，来适应不同的环境。

一种可组装拆卸的湿地用基质床装置的应用方法，具体包括如下步骤：

首先，对施放区域进行调查评估，选择合理的连接方式，所述装片120可以选择ABA型或BAB型，第一位的凸起可***第一位的凹槽或***第二号的凹槽，用以错开位置，做出不同的形状，前端所述装片120选择粗孔装片，后端所述装片120选择细孔装片，所述基质根据不同形式也相应的变化，达到分级过滤，所述骨架单体111通过两种所述万能接头将所述骨架单体111组装成“W”型、“N”型、“L”型过水通路；

然后，将选择好的连接方式，在地面区域安装，然后将所述骨架单体111放置在水平面上，将装满基质的所述装片120***到所述骨架凹槽113内，再将不同所述骨架单体111并列放置，运送到施放区域，整体放置于水中，所述装片120下端的所述圆锥插座115***底泥中以固定住整个装置；

再者，安装完成后，水流正常流动通过所述基质床本体，当水流接触到所述装片120时，大型颗粒被阻挡在外，一部分水流进入所述装片120内部的所述管状结构117，经过基质过滤，另一部分水沿缝隙流过，没有经过第一级所述装片120的基质，但由于交错组合连接模式，水流在下一级中可得到净化。

一种可组装拆卸的湿地用基质床装置及其应用方法，具有以下优点：

第一，所述基质床本体的模块化，预制便携、安装快速、更换方便。装片分为A、B两种，根据现场的环境和需求自由组合，如ABA、BAB等；所述骨架单体111通过所述万能接头组装成不同形状，如“W”、“N”型，以适应不同的环境，相对于传统人工湿地模式更加多样化，可构建小、微型湿地，用于大型水域的某一段或某些特殊流域，组装快捷便利，模块预制，只需人工组装后带入施放地***水中即可。更换装片只需提起相应模块，清洗后装入基质重新***即可，不耗费大量人力财力。

第二，所述装片120过水断面侧壁具有双层结构，侧壁上设置有不同尺寸所述骨架孔洞114，外层孔洞略大于内层孔洞，这样的结构可将大型颗粒阻挡在外，增加了基质的利用时间，减少基质堵塞率。

第三，净水流程长，净水效果大大提高，所述装片120内部设置有弯折所述管状结构117，水流流入后，沿管道曲折上下往复流动，水在装片内的流程变长，水流反复接触基质，反复得到净化，相比于传统人工湿地，净水效果更出色。

第四，分级过滤净化，水流优先接触的所述基质床本体，所述装片孔洞116可设置为粗过滤，基质可选择粗净化，水流优后接触的可设置为细过滤细净化，使装置达到了分级过滤的效果，这样分级的好处还有，当基质堵塞时，可快速确认堵塞模块进行更换，提高了效率，基质类型不同，也起到了分级过滤的效果。

第五，多种流动方式相结合，水体既可在湿地基质表面流动，又可在湿地表面以下流动，还可在湿地基质中垂直流动，结合了传统人工湿地的净化方式，三种流动方式同时进行，提高了净水效率。

第六，装置不仅利用了基质的物理净化作用，还充分利用了植物的生物净化功能，生长在基质床中预设植物生长点的水生植物形成复杂的根系***，根系的主动吸收作用和植物的净化吸收作用同样是净水的重要途径，物理、生物作用相结合，大大提高了净化的效果和效率。

第七，整个装置除了净水的功能，还有一个重要的功能，植物固着和微生物生物富集，所述骨架网络***和所述装片120均是设置有厚度和孔洞的装置，在水流过程中，生物逐渐富集，改善水质，逐渐形成微型的生态***，对生态环境有重要的作用。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种可组装拆卸的湿地用基质床装置，包括基质床装置本体，其特征在于，所述基质床装置本体包括骨架网络***以及装片，所述骨架网络***设置为空腔，所述装片的侧壁为双层结构，所述装片的两层侧壁上均设置有装片孔洞，所述装片内设置有基质，基质内种植湿生植物，所述装片基质内设置有管状结构，所述骨架网络***包括骨架单体以及万能接头，所述骨架单体内设置有骨架凹槽，所述骨架单体的每段中设置有3-4个骨架凹槽，所述装片插在所述骨架凹槽中，所述装片底部设置有圆锥插座，所述骨架单体上设置有骨架孔洞。

2.根据权利要求1所述可组装拆卸的湿地用基质床装置，其特征在于，所述装片的两层侧壁上均设置有孔径不同的装片孔洞，所述装片孔洞的孔径尺寸与所述基质的粒径大小相适配。

3.根据权利要求2所述可组装拆卸的湿地用基质床装置，其特征在于，所述装片内设置有基质，基质为火山灰、炉渣或砾石，基质内种植湿生植物，湿生植物为芦苇和香蒲。

4.根据权利要求3所述可组装拆卸的湿地用基质床装置，其特征在于，所述管状结构路径设置为蜿蜒曲折型。

5.根据权利要求4所述可组装拆卸的湿地用基质床装置，其特征在于，所述万能接头设置为A型万能接头和B型万能接头，所述装片设置为A型装片和B型装片，所述A型装片的侧面设置有五个A型装片凸起，所述B型装片的侧面设置有五个B型装片凹槽，所述A型装片和所述B型装片以不同的凸起和凹槽连接。

6.一种可组装拆卸的湿地用基质床装置的应用方法，其特征在于，

首先，对施放区域进行调查评估，选择合理的连接方式，所述装片可以选择ABA型或BAB型，第一位的凸起可***第一位的凹槽或***第二号的凹槽，用以错开位置，做出不同的形状，前端所述装片选择粗孔装片，后端所述装片选择细孔装片，所述基质根据不同形式也相应的变化，达到分级过滤，所述骨架单体通过两种所述万能接头将所述骨架单体组装成“W”型、“N”型、“L”型过水通路；

然后，将选择好的连接方式，在地面区域安装，然后将所述骨架单体放置在水平面上，将装满基质的所述装片***到所述骨架凹槽内，再将不同所述骨架单体并列放置，运送到施放区域，整体放置于水中，所述装片下端的所述圆锥插座***底泥中以固定住整个装置；

再者，安装完成后，水流正常流动通过所述基质床本体，当水流接触到所述装片时，大型颗粒被阻挡在外，一部分水流进入所述装片内部的所述管状结构，经过基质过滤，另一部分水沿缝隙流过，没有经过第一级所述装片的基质，但由于交错组合连接模式，水流在下一级中可得到净化。

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