一种生态湿地净化集装箱及其组成的生态湿地净化系统的制作方法

1.本实用新型属于流域治理技术领域，涉及一种生态湿地净化集装箱及其组成的生态湿地净化系统，尤其涉及一种用于水体边坡的生态湿地净化集装箱及其组成的生态湿地净化系统。


背景技术：

2.我国对河流、湖泊、黑臭水体等水环境综合治理工作宏观层面分为两个阶段：第一阶段是对进入水体的点源或面源形态的污染物采取截污控源措施，经处理后达到一定标准后入河；第二阶段是对河道本身采取物理技术、化学技术、生物
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生态技术进行生态修复。
3.在截污控源阶段，一般主要通过前置库、河岸生态缓冲带、生态护岸等降解入河污染物，然而在现实工程项目中存在城市河流岸坡地理空间受限，城市建设紧邻河岸，没有合适的土地资源用来建设人工湿地或生态缓冲带，甚至河堤都是直立式混凝土建造形式，无法实施坡度缓、占地需求较大的生态护岸；且生态护岸一般采用自然属性较强的材料作为主体结构，结合适宜生态护岸块石、生态混凝土、植草砌块、石笼、土工合成材料等,结合湿生植物种植，以达到稳定、生态、景观、亲水等效果。但其对污染物降解能力有限，建设周期长，且受季节气候限制，还因场地等局限面临施工难度大的问题。
4.在水体内源治理阶段，通常包括原位净化技术和异位净化技术。其中原位净化技术一般采用人工打捞、引水稀释、底泥清淤，投加药剂、曝气增氧、生物膜、生态浮岛等措施对水体进行原位净化，分别存在成本高、原有生态系统破坏、二次污染、受水流影响等方面的局限性；而旁路多级人工湿地、砾石床、稳定塘等异位净化技术同样需要占用大量的土地空间的局限。


技术实现要素：

5.针对城市河流、湖泊(水库)、涝池等水体周围土地利用空间少、河堤硬质化、生态边坡污染物降解能力有限等水环境治理现状问题，本实用新型的目的在于提供一种生态湿地净化集装箱及其组成的生态湿地净化系统，主要用于水体边坡。本实用新型通过在原有硬质化水体边坡上的集成组装或代替生态护坡，一方面加强对入河(湖、库、池)水体的深度净化，另一方面可将原水体提升引入至集装箱系统内，通过层层梯级净化处理后处再排回至原水水体，最终实现降解水体中污染物的目的，可缓解城市用地紧张、施工组织难度大、水体水质恶化等难题。
6.本实用新型的实现过程如下：
7.一种生态湿地净化集装箱，包括进水模块、集装箱组合模块和出水模块，所述进水模块与集装箱组合模块连通，所述集装箱组合模块与出水模块连通，所述集装箱组合模块由若干组箱体单元组成。
8.进一步，所述进水模块为1个箱体，所述箱体的上方为敞口进水端。
9.进一步，所述进水模块由四层填料层组成，底层填料层为砂垫层，砂垫层的上方为
第一大碎石填料层，第一大碎石填料层的上方为第一小碎石填料层，第一小碎石填料层的上方为第一中砂填料层，所述第一中砂填料层的高度低于进水模块的箱体上沿高度。
10.进一步，所述进水模块与集装箱组合模块之间设置有第一上隔板，所述第一上隔板上沿的高度与进水模块或集装箱组合模块上沿的高度相同，所述第一上隔板的下沿与进水模块或集装箱组合模块的底板之间设置有第一间隙。
11.进一步，集装箱组合模块中，每组箱体单元由两个箱体组成，且两个箱体之间设置有下隔板，所述下隔板上沿的高度低于箱体上沿的高度，所述下隔板的下沿与箱体的底板固定连接；相邻两组箱体单元之间设置有第二上隔板，第二上隔板上沿的高度与箱体上沿的高度相同，所述第二上隔板的下沿与箱体的底板之间设置有第二间隙，所述集装箱组合模块与出水模块之间通过第二上隔板连通。
12.进一步，所述集装箱组合模块中，每个箱体由七层填料层组成，底层填料层为第二砂垫层，第二砂垫层的上方为第二大碎石填料层，第二大碎石填料层的上方为第二小碎石填料层，第二小碎石填料层的上方为生物膜，生物膜的上方为第三大碎石填料层，第三大碎石填料层的上方为第三小碎石填料层，第三小碎石填料层的上方为生物基质层，所述生物基质层的高度低于集装箱组合模块的箱体上沿高度。
13.进一步，所述出水模块为1个箱体，所述箱体的任意一个面均可以作为出水端，出水端的箱体面设置为齿形边沿结构。
14.一种由所述生态湿地净化集装箱拼装而成的生态湿地净化系统，由若干组生态湿地净化集装箱并联或串联组成。
15.进一步，若干组生态湿地净化集装箱为阶梯状态分布或同一水平面分布。
16.进一步，相邻两组生态湿地净化集装箱中，前一组生态湿地净化集装箱的出水模块的出水流入后一组生态湿地净化集装箱的进水模块中。
17.本实用新型的积极效果：
18.(1)相较于一般生态护坡而言，其内部改造后的人工湿地系统对于水体处理效果更佳；
19.(2)该装置内部与原水体相对隔离，便于维护管理，同时避免了湿地沉积物磷释放风险；
20.(3)该系统内部形成独立生态空间，表面配置的一定水生植物与出水瀑布水帘景观，可与周边环境协调，形成沿河一到亮丽的风景线。
附图说明
21.图1为本实用新型所述生态湿地净化集装箱在水体边坡的安装示意图；
22.图2为本实用新型所述生态湿地净化集装箱的顶部平面图；
23.图3为本实用新型所述生态湿地净化集装箱的剖面构造图；
24.图4为本实用新型所述生态湿地净化集装箱的水流方向图；
25.图5为本实用新型所述生态湿地净化集装箱的出水边沿设计图；
26.图中，1进水模块，2集装箱组合模块，21箱体单元，3出水模块，31出水端，4第一上隔板，5第一间隙，6下隔板，7第二上隔板，8第二间隙，9水体。
具体实施方式
27.下面结合实施例对本实用新型做进一步说明。
28.为了解决城市河流、湖泊(水库)、涝池等水体周围土地利用空间少、河堤硬质化、生态边坡污染物降解能力有限等水环境治理现状问题，本实用新型提供一种生态湿地净化集装箱及其组成的生态湿地净化系统。
29.实施例1
30.本实施例所述生态湿地净化集装箱，见图2
‑
图5，包括进水模块1、集装箱组合模块2和出水模块3，所述进水模块1与集装箱组合模块2连通，所述集装箱组合模块2与出水模块3连通，所述集装箱组合模块2由若干组箱体单元21 组成。
31.其中，所述进水模块1为1个箱体，所述箱体的上方为敞口进水端。所述进水模块1与集装箱组合模块2之间设置有第一上隔板4，所述第一上隔板4上沿的高度与进水模块1或集装箱组合模块2上沿的高度相同，所述第一上隔板4 的下沿与进水模块1或集装箱组合模块2的底板之间设置有第一间隙5。
32.集装箱组合模块2中，每组箱体单元21由两个箱体组成，且两个箱体之间设置有下隔板6，所述下隔板6上沿的高度低于箱体上沿的高度，所述下隔板6 的下沿与箱体的底板固定连接；相邻两组箱体单元21之间设置有第二上隔板7，第二上隔板7上沿的高度与箱体上沿的高度相同，所述第二上隔板7的下沿与箱体的底板之间设置有第二间隙8，下隔板6和第二上隔板7的设计可实现水流在总体水平方向流动的同时上下流动，所述集装箱组合模块2与出水模块3之间通过第二上隔板7连通。
33.所述出水模块3为1个箱体，所述箱体的任意一个面均可以作为出水端31，出水端31的箱体面设置为齿形边沿结构。出水模块3通过齿形边沿的设计，使处理后的水以水帘瀑布的形式跌回水体，形成小水景的同时还可增加原水体的复氧能力。
34.更为具体的是，所述进水模块1由四层填料层组成，实现水量水质的调节，底层填料层为砂垫层，砂垫层的上方为第一大碎石填料层，第一大碎石填料层的上方为第一小碎石填料层，第一小碎石填料层的上方为第一中砂填料层，所述第一中砂填料层的高度低于进水模块1的箱体上沿高度。第一中砂填料层上可以种植水生植物，四层填料层与配置好的水生植物一同实现水质净化。
35.各层具体参数如下：
36.第一中砂填料层的厚度为：0.4m；
37.第一小碎石填料层为0.5cm碎石组成，厚度为0.05m；
38.第一大碎石填料层为2
‑
4cm碎石组成，厚度为0.3m；
39.砂垫层的厚度为0.05m。
40.所述集装箱组合模块2中，每个箱体由七层填料层组成，底层填料层为第二砂垫层，第二砂垫层的上方为第二大碎石填料层，第二大碎石填料层的上方为第二小碎石填料层，第二小碎石填料层的上方为生物膜，生物膜的上方为第三大碎石填料层，第三大碎石填料层的上方为第三小碎石填料层，第三小碎石填料层的上方为生物基质层，所述生物基质层的高度低于集装箱组合模块2的箱体上沿高度。
41.各层具体参数如下：
42.生物基质层的厚度为0.2m；
43.第三小碎石填料层为0.6
‑
1.5cm碎石，厚度为0.05m；
44.第三大碎石填料层为2
‑
4cm碎石，厚度为0.2m；
45.生物膜的厚度为0.05m；
46.第二小碎石填料层为0.6
‑
1.5cm碎石，厚度为0.05m；
47.第二大碎石填料层为2
‑
4cm碎石，厚度为0.2m；
48.第二砂垫层的厚度为0.05m。
49.所述生物基质层为沸石颗粒或页岩陶粒，粒径均为5
‑
8mm；
50.所述生物膜为一种微生物载体或滤料，规格为φ5
‑
10mm；具有表面积大，亲水性，抗冲击力，易挂膜，生物活性高，水处理循环效果等优点。
51.实施例2
52.一种由生态湿地净化集装箱拼装而成的生态湿地净化系统，见图1，由若干组生态湿地净化集装箱并联组成。若干组生态湿地净化集装箱为阶梯状态分布。相邻两组生态湿地净化集装箱中，前一组生态湿地净化集装箱的出水模块3的出水流入后一组生态湿地净化集装箱的进水模块1中。
53.实施例3
54.一种由生态湿地净化集装箱拼装而成的生态湿地净化系统，由若干组生态湿地净化集装箱串联组成。若干组生态湿地净化集装箱为同一水平面分布。相邻两组生态湿地净化集装箱中，前一组生态湿地净化集装箱的出水模块3的出水流入后一组生态湿地净化集装箱的进水模块1中。
55.本实用新型所述由生态湿地净化集装箱拼装而成的生态湿地净化系统采用一体化型式设计制造，在使用过程中可以通过螺栓或侧面拉杆、底部支杆支撑来固定安装在硬质化河堤湖堤边坡，地表径流通过重力流引入进水系统，河流湖泊中的水体可通过泵提升至进水系统，水流从顶部流入生态湿地净化集装箱的进水模块1中，进水模块1从箱体底部进入集装箱组合模块2，水流在集装箱组合模块2中呈现s型流动实现水体水质净化，且水体在向下渗滤的过程中经历不同的物理、化学和生物作用，且水体s型流动形式增加水流与植物根系的接触面积和时间，通过人工湿地介质层的结构和材质设计，经吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类小动物的作用，对cod、氨氮等污染物进行有效去除。最终从出水模块3的齿形边沿结构的箱体侧面流出，最后以瀑布水帘形式跌落至水体。本实用新型通过水生植物对污染物的拦截作用、水生植物根系形成的微生物膜对有机质的降解作用和植物本身对营养盐的吸收作用进一步去除污染物。本实用新型所述生态湿地净化集装箱的来水为市政污水或地表径流时，可直接流入处理系统；来水为河流、湖泊等自然水体时，需要用提升泵将水引入处理系统。
56.本实用新型的创新之处在于：第一，该装置为一体化集装箱形式，可镶嵌于水体边坡或替代生态护坡，节省土地资源利用空间，具有净化水质、护坡、防止水体流失、恢复生态环境等多重功能；第二，生态湿地集装箱内部结构设计形成 s型上下折流水流形式，增加水流与植物根系的接触面积和时间，相比一般人工湿地提高了处理效果；第三，生态湿地集装箱内种植功能性水生植物，净化水质的同时可形成季相分明的河岸带植物景观；第四，出水齿形边沿设计可以阻挡一部分的落叶等漂浮物，形成水帘景观，跌回水体还可增加水体复氧，改善水质；第五，区别于生态浮岛、河流湿地等，生态湿地集装箱与水体边坡镶嵌成一
体，具有抗击洪水冲刷，便于安装维护的特点。
57.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作出的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施仅限于这些说明。对于本实用新型所属领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干简单推演或替换，都应该视为属于本实用新型的保护范围。