[發明專利]兼有水質凈化和盾構棄土消納處置功能的人工濕地裝置

有效

• 申請號: 201310120737.2
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN103172179A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 李春杰;常鴿;吳德意;何圣兵
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C02F3/32
• 分類號: C02F3/32;C02F3/30;C02F11/00;C02F11/12
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本發明涉及一種環境保護技術領域的裝置，具體是涉及一種兼有水質凈化和盾構廢漿/棄土消納處置功能的人工濕地。

背景技術

在盾構施工過程中，開挖土料與泥水混合形成高密度泥漿，由排漿泵及管道輸送至地面，經過滾動篩，除砂器等物理分離形成工程上無法回用的厚漿，厚漿排入棄漿池，久而久之表層干化為棄土。泥水盾構的出漿量一般為掘土體積的2～3倍，若不經妥善，必將會對周邊生態環境造成破壞。同時，盾構棄土均為地下深層土質，本身的污染性小，是極好的資源化材料，因此應加以適當處理，以利于今后的開發利用。

傳統的泥漿處理技術有填埋法、固化法、土地耕作法等。普通的填埋法土方工程量比較大，并且不具備生態功能，可能會為環境安全留下隱患；固化法成本偏高，并且徹底改變了盾構棄土的物理性質，加大了資源化利用的難度；土地耕作法對地形地貌以及土壤結構要求較高，不易展開實施。

開發針對盾構廢漿和棄土的生態方法可以有效解決這類環境問題。既能夠有效儲備廢棄物資源，同時也不造成環境污染。采用生態人工濕地(Constructed?Wetland，CW)是一種應用廣泛的生態工程技術，指用人工筑成水池或溝槽，底面鋪設防滲漏隔水層，填充一定深度的基質層，種植水生植物，利用基質、植物、微生物的物理、化學、生物協同作用使污水得到凈化。傳統人工濕地按照污水流動方式分為表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直潛流人工濕地。目前人工濕地普遍用于水質污染的凈化和生態環境的改善，得到廣泛的重視和發展。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種將廢漿和棄土作為具有利用價值的資源封存起來，既解決了廢漿和棄土的消納問題，又起到凈化水質的作用，低碳環保、運行成本低、易于管理維護的兼有水質凈化和盾構棄土消納處置功能的人工濕地裝置。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：兼有水質凈化和盾構棄土消納處置功能的人工濕地裝置，該裝置按水流方向包括進水槽，濕地床和出水槽，其特征在于，所述的濕地床內設有廢漿消納區或者棄土消納區，當待處理盾構廢棄物為液態廢漿時，所述的濕地床包括自上而下分別是人工浮床區、過渡區和廢漿消納區，或者，當待處理盾構廢棄物為固狀棄土時，所述的濕地床包括自上而下分別是人工濕地區和棄土消納區。

所述的裝置為長方體槽狀，其長寬比為(3～5)∶1，裝置主體位于地面以下，高度相對水面液位的超高不小于0.3m，所述的人工浮床區水深為0.4～0.5m，過渡區為0.2～0.3m，所述的廢漿消納區深度為3～5m；所述的人工濕地區包括植物區和基質層，植物區水深為0.2～0.3m、基質層厚度為0.2～0.3m，所述的棄土消納區深度一般為3～5m。

所述的裝置的BOD₅負荷為15～50Kg/hm².d，水力負荷小于0.1m³/m².d，水力停留時間為3～6d，水力坡度為小于0.5％。

所述的進水槽與濕地床之間設有穿孔墻，通過穿孔墻進行均勻布水，所述的穿孔墻的孔洞設于水面以下0.1～0.2m處。

所述的濕地床與出水槽之間設有可控制液位的多根集水彎管，多根集水彎管并列設置。

所述的多根集水彎管根據實際需要可設置1-10根。

所述的廢漿消納區上部中央位置設有三角反射檔板，該三角反射檔板通過泥漿輸送管連接泥漿泵，待處置廢漿通過泥漿泵及泥漿輸送管道從廢漿消納區上部中央位置注入，通過三角反射檔板將泥漿分散進入到廢漿消納區，同時加大顆粒碰撞，增進泥水分離，所述的廢漿消納區底部設有防滲層；

所述的棄土消納區底部以及棄土消納區與濕地植物區之間均設有防滲層，待處置棄土一次性填入棄土消納區中，待處置含水率低于20％，人工濕地區為表面流人工濕地或水平潛流人工濕地。

所述的防滲層的滲透系數小于或等于10^-8m/s，該防滲層由工程防水材料制成，所述的防滲層為黏土層或聚乙烯薄膜。

所述的人工浮床區或人工濕地區種植具有一定景觀或經濟價值的水生植物，種植密度為3株/m²～9株/m²；可選擇多種植物作為優勢種搭配栽種，增加植物的多樣性并具有景觀效果。

所述的人工浮床區由浮床植物通過扦插移栽而成，應用定植籃或穿孔泡沫板對植物進行固定；所述的濕地植物區由水生植物通過扦插移栽固定于土壤中而成。