一種適用於陡峭地勢的強效脫氮人工溼地的製作方法

2023-10-23 23:06:57

本發明涉及人工溼地處理汙水技術領域，具體涉及一種適用於陡峭地勢的強效脫氮人工溼地。

技術背景

人工溼地技術是在土地處理、穩定塘、生物濾池等汙水處理技術基礎上發展起來的一種人工構建並控制的主要利用天然淨化能力的汙水處理技術，具有結構簡單，維護方便，運行費用低，兼具汙水處理和景觀美化雙重功能的優點，但又普遍存在佔地面積大，單位面積汙水處理能力相對較弱的缺點。

目前我國，尤其在廣大山區，能用於人工溼地建設的大片平坦土地十分稀缺。許多山區鄉鎮汙水處理廠選址只能位於陡峭地勢，擋牆土方工程量巨大，工程造價高，而目前在陡峭地勢上修建的人工溼地多為表面流人工溼地或是臺階狀的潛流人工溼地。表面流人工溼地汙水處理能力較弱且溫度較高時易孳生蚊蠅，衛生條件較差對周邊環境有一定影響。臺階狀的人工溼地由於每兩級人工溼地之間均有隔牆，而上下兩級人工溼地之間由於有一定高差，隔牆受到側壓力較大，因此隔牆厚度較厚而且底部需修建隔牆基礎；為避免因中間隔牆過多而導致土建成本過高和土地浪費，需儘量減少隔牆數量，保證每級人工溼地有足夠的寬度，而這樣一來就無法完全貼合原邊坡地形，不適用於過於陡峭的地勢，且土建成本相對較高。

目前我國水體富營養化嚴重，排放汙水中氮元素過高是導致這一現象的重要原因之一，而傳統人工溼地單位面積脫氮能力有限，提升人工溼地脫氮能力一直是汙水處理領域研究熱點。

因此，針對現有技術中存在的不足之處，提供一種適用於陡峭地勢，脫氮效果好的人工溼地甚為必要。

技術實現要素：

本發明針對現有技術的不足和缺陷，目的是提供一種適用於陡峭地勢的強效脫氮人工溼地，適用於陡峭地勢，脫氮效果好的人工溼。

本發明目的通過下述技術方案來實現：

一種適用於陡峭地勢的強效脫氮人工溼地，包括配水渠，還包括斜坡人工溼地和出水渠，配水渠、斜坡人工溼地和出水渠從上坡至下坡設置在斜坡上，配水渠上設置有總進水管，配水渠通過配水孔與斜坡人工溼地的上坡端連通，斜坡人工溼地的下坡端通過出水孔與出水渠連通，出水渠上設置有總排水管，斜坡人工溼地包括設置在防滲層上的填料層以及設置在填料層上的植被層，斜坡人工溼地的上坡端至下坡端依次間隔設置有上隔板和下隔板，上隔板頂部伸出填料層頂面且底部與填料層底面之間設置有下過水間隙，下隔板頂部與填料層頂面之間設置有上過水間隙且下隔板底部嵌入到防滲層。

相鄰的下隔板之間構成溼地處理單元，曝氣管間隔設置在溼地處理單元底部。

如上所述的填料層包括從上至下設置的上填料層、中填料層和下填料層，上隔板頂部伸出上填料層頂面且底部與下填料層底面之間設置有下過水間隙，下隔板頂部與上填料層頂面之間設置有上過水間隙且下隔板底部嵌入到防滲層，曝氣管設置在下填料層中。

如上所述的上填料層頂面上設置有表層固定網，表層固定網為塗塑鋼絲網或不鏽鋼絲網。

如上所述的上填料層為5～15mm的碎石填料層，中填料層為15～25mm的碎石填料層；下填料層為30～60mm的碎石填料層；上填料層、中填料層和下填料層厚度範圍均為300mm～400mm，

曝氣管的底部比防滲層高不少於50mm，

上過水間隙和下過水間隙高度大於等於10cm，

配水渠長度大於等於0.5m，相鄰配水孔之間間距小於等於2m，出水渠長度大於等於0.5m，相鄰出水孔之間間距小於等於2m。

如上所述的植被層為蘆葦、香蒲、再力花、鳶尾、美人蕉、燈芯草、菖蒲中的一種或多種。

如上所述的上隔板和下隔板均為聚乙烯板或不鏽鋼板，

如上所述的防滲層為HDPE防滲膜。

如上所述的上隔板和下隔板為等間距間隔設置，上隔板和下隔板均垂直於水平面。

如上所述的斜坡人工溼地的兩側設置有隔板固定槽，上隔板兩側和下隔板的兩側均卡設在隔板固定槽內。

本發明的優點在於：

1、本溼地能廣泛適用於斜坡地勢，隔板厚度薄，比起臺階狀人工溼地和地勢貼合更好，而且可以進行更多的分格，建設成本低。

2、上下隔板的設置有效避免了溼地短流的現象，水流在溼地床層中呈上下折流流態，有利於汙水中氮的去除，停留時間長。

3、分段布置曝氣管，能使得溼地床體呈缺氧-好氧-缺氧......往復循環的狀態，有利於生物脫氮的進行，進一步增強了溼地脫氮能力。

附圖說明

圖1是本發明的平面示意圖。

圖2是本發明的立面示意圖。

其中：1—配水渠、2—總進水管、3—配水孔、4—斜坡人工溼地、5—植被層、6—表層固定網、7—上填料層、8—中填料層、9—下填料層、10—防滲層、11-上隔板、12—下隔板、13—曝氣管、14—出水渠、15—出水孔、16—總排水管。

具體實施方式

下面結合附圖以及實施例對本發明所提供的技術方案進行詳細說明：

實施例1：

一種適用於陡峭地勢的強效脫氮人工溼地，包括配水渠1，還包括斜坡人工溼地4和出水渠14，配水渠1、斜坡人工溼地4和出水渠14從上坡至下坡設置在斜坡上，配水渠1上設置有總進水管2，配水渠1通過配水孔3與斜坡人工溼地4的上坡端連通，斜坡人工溼地4的下坡端通過出水孔15與出水渠14連通，出水渠14上設置有總排水管16，斜坡人工溼地4包括設置在防滲層10上的填料層以及設置在填料層上的植被層5，斜坡人工溼地4的上坡端至下坡端依次間隔設置有上隔板11和下隔板12，上隔板11頂部伸出填料層頂面且底部與填料層底面之間設置有下過水間隙，下隔板12頂部與填料層頂面之間設置有上過水間隙且下隔板12底部嵌入到防滲層10。

相鄰的下隔板12之間構成溼地處理單元，曝氣管13間隔設置在溼地處理單元底部。

填料層包括從上至下設置的上填料層7、中填料層8和下填料層9，上隔板11頂部伸出上填料層7頂面且底部與下填料層9底面之間設置有下過水間隙，下隔板12頂部與上填料層7頂面之間設置有上過水間隙且下隔板12底部嵌入到防滲層10，曝氣管13設置在下填料層9中。

上填料層7頂面上設置有表層固定網6，表層固定網6為塗塑鋼絲網或不鏽鋼絲網。

上填料層7為5～15mm的碎石填料層，中填料層8為15～25mm的碎石填料層；下填料層9為30～60mm的碎石填料層；上填料層7、中填料層8和下填料層9厚度範圍均為300mm～400mm，

曝氣管13的底部比防滲層10高不少於50mm，

上過水間隙和下過水間隙高度大於等於10cm，

配水渠1長度大於等於0.5m，相鄰配水孔3之間間距小於等於2m，出水渠14長度大於等於0.5m，相鄰出水孔15之間間距小於等於2m。配水孔3設置在配水渠1的寬度方向的側壁上，出水孔15設置在出水渠14寬度方向的側壁上。

植被層5為蘆葦、香蒲、再力花、鳶尾、美人蕉、燈芯草、菖蒲中的一種或多種。

上隔板11和下隔板12均為聚乙烯板或不鏽鋼板，

防滲層10為HDPE防滲膜。

上隔板11和下隔板12為等間距間隔設置，上隔板11和下隔板12均垂直於水平面。

斜坡人工溼地4的兩側設置有隔板固定槽，上隔板11兩側和下隔板12的兩側均卡設在隔板固定槽內。

實施例2：

配水渠1規格為長×寬×高＝0.5m×10m×1.7m，總進水管2為DN200的UPVC管，相鄰配水孔3之間間距為1.5m，配水孔3規格為寬×高＝0.15m×0.1m，配水孔3共設5個。

斜坡人工溼地4從作為進水端的上坡端至作為出水端的下坡端的坡度為30°。

斜坡人工溼地4長度為6m，寬度為10m。

植被層5為美人蕉，種植密度為8株/㎡。

表層固定網6為塗塑鋼絲網，網孔孔徑為50mm。

上填料層7為5～15mm的碎石填料層，厚度為300mm。

中填料層8為15～25mm的碎石填料層，厚度為350mm。

下填料層9為30～60mm的碎石填料層，厚度為350mm。

上隔板11採用聚乙烯板，寬×厚×高＝10m×0.02m×1.0m，上隔板11的頂部比其所在位置的上填料層頂部高10cm，下過水間隙的高度為10cm。

下隔板12採用聚乙烯板，寬×厚×高＝10m×0.02m×0.9m，上過水間隙的高度為10cm，下隔板12底部嵌於防滲層中。

相鄰的上隔板和下隔板的間距為0.5m。

曝氣管13的管底比防滲層高50mm，溼地處理單元內相鄰曝氣管13間距為200mm，曝氣氣水比為5:1。

出水渠14規格為長×寬×高＝0.5m×10m×1.2m，總出水管16為DN200的UPVC管，相鄰出水孔15之間間距為1.5m，出水孔15規格為寬×高＝0.15m×0.1m，共設5個。

其他與實施例1一致。

本實施例進水為汙水處理站接觸氧化池出水，水量為30m3/d，運行3個月以來出水水質穩定，植被生長良好，對汙水中TN、NH3-N去除良好，水質穩定達到《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準》(GB18918－2002)一級A標準。下表為採用本實施例的試驗結果：

表1實施例2運行水質監測結果：

實施例3

配水渠1規格為長×寬×高＝0.5m×10m×1.7m，總進水管2為DN200的PE管，相鄰配水孔3之間間距為1.5m，配水孔3規格為寬×高＝0.15m×0.1m，配水孔3共設5個。

斜坡人工溼地4從作為進水端的上坡端至作為出水端的下坡端的坡度為35°。

斜坡人工溼地4長度為7m，寬度為10m。

植被層5為蘆葦，種植密度為12株/㎡。

表層固定網6為不鏽鋼絲網，網孔孔徑為50mm。

上填料層7為5～15mm的碎石填料層，厚度為350mm。

中填料層8為15～25mm的碎石填料層，厚度為400mm。

下填料層9為30～60mm的碎石填料層，厚度為400mm。

上隔板11採用不鏽鋼板，寬×厚×高＝10m×0.005m×1.15m，上隔板11的頂部比其所在位置的上填料層頂部高10cm，下過水間隙的高度為10cm。

下隔板12採用不鏽鋼板，寬×厚×高＝10m×0.005m×1.05m，上過水間隙的高度為10cm，下隔板12底部嵌於防滲層中。

上隔板和下隔板的間距為0.5m。

曝氣管13的管底比防滲層高50mm，溼地處理單元內相鄰曝氣管13間距為200mm，曝氣氣水比為5:1。

出水渠14規格為長×寬×高＝0.5m×10m×1.4m，總出水管16為DN200的PE管，相鄰出水孔15之間間距為1.5m，出水孔15規格為寬×高＝0.15m×0.1m，共設5個。

其他與實施例1一致。

下表為採用本實施例的試驗結果：

表2實施例3運行水質監測結果

最後應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對本發明保護範圍的限制，儘管參照較佳實施例對本發明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和範圍。