一種人工水平潛流濕地及其防堵塞沉淀池及防堵塞方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生態(tài)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種人工水平潛流濕地及其防堵塞沉淀池及防堵塞方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人工濕地是由人工基質(zhì)(碎石、砂礫等)和生長在其上的水生植物組成，污水在濕地基質(zhì)的表層或表面下流動，靠基質(zhì)的吸附、植物吸收、微生物轉(zhuǎn)化等一系列過程降解水中的營養(yǎng)物質(zhì)，是一種有別于自然濕地的獨特的基質(zhì)-植物-微生物系統(tǒng)。但由于水平潛流人工濕地的設(shè)計思路導(dǎo)致潛流濕地極易出現(xiàn)堵塞的情況；據(jù)美國環(huán)保局對正在運行中的100多座人工濕地所做的調(diào)查表明，將近一半的設(shè)施在5年內(nèi)均出現(xiàn)了基質(zhì)堵塞問題，表現(xiàn)為水力傳導(dǎo)系數(shù)降低，凈化效果下降，運行壽命縮短?？梢哉f除開人工濕地處理設(shè)施占地問題外，人工濕地基質(zhì)的堵塞問題已經(jīng)成為其應(yīng)用的最大障礙因素。
[0003]為了應(yīng)對潛流濕地的基質(zhì)堵塞問題，國內(nèi)外研宄者也做了較多研宄，歸納起來主要有預(yù)處理、曝氣充氧、停床輪休、更換基質(zhì)、投加蚯蚓、施加微生物抑制劑等方法。
[0004](I)預(yù)處理
[0005]預(yù)處理可以降低濕地進水中的懸浮物和有機負荷(特別是當(dāng)有機負荷中固態(tài)物質(zhì)含量較大時)，有效預(yù)防人工濕地堵塞的發(fā)生。常見的預(yù)處理工藝有格柵、厭氧沉淀、混凝沉淀等。這些措施雖可有效推遲基質(zhì)堵塞發(fā)生的時間，卻不能杜絕溶解性有機物導(dǎo)致的基質(zhì)堵塞的發(fā)生，并會增大系統(tǒng)的投資、運行成本以及維護管理難度。是否適合采用此類方法需要在由此引起的運行與人員費用增加和基質(zhì)堵塞后更換基質(zhì)所需費用之間進行權(quán)衡。
[0006](2)曝氣充氧
[0007]由于厭氧狀態(tài)是導(dǎo)致基質(zhì)中胞外聚合物積累的重要原因，因此對污水進行預(yù)曝氣充氧可以起到一定的預(yù)防堵塞作用。由于污水在滲透過程中其DO值會迅速降低，而在散水管周圍供給空氣則可以有效提高污水的DO濃度，維持基質(zhì)中的好氧狀態(tài)，使微生物的分解作用得以維持，同時還可以防止基質(zhì)中胞外聚合物的蓄積。但引起的系統(tǒng)構(gòu)筑物增加，操作復(fù)雜和費用上升，讓其實施也有難度。
[0008](3)停床、輪休
[0009]人工濕地受堵塞后，國外通行的做法是讓床體經(jīng)過幾個星期的停床休整來恢復(fù)部分滲透性，而輪休期的長短則取決于天氣條件，一般從7天至一個月不等。通過停床休作與輪作，一方面可以使大氣中的氧進入濕地內(nèi)部，加快降解基質(zhì)中沉積的有機物；另一方面微生物新陳代謝需要的各種營養(yǎng)物得不到持續(xù)的補充，基質(zhì)中的微生物會逐漸進入內(nèi)源呼吸期，消耗胞外聚合物或胞內(nèi)成分，逐漸老化死亡。但這類措施需要建造多個平行濕地構(gòu)筑物，會大幅度增加濕地處理系統(tǒng)的占地面積和投資費用。
[0010](4)更換濕地部分基質(zhì)
[0011]研宄發(fā)現(xiàn)，堵塞最容易發(fā)生的區(qū)域一般為進水區(qū)附近的上層基質(zhì)，以水平潛流濕地為例，一般發(fā)生在過水流向長度前1/10?1/4段。為此，通過更換濕地部分基質(zhì)可以有效恢復(fù)人工濕地的功能，缺點是對大規(guī)模的濕地而言工程量較大、更換困難、更換時人工濕地需要停床且更換所花時間長。研宄者發(fā)現(xiàn)，在連續(xù)運行5年的復(fù)合垂直潛流濕地中，發(fā)生滲透系數(shù)下降主要是在靠近進水端的下行池，且下降最多的不是在濕地表層，而是在表層以下15?30cm處，這恰恰證明基質(zhì)由氧化環(huán)境轉(zhuǎn)向厭氧環(huán)境處易發(fā)生有機物代謝產(chǎn)物引起的堵塞。但是此研宄結(jié)果也提出了問題，水平潛流濕地一般設(shè)計有效深度在60?80cm，這意味著如需更換基質(zhì)來解決堵塞問題，將更換微生物活性最強、植物根系最發(fā)達的植物生長基質(zhì)層，這樣更換濕地基質(zhì)后濕地植物和基質(zhì)微生物將需要較長時間(一般認(rèn)為至少一年以上)來重新成熟以獲得處理能力的恢復(fù)。
[0012]縱觀國內(nèi)外研宄現(xiàn)狀，引起人工濕地基質(zhì)堵塞的因素較多，相應(yīng)的預(yù)防措施和恢復(fù)對策也很多，但效果差別很大，且往往治標(biāo)不治本。綜合說來，有機污染物及其代謝產(chǎn)物是人工濕地堵塞的主要原因，進水中的無機懸浮物和有機固體這類固體顆?？梢酝ㄟ^低成本的預(yù)處理方式(諸如格柵、沉淀池、絮凝等)得以良好解決，但是溶解性有機物及基質(zhì)中積累的微生物代謝產(chǎn)物(包括細菌胞外聚合物等)無疑是難于用較低成本工藝甚至是無法解決的，今后很長一段時間里，堵塞問題將成為人工濕地污水處理技術(shù)研宄中的重點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]為了解決水平潛流人工濕地易堵塞的難題，本發(fā)明提供了一種水平潛流濕地防堵塞方法及沉淀池。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0015]一種人工水平潛流濕地，其特征在于，包含多個水平排列的濕地單元，在濕地單元之間設(shè)置有防堵塞沉淀池；
[0016]所述防堵塞沉淀池包括可作為容器的池子主體和設(shè)置在所述池子主體側(cè)壁上的進水口和出水口，所述進水口的位置低于所述出水口；
[0017]所述進水口用于接收待沉淀的污水，所述出水口用于將所述池子主體內(nèi)上部的水排出去。
[0018]所述池子主體的相對的兩面?zhèn)缺谏戏謩e開有通孔，所述進水口指在一面?zhèn)缺谏系乃_位置較低的通孔；所述出水口指在另一面?zhèn)缺谏系乃_位置較高的通孔。
[0019]所述防堵塞沉淀池還包括一段兩端開口的彎管；所述池子主體的相對的兩面?zhèn)缺谏戏謩e開有通孔，所述進水口指在一面?zhèn)缺谏系乃_的通孔；所述彎管的一端開口為固定端，緊貼安裝在另一面?zhèn)缺谏纤_的通孔中，所述彎管的另一端開口為自由端，處于所述池子主體的內(nèi)腔中并且向上；所述出水口指所述彎管的自由端。
[0020]所述兩個人工濕地單元之間設(shè)置有多個所述沉淀池。
[0021]多個所述沉淀池之間由排水管道連接。
[0022]用于人工水平潛流濕地的防堵塞沉淀池，其特征在于，包括可作為容器的池子主體和設(shè)置在所述池子主體側(cè)壁上的進水口和出水口，所述進水口的位置低于所述出水口 ；
[0023]所述進水口用于接收待沉淀的污水，所述出水口用于將所述池子主體內(nèi)上部的水排出去。
[0024]所述池子主體的相對的兩面?zhèn)缺谏戏謩e開有通孔，所述進水口指在一面?zhèn)缺谏系乃_位置較低的通孔；所述出水口指在另一面?zhèn)缺谏系乃_位置較高的通孔。
[0025]所述防堵塞沉淀池還包括一段兩端開口的彎管；所述池子主體的相對的兩面?zhèn)缺谏戏謩e開有通孔，所述進水口指在一面?zhèn)缺谏系乃_的通孔；所述彎管的一端開口為固定端，緊貼安裝在另一面?zhèn)缺谏纤_的通孔中，所述彎管的另一端開口為自由端，處于所述池子主體的內(nèi)腔中并且向上；所述出水口指所述彎管的自由端。
[0026]所述池子主體為磚體結(jié)構(gòu)。
[0027]一種人工水平潛流濕地防堵塞的方法，其特征在于，設(shè)置多個水平排列的人工濕地單元，在所述人工濕地單元之間設(shè)置所述防堵塞沉淀池，所述進水口與上游濕地單元的出水口或者與另一個所述防堵塞沉淀池的出水口相連通，用于接收上游污水；所述出水口與下游濕地單元的進水口或者與另一個所述防堵塞沉淀池的進水口相連通，用于將所述池子主體內(nèi)上部的水排出去。
[0028]本發(fā)明突破了現(xiàn)有技術(shù)中的慣常思維，運用簡單的技術(shù)原理，提供了一種應(yīng)用于水平潛流人工濕地的防堵塞的沉淀池及其方法，解決了水平潛流人工濕地易堵塞的難題。
[0029]本發(fā)明提供的防堵塞沉淀池被設(shè)置在兩個人工濕地單元之間，而不是像現(xiàn)有技術(shù)中公開的那樣，僅在進入人工濕地單元之前設(shè)置沉淀池，這樣設(shè)置的積極效果在于，通過人工濕地單元中基質(zhì)過濾的污水進入防堵塞沉淀池后，經(jīng)過所述沉淀池對污水中較大粒徑的易造成堵塞的雜質(zhì)和/或懸浮物進行沉淀，從而在污水進入下一人工濕地單元之前很大程度上消除了引起堵塞的因素，從而達到防堵塞的目的。此外，所述防堵塞沉淀池的特征還在于所述沉淀池進水口的高度低于出水口的高度，這樣產(chǎn)生的有益效果在于，污水從進水口進入沉淀池后，出水口與進水口之間的高度差會對沉淀池中雜質(zhì)和/或懸浮物的沉淀留出足夠的時間和空間，使沉淀更為徹底，這樣從出水口排出的水在進入下一人工濕地單元之前含有的易造成堵塞的雜質(zhì)和/或懸浮物更少，防堵塞的效果更好。
[0030]本發(fā)明還提供了將所述防堵塞沉淀池應(yīng)用于水平潛流人工濕地的防堵塞的方法。該方法的特征在于在水平潛流人工濕地單元之間設(shè)置I個或多個所述防堵塞沉淀池。多個防堵塞沉淀池之間由排水管道連接。
[0031]本發(fā)明提供的所述防堵塞沉淀池構(gòu)造簡單，造價低，效果好、效率高、運行維護方便易行，可長期有效使用。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明實施例1所述I號水平潛流人工濕地防堵塞沉淀池具有進水口一側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖2是本發(fā)明實施例1所述I號水平潛流人工濕地防堵塞沉淀池的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖3是本發(fā)明實施例1所述I號水平潛流人工濕地防堵塞沉淀池具有出水口一側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖4是本發(fā)明采用實施例1所述的防堵塞沉淀池對水平潛流人工濕地進行防堵塞應(yīng)用的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖5是本發(fā)明實施3所述2號水平潛流人工濕地防堵塞沉淀池的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]上述附圖中的附圖標(biāo)記分別代表:1-防堵塞沉淀池；2_進水口 ；3_出水口 ；4-彎管；5-自由端；6-人工濕地單元；7_人工濕地基質(zhì)；8_排水管道；9_污水。
【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明進行進一步的詳細描述，但并不以此來限制本發(fā)明的范圍。
[0039]實施例1、1號水平潛流人工濕地防堵塞沉淀池
[0040]結(jié)合圖1