一种防堵塞垂直潜流湿地系统

本发明涉及一种防堵塞垂直潜流湿地系统，属污水处理。

背景技术：

1、我国是一个淡水资源十分匮乏的国家，水资源短缺已经成为制约社会与经济发展的重要因素，污水的高效处理和水资源回用是当今社会必须攻克的一项难题。水污染导致水环境的恶化，直接影响人们的生产和生活。

2、污水处理技术与工艺的研究和开发一直处于不断的前进过程中。随着污水处理工艺或技术的不断改进和发展，传统的生物法、生态法等技术与工艺，在时间或空间上，其局限性已凸显。

3、人工湿地是模拟自然湿地建造的人工生态系统，自20世纪80年代起被广泛应用于多种污染水体的净化研究。人工湿地高效的去除污水污染物以及经济的运作模式，使得人工湿地得到广泛应用。与其它污水处理工艺相比，人工湿地处理污水具有诸多优势：出水稳定、建造及运转费用低、维护简单、处理效率高，并且适用面广、对负荷变化的适用能力强。而垂直潜流湿地又是目前较多采用的人工湿地类型。

4、垂直潜流湿地系统是以亲水植物为表面绿化物，以不同材质填料为基质，污水由垂直潜流湿地前端的布水区进入，经湿地系统处理净化，最后再由湿地系统末端排出。在垂直潜流湿地系统中，污水在内部流动，一方面可以充分利用基质表面生长的生物膜、植物丰富的根系及表层基质截流等的作用提高其对污水处理效果和处理能力；另一方面由于水流在地表以下流动，保温性能好、处理效果受气候影响小、卫生条件较好。

5、目前现有技术中的垂直潜流湿地在实际运行过程中存在湿地系统堵塞问题。堵塞是妨碍湿地系统长效运行的一大难题，严重影响了净化污水效果。积累的污染物堵塞基质孔隙，导致水力传导系数的下降、基质中氧气恢复减缓、理化环境恶化、造成微生物活性随之下降，最终使得污染物降解速率进一步变慢。现有技术中对于人工湿地易发生短流现象及系统堵塞等问题，尚缺乏有效的解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的是，为了解决现有污水处理技术中的垂直潜流湿地在实际运行过程中存在湿地系统堵塞问题，提出一种防堵塞垂直潜流湿地系统。

2、本发明实现的技术方案如下，一种防堵塞垂直潜流湿地系统，所述系统包括垂直潜流区和中央深处理净化区；所述垂直潜流区，被中间中央深处理净化区分隔成对称的二个分区，分别为垂直潜流a区和垂直潜流c区，中央深处理净化区称为中央深处理净化b区；所述垂直潜流区的下底面与中央深处理净化区的垂直分隔墙之间成一定角度；下底面与垂直分隔墙相连处，沿长度方向均匀布设多根连通垂直潜流区与中央深处理净化区的排水管，用于连通垂直潜流区与中央深处理净化区，且将悬浮于垂直潜流区水体中的生物膜以及污水中的杂质随水体进入中央深处理净化区。

3、所述系统分别从对称型二分区垂直潜流区进水，从中央深处理净化区通过虹吸水管排水。

4、所述系统是由外墙构筑成的长方形区域；所述中央深处理净化区，是由垂直分隔墙与部分外墙段形成的长方形区域，部分外墙段旁等距离布设虹吸水管，中央深处理净化区处理后的污水通过虹吸水管排出湿地系统；中央深处理净化区接近地面的外墙处布设有排泥口。

5、所述垂直潜流区，铺设有二层基质，第一基质层基质为粒径较小的生物陶粒，第二基质层基质为粒径较大的海绵铁；所述中央深处理净化区，底面种植沉水植物。

6、所述垂直潜流区上方设置了布水区，若干进水管均匀分布在垂直潜流区上方整个区域。

7、所述垂直潜流区底面与湿地系统水平底之间为填土，并通过隔板与中央深处理净化区分开。所述中央深处理净化区底部与湿地系统水平底之间为填土。

8、所述防堵塞垂直潜流湿地系统呈长方体，垂直潜流a区长度：中央深处理净化b区长度：垂直潜流c区长度为1:1:1。

9、所述垂直潜流区的下底面与中央深处理净化区的垂直分隔墙之间的角度为60º~80º。

10、所述虹吸水管上端位于中央深处理净化b区内外墙旁、且齐中央深处理净化b区顶层处，下端在系统外。

11、所述中央深处理净化区的深度比垂直潜流区的深度更深；所述排水管的出水端位置高于中央深处理净化区的底面位置。

12、本发明的工作原理如下，

13、污水在经过前期的预处理后，污水通过垂直潜流a区与垂直潜流c区的布水区进水管进入湿地系统，布水区表层的植物对污水中的污染物质进行吸收降解，并对污水中的杂质进水截留；污水在垂直潜流a区与垂直潜流c区的防堵塞区通过第一基质层、第二基质层得到进一步处理；污水进入中央深处理净化b区，底层种植沉水植物进一步吸收污水中的氮、磷等污染物质；经过一系列处理后的污水，经虹吸水管排出湿地系统。

14、虹吸水管排水时，水位不断地下降，且中央深处理净化b区的下底面低于垂直潜流a区与垂直潜流c区的排水管的位置。在水位不断下降的过程中，悬浮于垂直潜流a区与垂直潜流c区水体中的生物膜以及污水中的杂质随水体进入中央深处理净化b区；在虹吸水管排水后期，垂直潜流a区与垂直潜流c区水体也随着被排空，生物膜以及污水中的杂质也随之全部通过排水管进入到中央深处理净化b区。

15、当虹吸水管停止排水时，系统进入到下一轮的污水处理过程中。在此过程中，水体不断地从垂直潜流a区与垂直潜流c区布水区进入系统中，期间水体也不断地从垂直潜流a区与垂直潜流c区的排水管进入中央深处理净化b区，水位在系统（垂直潜流a区、中央深处理净化b区、垂直潜流c区）中同步上升。

16、本发明的有益效果在于，本发明一种防堵塞垂直潜流湿地系统，通过设计包括垂直潜流区和中央深处理净化区在内的湿地系统，且设置的垂直潜流区，被中间中央深处理净化区分隔成对称的二个分区，通过垂直潜流区倾斜底板与中央深处理净化区底部之间设置的排水管，将生物膜以及污水中的杂质也随之全部排入中央深处理净化区；解决了现有技术中的潜流湿地易发生短流现象及系统堵塞等问题，具有结构简单、净化污水效果好、能避免潜流湿地堵塞长久稳定运行的优点。

技术特征：

1.一种防堵塞垂直潜流湿地系统，其特征在于，所述系统包括垂直潜流区和中央深处理净化区；所述垂直潜流区，被中间中央深处理净化区分隔成对称的二个分区，分别为垂直潜流a区和垂直潜流c区，中央深处理净化区称为中央深处理净化b区；所述垂直潜流区的下底面与中央深处理净化区的垂直分隔墙之间成一定角度；下底面与垂直分隔墙相连处，沿长度方向均匀布设多根连通垂直潜流区与中央深处理净化区的排水管，用于连通垂直潜流区与中央深处理净化区，且将悬浮于垂直潜流区水体中的生物膜以及污水中的杂质随水体进入中央深处理净化区；

2.根据权利要求1所述的一种防堵塞垂直潜流湿地系统，其特征在于，所述垂直潜流区，铺设有二层基质，第一基质层基质为粒径较小的生物陶粒，第二基质层基质为粒径较大的海绵铁；所述中央深处理净化区，底面种植沉水植物。

3.根据权利要求1所述的一种防堵塞垂直潜流湿地系统，其特征在于，所述垂直潜流区上方设置了布水区，若干进水管均匀分布在垂直潜流区上方整个区域。

4.根据权利要求1所述的一种防堵塞垂直潜流湿地系统，其特征在于，所述垂直潜流区底面与湿地系统水平底之间为填土，并通过隔板与中央深处理净化区分开。

5.根据权利要求1所述的一种防堵塞垂直潜流湿地系统，其特征在于，所述中央深处理净化区底部与湿地系统水平底之间为填土。

6.根据权利要求1所述的一种防堵塞垂直潜流湿地系统，其特征在于，所述防堵塞垂直潜流湿地系统呈长方体，垂直潜流a区长度：中央深处理净化b区长度：垂直潜流c区长度为1:1:1。

7.根据权利要求1所述的一种防堵塞垂直潜流湿地系统，其特征在于，所述垂直潜流区的下底面与中央深处理净化区的垂直分隔墙之间的角度为60º~80º。

8.根据权利要求1所述的一种防堵塞垂直潜流湿地系统，其特征在于，所述虹吸水管上端位于中央深处理净化b区内外墙旁、且齐中央深处理净化b区顶层处，下端在系统外。

9.根据权利要求1所述的一种防堵塞垂直潜流湿地系统，其特征在于，所述中央深处理净化区的深度比垂直潜流区的深度更深；所述排水管的出水端位置高于中央深处理净化区的底面位置。

技术总结
一种防堵塞垂直潜流湿地系统，分为垂直潜流区和中央深处理净化区。所述垂直潜流区呈对称2分区，分别铺设有二层基质，第一基质层基质（9）为粒径较小的生物陶粒，第二基质层基质（8）为粒径较大的海绵铁；所述垂直潜流区上方设置了布水区和进水管（1）均匀分布在垂直潜流区上方整个区域；所述垂直潜流区的下底面与垂直隔离墙之间成一定角度（7）；垂直潜流区与中央深处理净化区通过排水管（3）相连，从中央深处理净化区通过虹吸水管（4）排水；中央深处理净化区接近地面的外墙处布设有排泥口（5）；本发明解决了现有湿地存在的易发生短流现象及湿地系统易污堵等问题。本发明系统净化污水效果好、系统结构简单易维护管理。

技术研发人员：江成,黄贞岚,刘勇,桂双林
受保护的技术使用者：江西省科学院能源研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15